1 1 PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA ENERGI ALTERNATIF TURBIN ANGIN
ENERGI ALTERNATIF TURBIN ANGIN
BIDANG KEGIATAN: BIDANG KEGIATAN: PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA
PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA
–
–
PENGABDIAN MASYARAKAT PENGABDIAN MASYARAKATDiusulkan oleh: Diusulkan oleh:
Azka
Azka Zulfah Zulfah Saffanah Saffanah 175060600111012175060600111012 Estyningtyas
Estyningtyas Prayagati Prayagati 175060600111036175060600111036 Michael
Michael Rico Rico Junior Junior 175060600111028175060600111028 Dhimas
Dhimas Auliayudi Auliayudi A.P A.P 175060601111006175060601111006
UNIVERSITAS BRAWIJAYA UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG MALANG 2017 2017
DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL ………... 1 DAFTAR ISI……… 2 BAB I PENDAHULUAN……….. 3 1.1 Latar Belakang………. 3 1.2 Rumusan Masalah……… 4 1.3 Tujuan Penelitian………. 4 1.4 Manfaat Penelitian………... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA……… 5
2.1 Energi Angin……… 5
2.2 Turbin Angin……… 5
BAB III METODE PENELITIAN……… 8
3 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan energi di Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya terus meningkat karena pertambahan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan pola konsumsi energi itu sendiri yang
senantiasa meningkat. Sedangkan energi fosil yang selama
inimerupakan sumber energi utama ketersediaannya sangat terbatas dan terus menipis.Proses alam memerlukan waktu yang sangat lama untuk dapat kembali menyediakanenergi fosil ini.
Menurut Blueprint Pengelolaan Energi Nasional yang dikeluarkan oleh
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (DESDM) pada tahun 2005, cadangan minyak bumi di Indonesia pada tahun 2004 diperkirakan akan habis dalam kurunwaktu 18 tahun dengan rasio cadangan/produksi pada tahun tersebut. Sedangkan gas diperkirakan akan habis dalam kurun waktu 61 tahun dan batubara 147 tahun.
Banyak sumber daya alam terbarukan yang ada di Indonesia yang belum dimanfaatkan secara optimal seperti energi angin, energi air, energi surya dan lainnya. Pemanfaatan energi terbarukan dapat mencegah terjadinya kenaikan jumlah karbon dioksida atau CO2 pada lapisan
atmosfer yang menyebabkan pemanasan
global. Pada sebuah surat kabar The Atjeh Post pada Rabu 1 Juni 2011,
”International Energy Agency (IEA) mengungkapkan bahwa kenaikan emisi karbondioksida
CO2 pada tahun 2010 sebesar 1.6 gigaton (Gt), saat diakumulasikan
kenaikan karbondioksida di tahun 2010 menjadi 30.6 Gt, Nicholas Stern dari London
School of Economics bahkan mengklaim, jika hal ini terus berlangsung pada 2100,
suhu Bumi akan naik 4 derajat Celcius”.
Angin di kawasan wilayah Indonesia mempunyai kecepatan dan arah yang selalu berubah-ubah. Menurut Karwono (2008), pada turbin angin poros horisontal pemanfaatannya
harus diarahkan sesuai dengan arah angin yang paling tinggi kecepatannya.
Di Kabupaten Nganjuk sendiri memiliki Sumber Daya Alam yang berupa Angin yang cukup kencang dan bisa dimanfaatkan sebagai Sumber Energi Listrik dengan menggunakan Kincir Angin. Namun, di Kabupaten Nganjuk sendiri belum ada yang memanfaatkan energy tersebut secara maksimal.
1.2 Rumusan Masalah
Perumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana caranya memanfaatkan energi alternatif yang berupa angin di suatu desa Kabupaten Nganjuk dijadikan Energi Listrik menggunakan Kincir Angin yang berguna bagi masyarakat Nganjuk
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa maksimalkah energi listrik untuk masyarakat di suatu desa Kabupaten Nganjuk yang dihasilkan oleh Kincir Angin tersebut.
