Unjuk kerja model kincir angin sumbu horisontal tipe petani garam rembang dengan tiga variasi jumlah sudu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN SUMBU HORISONTAL TIPE PETANI GARAM REMBANG DENGAN TIGA VARIASI JUMLAH SUDU SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Teknik Mesin. Oleh: ANDREAS YOGA AGUNG SUGIARTA NIM : 135214036. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018. i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE PERFORMANCE MODEL OF HORIZONTAL AXIS WINDMILL OF REMBANG SALT FARMERS TYPE WITH THREE VARIATIONS OF TOTAL BLADE. FINAL PROJECT Presented as partitial fulfilment of the requirement to obtain SarjanaTeknik degree in Mechanical Engineering. By: ANDREAS YOGA AGUNG SUGIARTA Student Number : 135214036. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2018. ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN SUMBU HORISONTAL TIPE PETANI GARAM REMBANG DENGAN TIGA VARIASI JUMLAH SUDU. Disusun oleh :. ANDREAS YOGA AGUNG SUGIARTA NIM : 135214036. Telah disetujui oleh : Dosen Pembimbing Skripsi. Ir. Rines, M. T.. iii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN SUMBU HORISONTAL TIPE PETANI GARAM REMBANG DENGAN TIGA VARIASI JUMLAH SUDU Dipersiapkan dan disusun oleh : NAMA. : Andreas Yoga Agung Sugiarta. NIM. : 135214036. Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal 22 Januari 2018 Susunan Dewan Penguji Nama Lengkap. Tanda Tangan. Ketua. : Doddy Purwadianto, S.T., M.T.. …..................... Sekretaris. : Raden Benedictus Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si. ........................ Anggota. : Ir. Rines, M.T.. ........................ Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Yogyakarta, 22 Januari 2018 Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.. iv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. PERNYATAAN KEASLIAN KARYA. Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah digunakan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.. Yogyakarta, 22 Januari 2018. Andreas Yoga Agung Sugiarta. v.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama. : Andreas Yoga Agung Sugiarta. Nomor Mahasiswa. : 135214036. Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul : UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN SUMBU HORISONTAL TIPE PETANI GARAM REMBANG DENGAN TIGA VARIASI JUMLAH SUDU Beserta perangkat yang diperlukan. Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media yang lain, mengelolanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya namun memberikan royalty kepada saya selama tetap menyantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.. Yogyakarta, 22 Januari 2018 Yang menyatakan,. Andreas Yoga Agung Sugiarta. vi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK. Kebutuhan manusia akan pasokan energi semakin lama semakin meningkat dan manusia masih sangat tergantung sekali dengan energi konvensional. Namun ketersediaan bahan bakar konvensional yang ada di alam jumlahnya semakin menipis, yang membuat setiap negara berlomba untuk menemukan sumber energi terbarukan sebagai pengganti sumber energi konvensional tersebut. Energi terbarukan yaitu energi yang dapat diperoleh berulang – ulang dan bersifat berkelanjutan. Salah satu energi terbarukan yaitu energi yang diperoleh dari angin. Karena dari itu dibuat penelitian dengan tujuan untuk mengetahui unjuk kerja kincir angin dari variasi jumlah sudu. Kincir angin yang diuji dalam penelitian ini adalah kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang dengan tiga variasi jumlah sudu yaitu 2, 3 dan 4 sudu. Sudu kincir terbuat dari triplek dengan tebal 8 mm berdiameter 1 m, sudut tangkapan angin 160°. Penelitian dilakukan dengan menggunakan fan blower yang diatur pada kecepatan rata – rata 7 m/s. Data yang diambil dalam penelitian ini adalah kecepatan angin, putaran kincir dan gaya pembebanan. Dari data tersebut dapat dihitung nilai daya kincir, torsi, koefisien daya dan tip speed ratio untuk model kincir angin yang diteliti. Hasil penelitian menunjukan bahwa kincir angin dua sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 14,91 % pada tip speed ratio optimal 2,98. Kincir angin tiga sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 15,20 % pada tip speed ratio optimal 2,46. Kincir angin empat sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 15 % pada tip speed ratio optimal 1,94. Dengan demikian ketiga kincir angin menunjukan nilai koefisien daya maksimal hampir sama besar yaitu mencapai 15 %, dan untuk tip speed ratio optimal yang paling besar dihasilkan pada variasi kincir dua sudu yaitu 2,98 lebih besar dibandingkan dengan variasi tiga dan empat sudu. Kata kunci : kincir angin horisontal, koefisien daya, tip speed ratio.