i
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS EMPAT SUDU
SATU TINGKAT DENGAN SIRIP-SIRIP PENGARAH PADA
LINGKAR TERLUAR KINCIR
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin
Diajukan Oleh:
SURYO PRASETYO
NIM : 075214014
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
THE PERFORMANCE OF ONE STAGE FOUR BLADES
SAVONIUS WINDMILL WITH GUIDE VANE
ON THE OUTER CIRCLE
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirement To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Study Program
By :
SURYO PRASETYO
NIM : 075214014
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
iii
TUGAS AKHIR
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS EMPAT SUDU
SATU TINGKAT DENGAN SIRIP-SIRIP PENGARAH PADA
LINGKAR TERLUAR KINCIR
Disusun oleh:
SURYO PRASETYO
NIM : 075214014
vii
INTISARI
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan mencari daya kincir, koefisien daya dan tip speed ratio (TSR) pada kincir angin model Savonius empat sudu satu tingkat dengan ukuran diameter kincir dibuat 0,60 m dan tingginya 0,85 m, sedangkan variasi dibuat tanpa sirip-sirip pengarah, menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 dan sudut 300.
Untuk mengukur dan megetahui daya kincir, koefisien daya dan tip speed ratio, kincir dihubungkan ke generator yang tersambung ke rangkaian lampu yang berfungsi sebagai variasi beban. Besarnya beban pengimbang torsi diukur dengan neraca pegas. Putaran poros diukur dengan takometer. Kecepatan angin diukur dengan anemometer.
Daya kincir angin maksimal sebesar 18,84 watt didapatkan pada kincir angin dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300 saat kecepatan angin 5,76 m/s dan menghasilkan torsi sebesar 1,79 Nm. Pada kincir angin yang sama dihasilkan pula koefisien daya maksimal sebesar 33 % dengan TSR sebesar 0,55.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT atas segala berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Unjuk Kerja Kincir Angin savonius Dengan Sirip-sirip Pengarah pada Lingkar Terluar” ini karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa S.Si.,M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.
3. Ir. Rines, M.T. selaku dosen Pembimbing Akademik dan juga Pembimbing Tugas Akhir.
4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.
5. Petugas Laboratorium yang telah membantu memberikan ijin dalam penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.
ix
7. Keluarga penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu, telah memberi dukungan dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
8. Agustin Widyaningtyas, S.Pd. yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat.
9. Teman sekelompok Endro Pramulat Sito, S.T.danNatalis Riya yang telah bekerjasama selama ini, baik dalam pembuatan alat ini sampai dengan penulisan naskah.
10.Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma angkatan 2007 dan teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
11.Pihak-pihak yang tidak dapat kami sebutkan satu per satu, yang telah memberikan dorongan dan bantuan dalam wujud apapun selama penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf.
Yogyakarta, 23 Februari 2012
x
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi
INTISARI ... vii
2.3.1 Turbin Angin Poros Horizontal ... 8
2.3.2 Turbin Angin Poros Vertical ... 10
xi
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian... 22
3.3 Variasi Penelitian ... 31
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ... 40
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah ... 35 Tabel 4.2 Data kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 ... 37 Tabel 4.3 Data kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300 ... 39 Tabel 4.4 Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat
sudu satu tingkat tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah ... 43 Tabel 4.5 Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat
sudu satu tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 ... 45 Tabel 4.6 Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Savonius wind turbine dengan rotor 3 tingkat ... 14
Gambar 2.2 Aplikasi gabungan antara darrieus wind turbine 3 blade dengan Savonius wind turbine guna membantu putaran awal pengarah... 15
Gambar 2.3 Giromill wind turbine helical ... 16
Gambar 2.4 H-Rotor wind turbine ... 16
Gambar 2.5 Gaya dorong ... 17
Gambar 2.6 Grafik koefisien daya (Cp) berbagai macam kincir ... 19
Gambar 3.1 Kincir angin dengan sirip-sirip pengarah ... 22
Gambar 3.2 Kincir angin ... 23
xiv
Gambar 3.12 Rangkaian lampu ... 30
Gambar 3.13 Anemometer ... 30
Gambar 3.14 Takometer ... 31
Gambar 3.15 Neraca pegas ... 31
Gambar 3.16 Bagian-bagian alat penguji kincir ... 33
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin Savonius tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah... 49
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 ... 49
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300 ... 50
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin Savonius tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah... 51
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 ... 51
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300 ... 52
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara Cp dan TSR untuk kincir angin Savonius tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah ... 53
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara Cp dan TSR untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 ... 53
xv
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Tabel L.1 Massa jenis udara... 60 Gambar L.1. Mengatur posisi fan blower untuk memvariasikan kecepatan
angin... 61 Gambar L.2. Pengambilan data massa pada neraca pegas... 61 Gambar L.3. Pengambilan data putaran poros... 62 Gambar L.4. Pemasangan sirip-sirip pengarah pada kincir angin yang
diteliti... 63 Gambar L.5. Kincir angin yang diteliti... 64 Gambar L.6. Kincir angin yang sebagai alat penelitian, sedang diuji
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu hal terpenting untuk mendukung keberlangsungan dan perkembangan peradaban umat manusia adalah terjaminnya ketersediaan energi yang memadai. Total kapasitas pembangkit listrik di Indonesia saat ini sekitar 30 ribu MW, 86% dikuasai oleh PLN sementara sisanya dikelola oleh perusahaan listrik swasta. Sementara itu kebutuhan listrik akan terus meningkat sejalan dengan pertumbuhan jumlah penduduk dan perkembangan perekonomian bangsa. Angka pertumbuhan kebutuhan listrik diprediksi sekitar 7-8% hingga tahun 2015 mendatang. Meskipun demikian, dan perlu diingat, saat ini tingkat elektrifikasi Indonesia baru sekitar 54%, artinya ada sekitar 46% masyarakat Indonesia yang belum menikmati listrik akibat tingginya harga bahan bakar. (http://www.facebook.com/group.php?gid=87207231729).