1.4 Manfaat Hasil Penelitian
Penelitian yang penulis lakukan ini kiranya dapat bermanfaat bagi penulis sendiri, bagi para pembaca atau pihak – pihak yang berkepentingan. Manfaat penelitian ini yaitu:
1. Untuk meningkatkan taraf perekonomian di suatu desa Kabupaten Nganjuk 2. Dapat sebagai pembuka lapangan pekerjaan bagi masyarakat disekitar
5 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Energi Angin
Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan udara yang lebih tinggi ketekanan udara yang lebih rendah. Perbedaan tekanan udara disebabkan oleh perbedaan suhu udara akibat
pemanasan atmosfir yang tidak merata oleh sinar matahari. Karena bergerak
angin memiliki energi kinetik. Energi angin dapat dikonversi atau ditransfer ke dalam bentuk energi lain seperti listrik atau mekanik dengan menggunakan kincir atau turbin angin. Oleh karena itu, kincir atau turbin angin sering disebut sebagai Sistem Konversi Energi Angin (Saiful, 2008).
Salah satu energi terbarukan yang berkembang pesat di dunia saat ini adalah energi angin. Energi angin merupakan energi terbarukan yang sangat fleksibel.Energi angin dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya pemompaan air untuk irigasi, pembangkit listrik, pengering atau pencacah hasil panen, aerasi tambakikan/udang, pendingin ikan pada
perahu-perahu nelayan dan lain-lain. Selain
itu, pemanfaatan energi angin dapat dilakukan di mana-mana, baik di daerah landau maupun dataran tinggi, bahkan dapat di terapkan di laut, berbeda halnya dengan energi air (Daryanto, 2007).
2.2 Turbin Angin
Turbin angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomopdasi kebutuhan para petani dalam
melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll. Turbin angin
terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.
Turbin angin dibagi menjadi dua kelompok utama berdasarkan arah sumbu: 1. Turbin Angin Horizontal Axis
Turbin angin sumbu horizontal merupakan turbin angin yang sumbu rotasi
rotornya paralel terhadap permukaan tanah. Turbin angin sumbu horizontal memiliki
poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara dan diarahkan
menuju dari arah datangnya angin untuk dapat memanfaatkan energi angin. Rotor
turbin angin kecil diarahkan menuju dari arah datangnya angin dengan pengaturan baling – baling angin sederhana sedangkan turbin angin besar umumnya menggunakan sensor angin dan
motor yang mengubah rotor turbin
mengarah padaangin. Berdasarkan prinsip aerodinamis, rotor turbin angin sumbu horizontal mengalami gaya lift dan gaya drag, namun gaya lift jauh lebih besar dari gaya drag sehingga rotor turbin ini lebih dikenal dengan rotor turbin tipe lift
Dilihat dari jumlah sudu, turbin angin sumbu horizontal terbagi menjadi: 1. Turbin angin satu sudu (single blade)
2. Turbin angin dua sudu (double blade) 3. Turbin angin tiga sudu (three blade) 4. Turbin angin banyak sudu (multi blade)
Berdasarkan letak rotor terhadap arah angin, turbin angin sumbu horizontal dibedakan menjadi dua macam yaitu:
1) Upwind 2) Downwind
Turbin angin jenis upwind memiliki rotor yang menghadap arah datangnya angin sedangkan turbin angin jenis downwind memiliki rotor yang membelakangi/ menurut jurusan arah angina.
Rotor pada turbin upwind terletak di depan turbin, posisinya mirip dengan pesawat terbang yang didorong baling – baling. Untuk menjaga turbin tetap menghadap arah angin, diperlukan mekanisme yaw seperti ekor turbin. Keuntungannya,
naungan menara berkurang. Udara akan mulai menekuk di sekitar menara sebelum berlalu begitu
sehingga ada kehilangan daya dari gangguan yang terjadi, hanya tidak setingkat
dengan turbin downwind.
Turbin angin downwind memiliki rotor di sisi bagian belakang turbin. Bentuk nacelle I
desain untuk menyesuaikan dengan arah angin. Keunggulannya yaitu
sudurotor dapat lebih fleksibel karena tidak ada bahaya tabrakan dengan menara. Sudu
fleksibel memiliki keuntungan, biaya pembuatan sudu lebih murah dan mengurangi tegangan pada tower selama keadaan angin dengan kecepatan tinggi karena melentur memberikan beban angin didistribusikan secara langsung ke sudu dari pada ke menara. Sudu yang fleksibel dapat juga sebagai kekurangan dimana kelenturannya menyebabkan keletihan sudu. Dibelakang
menara merupakan masalah dengan mesin downwind karena menyebabkan turbulensi aliran dan meningkatkan kelelahan pada turbin.