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT. Human needs on energy supplies are progressively increasing and human are still very dependent with conventional energy. But the availability of conventional energy in nature is dwindling, which makes each country competing to find renewable energy sourcesto replace the conventional energy sources. Renewable energy is energy that can be obtained repeatedly and is sustainable. One of the renewable energy is the energy that is obtained from the wind. Therefore, the aim of this study is to know the performance of the windmill from the variation of the number of blades. The windmill tested in this study is a horizontal windmill of Rembang salt farmers’ typewith three variants of the blades amount of two, three, and four blades. The angle of the windmill is made of plywood with 8 millimeters thick and 1 meter in diameter with the wind catchment angle is 160°. The study was conducted using fan blower that is set at an average speed of 7 m/s. The data taken in this study are wind speed, wheel rotation, and loading forces. From these data it can be calculated the value of windmill power, torque, power coefficient and the tip speed ratio for a model windmill studied. The results showed that two-blade windmill generates maximum power coefficient of 14.91% at the optimum tip speed ratio of 2.98.Three-blade windmill generates maximum power coefficient of 15.20% at the optimum tip speed ratio of 2.46. Four-blade windmill generates maximum power coefficient of 15% in the optimum tip speed ratio of 1.94.Thus, the three windmills show the maximum power coefficient value is almost as large as reaching 15%, and for tip the maximum optimal speed ratio is generated on the variation of the two-pin blade is 2.98 larger than the variation of three and four blades. Keywords: horizontal windmill, power coefficient, tip speed ratio. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR. Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penyusunan Skripsi yang merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta ini dapat terselesaikan dengan baik dan lancar. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian penelitian dan penyusunan skripsi berjudul “Unjuk Kerja Model Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Tiga Variasi Jumlah Sudu” ini melibatkan banyak pihak, oleh sebab itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Sudi Mungkasi,S.Si.,M.Math.Sc.,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta 3. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi S.T.,M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik 4. Ir Rines, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir 5. Seluruh staf dan pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini 6. Kedua orang tua yang telah memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis, baik secara materi maupun spiritual 7. Selamet Waluyo, Filipus Arken Siregar dan Aji Mahardika selaku rekan kelompok dan rekan penulis, yang telah membantu dalam perancangan, perakitan dan pengambilan data penelitian 8. Rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penyusunan Skripsi ini.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan Skripsi ini masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, untuk itu penulis mengharapkan masukan, kritik, dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga Skripsi ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih.. Yogyakarta, 22 Januari 2018. Penulis. x.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL............................................................................................. i TITTLE PAGE ....................................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH ................................................ v LEMBAR PERNYATAAN PUBLLIKASI KARYA ILMIAH ........................... vi ABSTRAK ............................................................................................................ vii ABSTRACT ........................................................................................................... viii KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix DAFTAR ISI ........................................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR............................................................................................xiv DAFTAR TABEL.................................................................................................xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................... 