2 terbuang karena efisiensi yang terbatas dari siklus energi, ketika tidak direcovery sebagai pemanas ruangan, akan dibuang ke atmosfer. Gas sisa hasil pembakaran dibuang ke atmosfer; mengandung karbon dioksida dan uap air, juga substansi lain seperti nitrogen, nitrogen dioksida, sulfur dioksida, dan abu ringan (khusus batu bara) dan mungkin merkuri. Abu padat dari pembakaran batu bara juga harus dibuang, meski saat ini abu padat sisa pembakaran batu bara dapat didaur ulang sebagai bahan bangunan. Peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer memicu perubahan iklim termasuk pemanasan global. Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil adalah peyumbang utama gas rumah kaca dan berkontribusi besar terhadap pemanasan global. Batu bara menghasilkan gas rumah kaca sedikitnya tiga kali lebih banyak dari gas alam. Pembakaran batu bara dapat memicu hujan asam dan polusi udara, dan telah dihubungkan dengan pemanasan global karena
3
1.2 Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini akan diteliti kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah. Dipilihnya kincir angin Savonius dengan alasan jenis kincir ini merupakan jenis yang paling sederhana, mudah dibuat dan dapat berputar pada kecepatan rendah. Dalam hal ini saya mengembangkan kincir angin Savonius dengan menambahkan sirip-sirip pengarah yang bertujuan supaya angin yang diterima sudu kincir angin lebih besar daripada tanpa pengarah.
Agar penelitian yang dilakukan dapat berjalan lancar tanpa mengalami kesulitan, diberikan beberapa batasan masalah sebagai berikut:
a. Kincir yang diteliti adalah kincir angin Savonius satu tingkat dan menggunakan sudu lengkung sebanyak empat buah.
b. Tinggi kincir angin Savonius 0,85 m dan diameter 0,6 m.
c. Tinggi sirip-sirip pengarah kincir angin Savonius 0,95 m dan berdiameter 0,84 m
d. Angin dengan kecepatan bervariasi dihasilkan dengan memakai terowongan angin yang dilengkapi fan blower berkapasitas 5,5 kW.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian antara lain :
a. Membuat kincir angin Savonius dengan variasi sirip-sirip pengarah. b. Mengetahui pengaruh penggunaan sirip-sirip pengarah terhadap unjuk
4 c. Mengetahui daya kincir angin Savonius antara tanpa menggunakan
sirip-sirip pengarah, menggunakan sirip-sirip-sirip-sirip pengarah pada sudut 450 dan 300.
d. Membandingkan koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (TSR) antara kincir angin Savonius tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah, menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 dan 300.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang akan didapat dari pembuatan tugas akhir ini adalah:
a. Berpartisipasi dalam pengembangan dan pemanfaatan green energi, khususnya pemanfaatan energi angin untuk masyarakat.
b. Menambah kepustakaan tentang kincir angin Savonius.
c. Mengurangi pemakaian sumber energi lain seperti minyak bumi dan kayu bakar.
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Fenomena Angin
Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara antara tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah atau dari daerah bersuhu rendah ke wilayah bersuhu lebih tinggi.
Angin memiliki hubungan yang erat dengan sinar matahari karena daerah yang terkena banyak paparan sinar matahari akan memiliki suhu yang lebih tinggi serta tekanan udara yang lebih rendah dari daerah lain di sekitarnya. Udara panas yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga bergerak naik. Apabila hal ini terjadi, udara dingin disekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tersebut. Udara dingin menyusut menjadi lebih berat dan turun ke permukaan bumi, diatas permukaan bumi udara menjadi panas dan naik kembali. Hal ini yang menyebabkan terjadinya angin.
6 Jenis angin secara umum diklarifikasikan menjadi dua yaitu angin lokal dan angin musim.Angin lokal terbagi menjadi : angin darat dan angin laut, angin lembah dan angin gunung, serta angin jatuh yang sifatnya kering dan panas. Sedangkan angin musim terdiri dari : angin passat, angin anti passat, angin barat, angin timur dan angin muson.