2. Tubin Angin Vertikal Axis
Turbin angin sumbu vertikal merupakan turbin angin yang sumbu rotasi rotor tegak lurus
terhadap permukaan tanah. Jika dilihat dari efisiensi turbin,turbin
7 c) Konstruksi turbin sederhana
Turbin angin sumbu vertikal dapat didirikan dekat permukaan tanah, sehingga memungkinkan menempatkan komponen mekanik dan komponen elektronik yang mendukung beroperasinya turbin. Jika dilihat dari prinsip aerodinamik rotor yang digunakan, turbin angin
sumbu vertikal dibagi menjadi dua bagian, yaitu: A) Turbin Angin Darrieus
Turbin Angin Darrieus pada umumnya dikenal sebagai turbin eggbeater .Turbin angin
Darrieus pertama kali ditemukan oleh Georges Darrieus pada tahun
1931. Turbin angin Darrieus merupakan turbin angin yang menggunakan prinsip aerodinamik dengan memanfaatkan gaya lift pada airfoil dalam mengekstrak energy angin.
Turbin Darrieus memiliki torsi rotor yang rendah tetapi putarannya lebih tinggi dibanding dengan turbin angin Savonius sehingga lebih diutamakan untuk menghasilkan
energi listrik. Namun turbin ini membutuhkan energi awal untuk
mulai berputar. Rotor turbin angin Darrieus pada umumnya memiliki variasi sudu yaitu duaatau tiga sudu. Modifikasi rotor turbin angin Darrieus disebut dengan turbin angin.
Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh insinyur Finlandia Sigurd J. Savonius pada tahun 1922. Turbin angin sumbu vertikal yang terdiri dari dua sudu berbentuk setengah silinder atau elips yang dirangk ai sehingga membentuk „S‟, satu sisi setengah
silinder berbentuk cembung dan sisi lain berbentuk cekung yang dilalui angin.
Berdasarkan prinsip aerodinamis, rotor turbin ini memanfaatkan gaya hambat (drag) saat mengekstrak energi angin dari aliran angin yang melalui sudu turbin. Koefisien hambat permukaan
cekung lebih besar daripada permukaan cembung. Oleh sebab itu, sisi permukaan cekung
setengah silinder yang dilalui angin akan memberikan gaya hambat yang
lebih besar daripada sisi lain sehingga rotor berputar. S etiap turbin angin yang memanfaatkan potensi angin dengan gaya hambat memiliki efisiensi yang terbatasi karena kecepatan sudu tidak dapat melebihi kecepatan angin yang melaluinya.
Dengan memanfaatkan gaya hambat, turbin angin Savonius
memiliki putaran dan daya yang rendah dibandingkan dengan turbin angin Darrieus. Meskipun demikian turbin Savonius tidak memerlukan energi awal memulai rotor
untuk berputar yang merupakan keunggulan turbin ini dibanding turbin Darrieus. Daya dan
putaran yang dihasilkan turbin Savonius relatif rendah, sehingga pada
penerapannya digunakan untuk keperluan yang membutuhkan daya kecil dan
sederhana seperti memompa air. Turbin ini kurang sesuai digunakan untuk pembangkit listrik dikarenakan tip speed ratio dan daya yang relatif rendah
B. Airfoil
Sudu-sudu rotor turbin seringkali berpenampang airfoil tetapi adakalanya sudu ini terbuat dari plat lengkung atau sudu layar yang merupakan penyederhanaan dari bentuk propeller.NACA
(National Advisory Committe for Aeronautics) merupakan standar dalam perancangan
suatu airfoil. Perancangan airfoil pada dasarnya bersifat khusus dan dibuat menurut selera serta sesuai dengan kebutuhan dari pesawat yang akan dibuat
BAB III
METODE PENELITIAN
Metode penelitian adalah tentang metodologi yang berkaitan dengan penelitian yang peneliti lakukan, antara lain:
3.1 Anggaran Biaya
No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)
1 Bahan-bahan terdiri dari turbin, batrai, Rp.
10.500.000,-2 Lain-lain: administrasi, publikasi, seminar,
laporan, dll Rp.
2.000.000,-Jumlah Rp.
12.500.000,-3.2 Jadwal Kegiatan
1. Tempat
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Fakultas MIPA Universitas Lambung
Mangkurat Banjarbaru.
2. Waktu