2 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................ 2 1.4 Batasan Masalah.............................................................................................. 2 1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Angin ............................................................................................................... 4 2.2 Kincir Angin ................................................................................................... 4 2.3 Kincir Angin Sumbu Horisontal .................................................................... 5 2.3.1 Kelebihan Kincir Angin Sumbu Horisontal ......................................... 5 2.3.2 Kekurangan Kincir Angin Sumbu Horisontal ....................................... 6 2.4 Kincir Angin Sumbu Vertikal ......................................................................... 6 2.4.1 Kelebihan Kincir Angin Sumbu Vertikal ............................................. 8 2.4.2 Kekurangan Kincir Angin Sumbu Vertikal .......................................... 8 2.5 Hubungan antara Koefisien Daya dengan Tip Speed Ratio ............................ 9 2.6 Kincir Angin Petani Garam Indonesia ............................................................ 9 2.7 Rumus Perhitungan ......................................................................................... 12 2.7.1 Energi Kinetik....................................................................................... 12 2.7.2 Daya Angin ........................................................................................... 13 2.7.3 Koefisien Daya Angin ......................................................................... 13 2.7.4 Tip Speed Ratio .................................................................................... 14 2.7.5 Torsi ..................................................................................................... 14 2.7.6 Daya yang Dihasilkan Kincir Angin (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) ......................................... 14 2.8 Tinjauan Pustaka ............................................................................................ 15 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Penelitian ......................................................................................... 16 3.2 Desain Kincir .................................................................................................. 17 3.3 Alat dan Bahan ................................................................................................ 17 3.3.1 Dudukan Sudu ...................................................................................... 17 xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 3.3.2 Lengan Sudu ........................................................................................ 18 3.3.3 Sudu Kincir Angin ............................................................................... 19 3.4 Alat Pendukung ............................................................................................... 20 3.4.1 Fan Blower............................................................................................ 20 3.4.2 Poros Kincir .......................................................................................... 20 3.4.3 Anemometer .......................................................................................... 21 3.4.4 Takometer ............................................................................................. 22 3.4.5 Neraca Pegas ......................................................................................... 22 3.4.6 Sistem Pengereman ............................................................................... 23 3.5 Pembuatan Sudu .............................................................................................. 23 3.5.1 Alat dan Bahan ..................................................................................... 23 3.5.2 Langkah Pembuatan Sudu .................................................................... 24 3.6 Langkah Kerja Penelitian ................................................................................ 25 3.7 Langkah Pengolahan Data............................................................................... 26 BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian ....................................................................................... 28 4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan .................................................................. 