Alat-alat untuk mengukur aliran angin antara lain : anemometer (alat untuk mengukur kecepatan angin), wind vane (alat untuk mengetahui arah angin), serta windsock (alat untuk mengetahui arah angin dan memperkirakan besar kecepatan angin).
2.2 Turbin Angin
Turbin angin atau dalam bahasa sederhana kincir angin merupakan turbin yang digerakkan oleh angin, yaitu udara yang bergerak diatas permukaan bumi. Sudah sejak dahulu angin berjasa bagi kehidupan manusia, salah satunya adalah para nelayan. Selain itu, turbin angin pada awalnya juga dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, memompa air dan menggiling jagung. Penggunaan turbin angin terus mengalami perkembangan guna memanfaatkan energi angin secara efektif, terutama pada daerah-daerah dengan aliran angin yang relatif tinggi sepanjang tahun. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.
7 pengembangan dan penggunaan turbin angin secara meluas dalam mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat dengan prinsip konversi energi. Pada saat ini, angin merupakan salah satu sumber energi dengan perkembangan relatif cepat dibanding sumber energi lainnya, Walaupun demikian sampai saat ini pembangunan turbin angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional (misal : PLTD atau PLTU). Turbin angin masih lebih dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui (misal : batubara dan minyak bumi) sebagai bahan dasar untuk membangkitkan listrik.
Pengkajian potensi angin harus dilakukan dengan baik guna memperoleh suatu sistem konversi angin yang tepat. Pengkajian potensi angin pada suatu daerah dilakukan dengan cara mengukur serta menganalisis kecepatan maupun arah angin. Secara umum tempat-tempat yang baik untuk pemasangan turbin angin antara lain :
1. Celah diantara gunung karena tidak langsung celah gunung dapat berfungsi sebagai nozzle yang dapat mempercepat aliran angin.
2. Datar terbuka yang tidak terdapat objek-objek penghalang aliran angin, seperti daerah pantai, savana, gunung, dan lain sejenisnya.
8
2.3 Jenis Turbin Angin
Jenis turbin angin ada 2, yaitu :
2.3.1 Turbin angin poros horizontal
Turbin angin poros horizontal atau bisa disingkat HAWT adalah turbin dengan poros utama horizontal dan memiliki poros rotor utama, serta generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling-baling angin yang sederhana, sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang dihubungkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.
Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan.
9
2.3.1.1 Kelebihan HAWT
Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah angin) antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfir bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%. (http://id.wikipedia.org/wiki/turbin_angin).
2.3.1.2 Kelemahan HAWT
Kelemahan HAWT antara lain :
a. Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin anginnya.
b. HAWT yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi serta mahalnya para operator yang terampil.
c. Membutuhkan konstruksi menara yang besar untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox, dan generator.
d. HAWT yang tinggi bisa mepengaruhi radar airport.
e. Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan lansekap.
f. Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
10
2.3.2 Turbin angin poros vertikal
Turbin angin poros Vertikal atau yang lebih dikenal dengan istilah VAWT (Vertical Axis Wind Turbine) adalah turbin dengan keberadaan poros tegak lurus terhadap arah aliran angin atau tegak lurus terhadap permukaan tanah dan mempunyai generator pembangkit listrik dibawah poros. Munculnya teknologi vertical axis wind turbine dilatar belakangi oleh berbagai keunggulan berikut :
2.3.2.1 Kelebihan turbin angin poros vertikal
Kelebihan-kelebihan turbin angin poros vertikal antara lain :
a. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
b. Mampu mendayagunakan angin dari segala arah, sehingga tidak memerlukan yaw mechanism seperti terdapat pada Horizontal Axis Wind Turbine.
c. Kontruksi lebih sederhana serta biaya manufaktur lebih terjangkau dibanding HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine). Hal ini disebabkan karena Savonius wind turbine tidak memerlukan yaw mechanism, selain itu generator, gearbox, komponen-komponen mekanik maupun elektronik dapat diletakkan diatas permukaan tanah dan tidak perlu diletakkan di atas menara atau tower.
d. VAWT tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
11
f. VAWT memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
g. Desain VAWT berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya HAWT.
h. VAWT memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada
HAWT.
i. VAWT biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.
j. VAWT bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
k. VAWT yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),
l. Kincir pada VAWT mudah dilihat dan dihindari burung.
12 Turbine maupun Vertical Axis Wind Turbine lainya seperti Darrieus, tipe H dan lainnya.
n. Mampu melakukan self start pada kecepatan angin relatif rendah dibandingkan Horizontal Axis Wind Turbine maupun tipe Vertical Axis Wind Turbine lainnya. Dalam beberapa contoh kasus, Savonius wind turbine disatukan dengan darrieus wind turbine guna membantu perputaran awal (self start).
o. Berdasarkan prinsip kerja differential drag windmill, khususnya turbin angin Savonius mampu menghasilkan torsi yang tinggi dari kisaran kecepatan angin rendah hingga kecepatan angin tinggi.