31 4.2.1 Perhitungan Torsi .................................................................................. 31 4.2.2 Perhitungan Daya Angin ....................................................................... 32 4.2.3 Perhitungan Daya Kinci Angin ............................................................. 32 4.2.4 Perhitungan Tip Speed Ratio ................................................................ 33 4.2.5 Perhitungan Koefisiean Daya ............................................................... 33 4.3 Data Hasil Perhitungan ................................................................................... 34 4.4 Grafik Hasil Perhitungan................................................................................. 37 4.4.1 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu ................ 38 4.4.2 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu................. 39 4.4.3 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu ............. 40 4.4.4 Grafik Hubungan Antara Daya dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu .................................. 41 4.4.5 Grafik Hubungan Antara Daya dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu ................................. 42 4.4.6 Grafik Hubungan Antara Daya dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu .............................. 43 4.4.7 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu ................................................................. 44 4.4.8 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu ................................................................. 46. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.4.9 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu.............................................................. 49 4.5 Grafik Perbandingan Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu ................................. 49 4.5.1 Grafik Perbandingan Antara Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu .................................... 49 4.5.2 Grafik Perbandingan Koefisien Daya 𝐶𝑝 dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu ....................... 52 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 53 5.2 Saran ................................................................................................................ 54 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 55. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR. Gambar 2.1. Kincir Angin Horisontal ...................................................................5. Gambar 2.2. Kincir Angin Savonius .....................................................................7. Gambar 2.3. Kincir Angin Darrieus ......................................................................8. Gambar 2.4. Grafik Koefisien Daya dengan Tip Speed Ratio dari Berbagai Jenis Kincir.......................................................................................9. Gambar 2.5. Model Kincir Angin Petani Garam Cirebon ...................................11. Gambar 2.6. Kincir Angin Petani Garam Rembang ............................................11. Gambar 2.7. Model Kincir Angin Petani Garam Sumenep .................................12. Gambar 3.1. Diagram Alir Langkah Penelitian Kincir Angin ............................16. Gambar 3.2. Desain Kincir ..................................................................................17. Gambar 3.3. Desain Pemasangan Sudu . .............................................................17. Gambar 3.4. Dudukan Sudu ................................................................................18. Gambar 3.5. Lengan Sudu ...................................................................................19. Gambar 3.6. Sudu Kincir .....................................................................................19. Gambar 3.7. (1) Kincir angin 2 sudu, (2) kincir angin 3 sudu dan (3) kincir angin 4 sudu................................................................................... 20. Gambar 3.8. Fan Blower .....................................................................................21. Gambar 3.9. Poros Kincir ....................................................................................21. Gambar 3.10 Anemometer ...................................................................................22 Gambar 3.11 Takometer ....... ..............................................................................23 Gambar 3.12 Neraca Pegas ..................................................................................23 Gambar 3.13 Sistem Pengereman .......................................................................24 Gambar 3.14 Kerangka Sudu ..............................................................................25 Gambar 3.15 Empat Buah Sudu ...........................................................................26 Gambar 4.1. Grafik Hubungan Putaran Kincir Dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu ...........38. Gambar 4.2. Grafik Hubungan Putaran Kincir Dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu.......... 39. Gambar 4.3. Grafik Hubungan Putaran Kincir Dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu .......40. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.4. Grafik Hubungan Daya Pout Dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu ...........41. Gambar 4.5. Grafik Hubungan Daya Pout Dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu ..........42. Gambar 4.6. Grafik Hubungan Daya Pout Dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu. ......43. Gambar 4.7. Grafik Hubungan Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) Dengan λ Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu ...........44. Gambar 4.8. Grafik Hubungan Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) Dengan λ Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu ..........46. Gambar 4.9. Grafik Hubungan Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) Dengan λ Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu .......48. Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Antara Putaran Kincir (rpm) Dengan Torsi Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Dengan Tiga Sudu Dan Empat Sudu........ .......50 Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Koefisien Daya 𝐶𝑝 Dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Dengan Tiga Sudu Dan Empat Sudu .................................................... ...........................................51. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Sudu ........................................................24 Tabel 4.1 Data Penelitian Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Jumlah 2 Sudu, Kecepatan Angin Rata-Rata 7 m/s ..................... .................................................................................28 Tabel 4.2 Data Penelitian Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Jumlah 3 Sudu, Kecepatan Angin Rata-Rata 7 m/s ............................ ..........................................................................29 Tabel 4.3 Data Penelitian Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Jumlah 4 Sudu, Kecepatan Angin Rata-Rata 7 m/s ............................ ..........................................................................30 Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Dua Sudu. ......................................................34 Tabel 4.5 Data Hasil Perhitungan Tiga Sudu ......................................................35 Tabel 4.6 Data Hasil Perhitungan Empat Sudu ...................................................36. xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang Masalah Kebutuhan energi listrik di Indonesia semakin meningkat. Krisis listrik ini sudah sejak lama menjadi persoalan dan telah diprediksi oleh banyak ahli energi di Indonesia sejak sepuluh tahun yang lalu. Kebutuhan energi dapat meningkat secara bertahap, baik ditinjau dari kapasitasnya, kualitasnya maupun ditinjau dari tuntutan distribusinya. Konsumsi listrik di Indonesia setiap tahunnya terus meningkat sejalan dengan peningkatan pertumbuhan ekonomi nasional. Konsumsi listrik Indonesia yang begitu besar akan menjadi masalah bila dalam penyediaannya tidak sejalan dengan kebutuhan. Pemanfaatan sumbersumber daya energi baru dan terbarukan, seperti angin masih sangat kurang dalam pemanfaatannya sebagai energi alternatif pembangkit listrik. Kecenderungan ini tentu akan terus bertahan seiring dengan makin berkurangnya cadangan minyak bumi serta batubara, yang merupakan penyuplai bahan bakar bagi pembangkit listrik di Indonesia. Untuk mengatasi pemenuhan kebutuhan listrik ini, maka diperlukan sebuah sumber energi baru yang mampu memenuhi kebutuhan listrik nasional yang semakin besar. Angin, sebagai salah satu sumber yang tersedia di alam dapat dimanfaatkan sebagai salah satu sumber energi listrik. Angin merupakan sumber energi yang tidak ada habisnya sehingga pemanfaatan sistem perubahan energi angin akan berdampak positif terhadap lingkungan. Sebagai mahasiswa teknik. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. mesin yang mengambil tugas akhir pengembangan kincir angin sebagai energi terbarukan dan konversi energi khususnya energi angin. Penulis ingin mengembangkan desain kincir dari model kincir angin petani garam di Indonesia khususnya dari model petani garam dari daerah Rembang untuk mencari unjuk kerja kincir angin yang sesuai dengan kondisi angin yang berada di Indonesia. 1.2.Rumusan Masalah Masalah yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah : a. Diperlukan bentuk kincir angin yang mampu mengkonversi energi angin secara maksimal sehingga dapat memberikan efisiensi yang tinggi. b. Memaksimalkan potensi energi angin yang ada di Indonesia dengan kincir angin yang dapat mengubah energi angin menjadi energi mekanis. 1.3. Tujuan Penelitian a. Membuat kincir angin model petani garam Rembang dengan tiga variasi jumlah sudu. b. Mengetahui hubungan torsi dan kecepatan putar kincir yang diuji. c. Mengetahui nilai tip speed ratio (tsr) dan koefisien daya (Cp) dari kincir angin yang diuji. 1.4. Batasan Masalah Batasan masalah yang ada dalam penelitian ini adalah : a. Model kincir angin yang dibuat adalah tipe sumbu horisontal yang digunakan oleh petani garam Rembang dengan diameter kincir 1 m lebar kincir 12 cm. b. Kincir angin berbahan dasar dari triplek tebal 8 mm.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. c. Kincir angin menggunakan sudu berjumlah 2, 3 dan 4. d. Penelitian dilaksanakan dengan cara meletakkan sistem kincir angin di depan blower 15 HP 1450 rpm dengan kecepatan angin yang dihembuskan rata – rata 7 m/s diatur dengan inverter. e. Penelitian dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma. 1.5. Manfaat Penelitian: a. Dapat dimanfaatkan sebagai salah satu aplikasi pemanfaatan energi terbarukan di Indonesia sebagai energi alternatif. b. Dapat digunakan sebagai pembanding model kincir petani garam yang ada di Indonesia c. Dapat menjadi referensi bagi masyarakat yang daerahnya berpotensi dengan energi. angin. agar. bisa. menggunakan bantuan angin.. mengembangkan. energi. terbarukan. dengan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI 2.1 Angin Angin merupakan udara bergerak yang disebabkan oleh rotasi bumi serta juga karena adanya perbedaan tekanan udara disekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. Tekanan udara yang telah memuai massa jenisnya oleh pemanasan matahari maka masa jenisnya menjadi lebih ringan sehingga menjadi naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun. Udara sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah. Uadara menyusut menjadi lebih berat dan turun ketanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin dikarenakan konveksi. Angin merupakan sumber daya yang berlimpah dan terbarukan. Dunia tidak akan kehabisan angin untuk kebutuhan – kebutuhan di masa – masa yang akan datang, tidak seperti minyak dan gas alam. Angin juga dapat mengurangi kebergantungan suatu negara pada tenaga nuklir. 2.2 Kincir Angin Kincir angin adalah mesin yang digunakan untuk mengkonversikan energi angin ke dalam bentuk energi lain, yang kebanyakan dalam bentuk energi mekanis. Kincir angin ini dibedakan menjadi dua yaitu kincir angin sumbu horisontal dan kincir angin sumbu vertikal. 4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5. 2.3 Kincir Angin Sumbu Horisontal Kincir angin sumbu horisontal adalah kincir angin yang mempunyai poros yang sejajar dengan tanah dan arah poros utama sesuai dengan arah datangnya angin. Kincir ini terdiri dari sebuah menara dan kincir yangberada pada puncak menara tersebut. Poros kincir dapat berputar 360° terhadap sumbu vertikal untuk menyesuaikan arah angin. Terdapat beberapa jenis kincir angin poros horizontal diantaranya ditunjukkan pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Kincir angin horisontal (Sumber : http://mit.ilearning.me/) 2.3.1. Kelebihan Kincir Angin Sumbu Horisontal Kelebihan dari kincir angin horisontal sebagai berikut : a. Sudu kincir angin sumbu horisontal berada disamping pusat grafitasi turbin maka dapat menyetabilkan turbin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. b. Menara yang tinggi memungkinkan penempatan turbin pada landasan yang tidak datar atau di lokasi – lokasi garis pantai. c. Kincir angin sumbu horisontal dapat dibuat dengan kemampuan picth control untuk sudu – sudunya, sehingga dapat menghindari kerusakan bila terserang badai. 