2.3.2.2 Kelemahan Turbin Angin Sumbu Vertikal
Kelemahan-kelemahan turbin angin poros vertikal antara lain :
a. Kebanyakan VAWT hanya mampu memproduksi energi rata-rata 50% dari total efisiensi HAWT karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar. Khususnya turbin angin Savonius, efisiensi yang mampu dihasilkan 15-25% dari total energi yang diterima.
b. Tip speed ratio yang dihasilkan rendah, dengan demikian efisiensi yang dihasilkan pun selalu rendah.
c. VAWT tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
13 e. Sebuah VAWT yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.
2.4 Tipe Vertical Axis Wind Turbine
Turbin jenis VAWT terdiri dari beberapa tipe yang paling umum dijumpai antara lain :
2.4.1 Savonius rotor
14 Gambar 2.1 Savonius wind turbine dengan
rotor 3tingkat
(http://my.wn.com/media/wiki/s/a/Savonius_
wind_turbine.jpg)
2.4.2 Darriues rotor
15 darrieus umumnya menggunakan tiga blade. Gambar 2.2 berikut menampilkan bentuk turbin angin Darrieus.
Gambar 2.2 Aplikasi gabungan antara darrieus wind turbine 3 blade dengan Savonius wind turbine guna membantu putaran awal. (http://www.diebrennstoffzelle.de/alternativen/wind/
images/darrieus.jpg)
2.4.3 Giromill
16 Gambar 2.3 Giromill wind turbine helical
(http://winddose.com/images/ turbine%20 technologies/gorlov.jpg)
2.4.4 H-Rotor
Bentuk pengembangn lanjut dari turbin angin darrieus dengan kegunaan produksi daya yang kecil. Berikut Gambar 2.4 salah satu contoh H-Rotor.
Gambar 2.4 H-Rotor wind turbine (http://upload.wikimedia.org/wikipedi/ commons/thumb/4/42/Windgenerator_a ntarktis_hg.jpg/220px-Windgenerator_
17
2.5 Gerak Turbin
Pada dasarnya rotor Turbin Angin mengambil tenaga dari angin dan membuatnya menjadi lebih pelan, dan menghasilkan tenaga. Ini dapat dilihat dengan adanya gaya yang diterapkan yaitu gaya yang diberikan oleh angin kepada kincir. Obyek yang bergerak searah aliran angin, menghasilkan gaya yang disebut “Drag” atau Gaya Seret.
Prinsip kerja kincir angin Savonius adalah mengkonversikan energi angin menjadi energi mekanis dalam bentuk gaya dorong (drag force). Sebagian sudu mengambil energi angin dan sebagian sudu lagi melawan angin. Sudu yang mengambil energi angin disebut downwind sedangkan sudu yang melawan angin disebut upwind. Sudu upwind ini dapat mengurangi kecepatan rotor. Besarnya torsi pada rotor dan kecepatan rotor (rpm) tergantung pada selisih gaya dorong sudu upwind dengan gaya dorong sudu downwind.
Gambar 2.5 Gaya dorong
UPWIND
DOWNWIND
18
2.6 Penerapan Rumus Pada Turbin Angin
Penerapan-penerapan rumus yang digunakan pada kincir angin Savonius sebagai berikut :
2.6.1 Perolehan daya angin
Daya yang tersedia pada angin (Pa) berbanding lurus dengan pangkat tiga kecepatannya, maka daya yang tersedia diperoleh dari persamaan berikut
3
P = daya yang disediakan (watt)
udara
ρ = densitas udara / massa jenis udara (kg/m3)
A = luas penampang
A = D.t (m2)
v = kecepatan angin (m/s)
Daya angin yang dapat dimanfaatkan dengan menggunakan turbin angin
dengan propeller yang ideal maksimum 59 % dari daya yang disediakan angin.
Sementara ini, koefisien daya yang dapat dicapai oleh sebuah kincir atau turbin
angin tipe Savonius hanya mencapai 30% dari daya yang disediakan angin, untuk
lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 2.6 berikut.
Menurut kedudukan sumbu porosnya, kincir angin dapat dibedakan dalam
dua macam, yaitu :
1. Kincir angin sumbu horizontal
19
Gambar 2.6 Grafik koefisien daya (Cp) berbagai macam kincir.