2.3.2 Kekurangan Kincir Angin Sumbu Horisontal Kincir angin sumbu horisontal memiliki kekurangan sebagai berikut : a. Untuk kincir angin jenis ini sulit dioperasikan dekat dengan permukaan tanah yang merupakan tempat berdaya angin – angin turbulen, karena yaw control dan blande controlnya memerlukan aliran – aliran angin laminer. b. Untuk kincir angin sumbu horisontal yang tinggi sulit untuk dipasang karena memerlukan crane yang tinggi dan mahal 2.4 Kincir Angin Sumbu Vertikal Kincir angin sumbu vertikal merupakan kincir angin yang sumbu rotasinya vertikal terhadap permukaan tanah. Kincir angin sumbu vertikal ini dibagi menjadi dua jenis yaitu Savonius dan Darrieus. a. Kincir angin Savonius Kincir angin ini pertama kali diciptakan di negara Finlandia dan berbentuk S apabila dilihat dari posisi atas. Secara umum kincir ini bergerak lebih perlahan dibandingkan jenis turbin angin sumbu horisontal, namun dapat menghasilkan torsi yang lebih besar..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Gambar 2.2 Kincir Angin Savonius. (Sumber : http://2.bp.blogspot.com/) b. Kincir Angin Darrieus Kincir angin darrieus ini mula – mula diperkenalkan di Perancis sekitar tahun 1920. Kincir angin darreus ini memiliki ciri bersudu yang tegak. Kincir angin ini berputar kedalam dan keluar dari arah angin.. Gambar 2.3 Kincir Angin Darrieus (Sumber : http://1.bp.blogspot.com/).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. 2.4.1. Kelebihan Kincir Angin Sumbu Vertikal Kelebihan kincir angin sumbu vertikal sebagai berikut : a. Dapat menerima angin dari segala arah b. Komponen – komponennya dapat dipasang dekat permukaan tanah c. Mudah dirawat / diperbaiki dan menara lebih ringan 2.4.2. Kekurangan Kincir Angin Sumbu Vertikal Kekurangan kincir angin sumbu vertikal sebagai berikut: a. Karena umumnya dipasang dekat dengan permukaan tanah, kualitas angin yang diterima kurang bagus. b. Kurang mampu mengawali putaran sendiri (tipe Darrieus) c. Gaya sentrifugal membuat sudu – sudu mengalami tegangan.. 2.5 Hubungan antara Koefisien Daya dengan Tip Speed Ratio Tip speed ratio mempengaruhi besarnya koefisien daya. Hubungan ini digambarkan sebagai berikut : 1. Koefisien daya bergantung pada ujung sudu 2. Ditandai. dengan. kurva. koefisien. perbandingan kurva tip speed ratio.. daya. berbanding. dengan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. Berikut ini grafik koefisien daya dengan tip speed ratio dari berbagai jenis kincir yang dapat dilihat pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 Grafik Koefisien Daya dengan Tip Speed Ratio dari Berbagai Jenis Kincir (Sumber : http://1.bp.blogspot.com/) 2.6 Kincir Angin Petani Garam Indonesia Sebelum ditemukannya teknologi tepat guna yaitu kincir angin. Pengrajin garam di Indonesia masih menggunakan tenaga manusia untuk menaikkan air ke lahan-lahan pengeringan air laut. Sehingga untuk membuat garam petani membutuhkan tenaga ekstra. Dengan menggunakan bor yang digerakkan tenaga manusia untuk menaikkan air ke lahan pembuatan garam. Namun setelah kincir angin beroperasi pekerjaan lebih ringan karena angin membantu menaikkan air ke lahan mereka. Alat tepat guna yang juga ramah lingkungan ini terbuat dari pipa paralon kayu dan besi, papan kayu dibuat baling-baling yang berfungsi membuat putaran. Dengan bantuan alat mirip tuas putaran itupun disambungkan dengan tongkat kayu atau besi yang dibagian bawahnya dibuatkan klep dari ban bekas mobil..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. Klep yang berfungsi untuk menaikkan air dimasukkan dalam pipa paralon tergantung dari kebutuhan air yang akan dinaikkan, semakin besar pipa pralon air yang naikkan debitnya banyak begitu pula sebaliknya. Dengan alat kincir angin ini petani garam bekerja lebih ringan, karena teknik membuat garam hanya memindahkan air dari lahan satu ke lahan yang lainnya. Menurut Budin, si pengrajin kincir angin yang berada di pesisir pantai utara pulau Jawa, untuk menaikkan air ke lahan pengrajin garam yang ukuran besar jika dibandingkan 1 tenaga manusia kekuatannya lebih besar , apalagi jika angin yang berhembus cukup kencang satu jam saja bisa memenuhi lahan pengeringan air. Sedangkan kincir yang kecil dengan diameter kincir 1 meter biasanya digunakan untuk mengisi air pada lahan-lahan pemanenan garam, sehingga debit yang dibutuhkan tidak begitu besar. Dengan mengunakan kincir angiin ini tenaga yang dikeluarkan oleh pengrajin garam lebih efisien. Jika air laut telah tua para pengrajin garam bisa panen garam setiap 3 -4 hari sekali. Jika sudah tiba panen raya mereka bisa memanen garamnya setiap hari sekali , tenaga yang dikeluarkan pengrajin hanyalah memungut garam dari lahan untuk dimasukkan ke dalam gudang saja atau langsung dijual pada pengepul. Untuk urusan pengairan lahan pengeringan air ataupun pemanenan sudah dicukupi oleh kincir angin yang setiap hari berputar tiada henti dengan bantuan angin. Oleh karena itu jika musim pembuatan garam terlihat ratusan kincir angin di lahan garam. Berikut merupakan model kincir angin yang sering digunakan oleh petani garam Indonesia ditunjukkan pada Gambar (2.5, 2.6 dan 2.7)..