(Sumber : http://www.intechopen.com)
2.6.2 Perhitungan torsi
Perhitungan torsi dapat dituliskan menurut persamaan berikut :
r F
T = ⋅ (Nm) (2.2)
dengan :
T = torsi (Nm)
F = gaya (N)
20
2.6.3 Perhitungan daya kincir (Pk)
Perhitungan daya yang dihasilkan oleh kincir (Pk) dihitung berdasarkan
persamaan berikut :
Jika pada kincir angin besarnya kecepatan sudut (ω) dirumuskan sebagai
berikut :
maka besarnya daya kincir berdasarkan persamaan (2.3) dinyatakan dengan :
=
2.6.4 Perhitungan tip speed ratio (TSR)
Perhitungan tip speed ratio (TSR) kincir dapat dihitung brdasarkan
persamaan berikut :
maka tip speed ratio (TSR)
21 dengan :
v = kecepatan angin (m/s)
rk = jari-jari kincir (m)
2.6.5 Perhitungan Koefisien daya (Cp)
Perhitungan Koefisien daya (Cp) kincir dapat dihitung berdasarkan
perbandingan daya yang dihasilkan oleh kincir (Pk) dengan daya yang disediakan
oleh angin (Pa) dapat dituliskan menurut persamaan berikut :
22
METODE PENELITIAN
3.1. Sarana Penelitian
Sarana yang digunakan untuk penelitian adalah di laboratorium konversi
energi Universitas Sanata Dharma. Penelitian ini dilakukan dari proses pembuatan
alat penelitian, pengambilan data penelitian, pembuatan naskah penelitian dan
seminar dari bulan Februari 2011 hingga November 2011.
3.2. Peralatan dan Bahan Penelitian
Jenis kincir angin yang digunakan adalah kincir angin Savonius empat sudu
satu tingkat dengan sirip-sirip pengarah seperti pada Gambar 3.1 berikut.
Gambar 3.1 Kincir angin yang diteliti dengan sirip-sirip pengarah
Beberapa bagian utama kincir angin yang menjadi alat penelitian seperti
23
Gambar 3.2 Bagian-bagian kincir angin yang diteliti
1. Poros
Poros seperti yang dapat dilihat pada Gambar 3.3 merupakan bagian
yang berfungsi sebagai poros utama kincir dan pusat putaran sudu dalam
kincir. Poros dalam penelitian ini terbuat dari pipa PVC 1 inchi.
2. Alas sudu
Alas sudu berfungsi sebagai tempat dimana sudu dipasang. Alas sudu
dalam penelitian ini digunakan agar sudu tidak bergeser dari tempat yang
ditentukan. Bahan yang digunakan untuk alas ini terbuat dari triplek dengan
tebal 4 mm, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.4 berikut.
Pandangan Depan Pandangan Samping
Poros
Sudu
Penahan sudu
24
Gambar 3.3 Poros
Gambar 3.4 Alas sudu
3. Sudu
Sudu merupakan salah satu komponen bagian dari kincir yang berfungsi
menangkap angin. Sudu dalam penelitian ini terbuat dari bahan seng yang
ringan namun kuat. Sudu yang digunakan yaitu berjumlah empat sudu
25
Gambar 3.5 Sudu
Adapun peralatan pendukung yang digunakan sebagai variasi dalam
penelitian ini adalah :
1. Pengarah Angin
Pengarah bertujuan sebagai pengatur agar angin yang datang dari
berbagai arah dapat berpusat atau lebih banyak berhembus ke arah sudu
seperti yang diharapkan. Pengarah ini juga dapat diatur sudut siripnya,
untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam Gambar 3.6 berikut.
(a)
Sirip pengarah
26
(b) (c)
Gambar 3.6 (a) Pengarah angin, (b) Sudut sirip pengarah 300 dan (c)
Sudut sirip pengarah 450.
2. Alas pengarah
Alas pengarah berfungsi sebagai tempat dimana sirip pengarah
dipasang. Alas sirip dalam penelitian ini digunakan agar sirip pengarah tidak
bergeser dari tempat yang ditentukan yaitu pada sudut (450 dan 30 0). Bahan
yang digunakan untuk alas ini terbuat dari triplek dengan tebal 4 mm dan
diameter 840 mm, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.7
27
Gambar 3.7 Alas pengarah
3. Sirip pengarah
Sirip pegarah berfungsi agar dapat mengatur angin yang berhembus
sehingga angin yang berhembus dapat berpusat ke arah sudu sehingga sudut
dapat berputar lebih cepat. Sirip ini juga dapat diatur sudutnya dan bahan
yang digunakan terbuat dari triplek tebal 4 mm dengan tinggi 900 mm dan
lebar 120 mm, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.8 berikut.
Gambar 3.8 Sirip pengarah
t. 4
28 Adapun peralatan pendukung yang digunakan untuk pengambilan data
dalam penelitian tersebut adalah :
1. Generator
Generator berfungsi sebagai alat yang mengubah gaya gerak menjadi
listrik. Generator menghasilkan Arus listrik dan Tegangan listrik yang
berfungsi untuk mencari besar daya yang dikeluarkan, seperti yang
ditunjukkan dalam Gambar 3.9 berikut.
Gambar 3.9 Generator
2. Fan blower
Fan blower digunakan untuk menghembuskan angin yang akan
disalurkan ke terowongan angin, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar
29
Gambar 3.10 Fan blower
3. Terowongan angin
Terowongan angin berfungsi sebagai lorong yang menangkap dan
mengumpulkan angin dan menghembuskannya pada kincir yang diletakkan
didalam terowongan angin tersebut. Didalam terowongan angin, kecepatan
angin dapat diatur, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.11 berikut.
(a) (b)
Gambar 3.11 (a) terowongan angin, (b) kincir angin yang diteliti di dalam terowongan angin
4. Rangkaian lampu
Rangkaian lampu berfungsi sebagai beban dalam penelitian ini, seperti
30
Gambar 3.12 Rangkaian lampu
5. Anemometer
Anemometer berfungsi sebagai alat pengukur kecepatan angin, seperti
yang ditunjukkan dalam Gambar 3.13 berikut.
Gambar 3.13 Anemometer
6. Takometer
Takometer digunakan untuk mengukur putaran poros motor DC.
Takometer yang digunakan jenis digital light takometer, yang prinsip
kerjanya dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor, seperti yang
31
Gambar 3.14 Takometer
7. Neraca pegas
Neraca pegas berfungsi untuk mengetahui berapa gaya yang diterima
kincir akibat pembebanan, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.15
berikut.
Gambar 3.15 Neraca pegas
3.3. Variasi Penelitian
Beberapa varibel penelitian yang harus ditentukan sebelum penelitian
adalah :
1. Variasi kecepatan angin dalam penelitian
2. Variasi kincir tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah, menggunakan
32
3.4. Variabel Yang Diukur
Data yang diambil dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Putaran poros kincir (n).
2. Kecepatan angin (v) yang digunakan didapat dari pengukuran
anemometer yang diletakkan di bagian depan terowongan angin.
3. Gaya (F) yang diterima kincir, ini dapat diketahui dari pembacaan
timbangan yang dihubungkan pada lengan.
3.5 Parameter Yang Dihitung
Parameter yang dihitung untuk mendapatkan karakteristik dari kincir angin
antara lain :
1. Perhitungan daya yang dihasilkan (Pa)
2. Perhitungan daya kincir (Pk)
3. Perhitungan koefisien daya pada kincir (Cp)
4. Perhitungan tip speed ratio (TSR).
3.6 Langkah Penelitian
Sebelum melakukan langkah-langkah penelitian, berikut Gambar 3.16
bagian-bagian terowongan angin sebagai alat penguji kincir angin Savonius yang
33 Motor listrik
On Off
Beban lampu
Anemometer Kincir angin Terowongan angin blower
Neraca pegas
Generator
Poros
Takometer
Gambar 3.16 Bagian-bagian alat penguji kincir
Langkah-langkah penelitian untuk pengambilan data sebagai berikut :
1. Kincir angin dipasang didalam terowongan angin dan dibaut supaya
tidak bergerak atau bergeser sedikitpun dari tempat yang ditentukan.
2. Pada poros atas kincir diberi bantalan agar putarannya ringan, sedang
bagian bawah poros dihubungkan dengan transmisi yang mengerakkan
generator kemudian generator dihubungkan dengan lampu sebagai
beban.
3. Di depan kincir angin dipasang anemometer untuk mengetahui
34
4. Di bagian lengan ayun transmisi diberi tneraca pegas untuk mengetahui
gaya akibat pembebanan.
5. Setelah semua siap, blower dihidupkan untuk menghembuskan angin
masuk kedalam terowongan angin.
6. Kecepatan angin yang diperlukan diukur dengan mengatur jarak antara
terowongan angin dengan blower, semakin jauh jarak antara
terowongan angin dengan blower maka akan semakin kecil kecepatan
angin yang masuk terowongan angin.
7. Setelah kincir berputar dengan kecepatan yang stabil maka dapat diukur
perputaran poros pada generator, dan gaya yang dihasilkan pada
transmisi.
8. Jalannya percobaan 1 sampai 7 dilakukan berulang dengan variasi
beban dan variasi kecepatan angin yaitu dari kecepatan angin maksimal
35
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Penelitian
Data penelitian akan diambil dari pengujian 1 buah kincir angin Savonius
empat sudu satu tingkat dengan diameter 0,6 m dan tinggi 0,85 m, data kincir
angin tersebut antara lain :
4.1.1 Data penelitian kincir angin Savonius dengan empat sudu satu tingkat
tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah
Data yang diambil dalam penelitian ini berupa data kecepatan angin, putaran
kincir, suhu udara dan beban. Semua data tersebut diperoleh dari kincir angin
yang berputar dan pengujian dilakukan dengan variasi kecepatan angin dari
kecepatan terbesar hingga kincir angin hampir berhenti berputar. Selain itu juga
dilakukan pembebanan variatif menggunakan rangkaian lampu. Dari penelitian
didapatkan data pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Data kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah.
Udara Putaran Poros Beban
36
Udara Putaran Poros Beban
Kec di
4.1.2 Data penelitian kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan
37 Proses penelitian sama seperti pengujian kincir angin tanpa menggunkan
sirip-sirip pengarah, dari data penelitian diperoleh data yang dapat dilihat pada
Tabel 4.2.
udara Putaran poros Gaya
Kec di
sirip-sirip pengarah pada sudut 450.
No Posisi Panjang
Lengan
Kec angin
Kerapatan
udara Putaran poros Gaya
Kec di ujung
sudu
38
4.1.3 Data penelitian kincir angin Savonius dengan empat sudu satu tingkat
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300.
Proses penelitian sama seperti pengujian kincir angin tanpa menggunkan
sirip-sirip pengarah, dari data penelitian diperoleh data yang dapat dilihat pada
Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan sirip-sirip
pengarah pada sudut 300.
No Posisi Panjang
Lengan
Kec angin
Kerapatan
udara Putaran poros Gaya
Kec di ujung
sudu
39
Tabel 4.3 (lanjutan) Data kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan
sirip-sirip pengarah pada sudut 300.
No Posisi Panjang
Lengan
Kec angin
Kerapatan
udara Putaran poros Gaya
Kec di ujung
sudu
40
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan
Contoh perhitungan diambil data dari Tabel 4.1 pada baris pertama di
urutan no. 1 pada kecepatan angin 6,44 m/s dan putaran poros 189,97 rpm dengan
beban (m) 510 gram.
4.2.1 Perhitungan daya yang dihasilkan angin
Perhitungan daya yang dihasilkan angin dilakukan dengan menggunakan
41
Suhu udara sekitar di dapat pada tempat penelitian, kemudian diinterpolasi
dengan menggunakan tabel massa jenis udara yang terdapat pada Tabel L.1,
sehingga memperoleh massa jenis udara (ρudara).
3
4.2.2 Perhitungan torsi
Perhitungan torsi yang dihasilkan kincir angin dilakukan dengan
menggunakan persamaan 2.2 :
r F T = ⋅
Dari data Tabel 4.1 pada baris pertama di urutan no. 1 pada beban (m) 510 gram.
dikonversi menjadi 0,51 kg dan gaya gravitasi dianggap 9,81 m/s2
r
42 Perhitungan daya yang dihasilkan kincir dilakukan dengan menggunakan
perasamaan 2.5 :
4.2.4 Perhitungan tip speed ratio
Perhitungan tip speed ratio (TSR) yang dihasilkan kincir angin dilakukan
dengan menggunakan persamaan 2.6 :
v
4.2.5 Perhitungan koefisien daya
Perhitungan koefisien daya yang dihasilkan kincir angin dilakukan dengan
menggunakan persamaan 2.7 :
43
4.3 Hasil Perhitungan
Dari pengumpulan data penelitian melalui beberapa pengujian maka dapat
diketahui hasil perhitungan sebagai berikut :
Tabel 4.4 Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah.
No
Kincir Koefisien daya
TSR
Tabel 4.4 (lanjutan) Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah.
No
Kincir Koefisien daya
44
Tabel 4.5 Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu
satu tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450.
No
Kincir Koefisien daya
45
Tabel 4.5 (lanjutan) Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah
pada sudut 450.
Kincir Koefisien daya
46
Tabel 4.6 Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu
satu tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300.
No
Kincir Koefisien daya
TSR
Tabel 4.6 (lanjutan) Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah
pada sudut 300.
Kincir Koefisien daya
47
Tabel 4.6 (lanjutan) Data keseluruhan hasil perhitungan kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300.
Kincir Koefisien daya
48
50 11,80 1,16 24,33 4,84 0,20 20% 0,29
51 13,40 1,31 24,36 4,79 0,20 20% 0,25
4.3.1 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Poros
Dari hasil perhitungan pada Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 maka
didapatkan grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin
Savonius empat sudu satu tingkat sebagai berikut :
1 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin tanpa
menggunakan sirip-sirip pengarah, yang dapat dilihat pada Gambar 4.1
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin Savonius tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah
2. Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin dengan
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450, yang dapat dilihat pada
49
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin
Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450.
3. Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin dengan
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300, yang dapat dilihat pada
Gambar 4.3
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara torsi dan putaran poros untuk kincir angin
50
4.3.2 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Daya Kincir
Dari hasil perhitungan yang terlihat pada Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel
4.6 maka didapatkan grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir
angin Savonius 4 sudu 1 tingkat sebagai berikut :
1. Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin tanpa
menggunakan sirip-sirip pengarah, yang dapat dilihat pada Gambar 4.4
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin Savonius tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah.
2. Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin dengan
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450, yang dapat dilihat pada
51
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin
Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450.
3. Grafik hubungan antara torsi dan daya kincir untuk kincir angin Savonius
4 sudu 1 tingkat dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300,
yang dapat dilihat pada Gambar 4.6
52
4.3.3 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya dan tip speed ratio
Dari hasil perhitungan yang terlihat pada Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel
4.6 maka didapatkan grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dan tip speed
ratio (TSR) untuk kincir angin Savonius 4 sudu 1 tingkat sebagai berikut :
1. Grafik hubungan antara hubungan antara koefisien daya (Cp) dan tip
speed ratio (TSR) untuk kincir angin tanpa menggunakan sirip-sirip
pengarah, yang dapat dilihat pada Gambar 4.7
Gambar 4.7 Grafik hubungan anta
2. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (TSR)
untuk kincir angin dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada
53
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara Cp dan TSR untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450.
3. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (TSR)
untuk kincir angin dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada
54
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara Cp dan TSR untuk kincir angin Savonius dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300.
4.3.4 Grafik Hubungan Antara Ketiga Variasi Kincir
Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (TSR)
untuk kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat dari ketiga variasi yaitu tanpa
menggunakan sirip-sirip pengarah, menggunakan sirip pengarah pada sudut 450
55
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara Cp dan TSR untuk kincir angin Savonius
tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah, menggunakan sirip-sirip
pengarah pada sudut 450 dan sudut 300.
4.4 Pembahasan
Pada tugas akhir ini telah diketahui bahwa cara kerja kincir adalah kincir
angin berputar serta pada lingkar terluar diberi variasi sirip pengarah pada sudut
450 dan 300. Pemberian sirip-sirip pengarah ini bertujuan agar sudu dapat
menerima angin lebih optimal, hal ini memungkinkan untuk meminimalkan
56 Pada prinsip kerjanya angin akan memutar kincir sehingga memutar poros
yang akan diteruskan keberbagai aplikasi, misalnya diteruskan ke generator untuk
menghasilkan listrik.
Dari data perhitungan dapat diketahui bahwa pada kincir angin tanpa
menggunakan sirip-sirip pengarah menghasilkan daya sebesar 19,9 watt pada
kecepatan angin 6,44 m/s dengan koefisien daya sebesar 25%., sedangkan kincir
angin dengan menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 450 menghasilkan
daya sebesar 19,26 watt pada kecepatan angin 6,06 m/s dengan koefisien daya
sebesar 29% dan untuk kincir angin dengan menggunakan sirip-sirip pengarah
pada sudut 300 menghasilkan daya sebesar 18,84 watt pada kecepatan angin 5,77
m/s dengan koefisien daya sebesar 33%.
Kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat yang memiliki koefisien
daya terkecil yaitu kincir tanpa menggunakan sirip-sirip pengarah, sedangkan
kincir yang menghasilkan koefisien daya tertinggi yaitu kincir dengan
menggunakan sirip-sirip pengarah pada sudut 300. Ini dipengaruhi oleh beberapa
hal, diantaranya angin yang diterima sudu dengan menggunakan sirip-sirip
57
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian dan perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa :
a. Pengunaan sirip-sirip pengarah terbukti mampu meningkatkan unjuk
kerja kincir angin.
b. Daya kincir tertinggi untuk kincir angin tanpa menggunakan sirip-sirip
pengarah sebesar 19,9 watt pada kecepatan angin 6,44 m/s dengan torsi
1 Nm.
c. Daya kincir tertinggi untuk kincir angin dengan menggunakan
sirip-sirip pengarah pada sudut 450 sebesar 19,26 watt pada kecepatan angin
6,06 m/s dengan torsi 1,86 Nm.
d. Daya kincir tertinggi untuk kincir angin dengan menggunakan
sirip-sirip pengarah pada sudut 300 sebesar 18,84 watt pada kecepatan angin
5,77 m/s dengan torsi 1,79 Nm
e. Koefisien daya tertinggi untuk kincir angin tanpa menggunakan
sirip-sirip pengarah sebesar 25% didapat pada TSR 0,93
f. Koefisien daya tertinggi untuk kincir angin dengan menggunakan
sirip-sirip pengarah pada sudut 450 sebesar 29% didapat pada TSR 0,51
g. Koefisien daya tertinggi untuk kincir angin dengan menggunakan
sirip-sirip pengarah sirip-sirip pengarah pada sudut 300 sebesar 33% didapat pada
58
5.2 Saran
Adapun saran untuk pihak yang akan mengembangkan penelitian pada
bidang ini adalah :
a) Sudu sebaiknya menggunakan bahan yang lebih ringan dan sesuai
dengan kecepatan angin.
b) Untuk mendapatkan daya maksimal pada kincir dibutuhkan kecepatan
angin yang besar.
c) Sebelum memulai pengambilan data penelitian, alangkah baiknya
apabila alat-alat (seperti : anemometer, takometer, neraca pegas, dan
lain-lain) di check dan berfungsi sebagaimana mestinya.
d) Poros kincir harus lurus, agar kincir tidak oleng saat berputar.
e) Berat material kincir sebaiknya seringan mungkin tetapi harus tetap kuat,
59
DAFTAR PUSTAKA
Djojodihardjo, H. dan Molly, J.P. 1983. Wind Energy System. Penerbit Alumni. Bandung.
Kompas, 2011, Energi Terbarukan, http://www.Kompas.com
http://dewey.petra.ac.id/dgt_res_detail.php?knokat=12517
http://id.wikipedia.org/wiki/turbin_angin
http://windturbine-analysis.com
http://www.lemhannas.go.id
60 Tabel L.1. Massa jenis udara
Gambar L.1. Mengatur posisi fan blower untuk memvariasikan kecepatan angin
Gambar L.3. Pengambilan data putaran poros