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. Gambar 2.5 Model Kincir Angin Petani Garam Cirebon (Sumber : http://farm2.static.flickr.com). Gambar 2.6 Model Kincir Angin Petani Garam Rembang (Sumber : https://2.bp.blogspot.com/). Gambar 2.7 Model Kincir Angin Petani Garam Sumenep (Sumber : http://2.bp.blogspot.com/).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. 2.7 Rumus Perhitungan Berikut adalah rumus yang digunakan dalam melakukan perhitungan kincir angin yang diteliti : 2.7.1 Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatannya, maka rumus dapat ditulis sebagai berikut : 1. 𝐸𝑘 = 2 . 𝑚 . 𝑣 2. (1). dengan 𝐸𝑘 adalah energi kinetik, m adalah massa, dan v adalah kecepatan angin. Pada dasarnya daya adalah energi persatuan wakru, sehingga daya dapat ditulis secara matematik. P=. 𝐸𝑘 𝑡. (2). dengan P adalah daya, dan t adalah waktu Mengingat massa persatuan waktu sebagai berikut : m = A. v. 𝜌. (3). dengan m adalah massa persatuan waktu, A adalah luas penampang sudu, dan 𝜌 adalah massa jenis..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. 2.7.2 Daya Angin Daya angin adalah daya yang dihasilkan oleh angin tiap luasan sudu. Dengan demikian daya angin dapat diperoleh menggunakan Persamaan (1) dan (3), maka rumus daya angin dapat diperoleh sebagai berikut : 1. 𝑃𝑚 = 2 . 𝑚 . 𝑣 2 1. =2 . (𝐴. 𝑣. 𝜌) . 𝑣 2 1. =2 . 𝐴. 𝜌. 𝑣 3. (4). dengan 𝑃𝑚 adalah daya yang disediakan oleh angin, A adalah luas penampang sudu, 𝜌 adalah massa jenis, dan v adalah kecepatan angin. 2.7.3 Koefisen Daya Kincir Angin Koefisen daya adalah perbandingan dari daya yang disediakan oleh kincir angin (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) dengan daya yang disediakan oleh angin. Koefisien daya dapat diperhitungkan menggunakan rumus : 𝐶𝑝 =. 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛. (5). dengan 𝐶𝑝 adalah koefisien daya, 𝑃𝑜𝑢𝑡 adalah daya yang dihasilkan oleh kincir angin, dan 𝑃𝑖𝑛 daya yang disediakan angin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. 2.7.4 Tips Speed Ratio Tips speed ratio adalah perbandingan antara kecepatan linier lingkaran terluar kincir dengan kecepatan angin yang dapat dituliskan sebagai berikut : 𝜆=. 𝜔 .r 𝑣. (6). dengan ω adalah putaran poros kincir angin, r adalah jari – jari kincir angin, dan v adalah kecepatan angin. 2.7.5 Torsi Torsi dapat dirumuskan sebagai berikut : T = F.l. (7). dengan T adalah Torsi, F adalah gaya pembebenan, dan l adalah panjang lengan torsi ke poros. 2.7.6 Daya yang Dihasilkan Kincir Angin Daya yang dihasilkan kincir (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) adalah daya yang dihasilkankan kincir angin berdasarkan adanya angin yang melintas pada sudu kincir angin, sehingga daya yang dihasilkan dapat dihitung sebagai berikut: (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) = T. 𝜔. (8). dengan (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) adalah daya yang dihasikan kincir, T adalah torsi, dan 𝜔 adalah putaran poros kincir angin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15. 2.8 Tinjauan Pustaka Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XII (SNTTM XII) 2013 di Bandar Lampung (Doddy Purwadianto dan Trio Pordomuan) dengan judul “Pengaruh Posisi Sirip Sudu Terhadap Karakteristik Kincir Angin Petani Garam di Pantai Utara Jawa” dengan model kincir angin sudu plat datar bersirip, diameter 80 cm, ukuran sirip 3 cm x 7 cm, jumlah sudu 2 dengan 4 variasi posisi sirip sudu ( 10o,20o,30o,40o) didepan wind tunnel menghasilkan koefisien daya maksimum sebesar 21% dengan posisi sirip 10o pada kecepatan angin sekitar 7 m/detik. Proceeding Seminar Nasional Teknik Mesin 8 2013, Surabaya, Indonesia (Wihadi D. , Iswanjono, Rines), “Kincir Angin Propeler Berbahan Kayu Untuk Kecepatan Angin Tinggi”, Model kincir angin Rembang bersudu 4. Sudu dibentuk dari dua bilah papan membentuk sudut kurang lebih 150 o - 160 o dengan panjang jari – jari antara 1,3 – 1,6 meter, dan lebar 0,35 meter. Hasil pengukuran di tambak belakang SPBU Tambakagung, pada kecepatan angin rata – rata 30 km/jam (sekitar 8 m/s), kecepatan putar poros kincir 120 rpm dengan beban pompa air yang tidak terukur..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Penelitian Langkah yang digunakan dalam penelitian ini meliputi perencanaan kincir hingga analisis data. Diagram alir langkah penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 3.1. Mulai Perancangan kincir angin tipe petani garam Rembang Pembuatan kincir angin dengan bahan dasar triplek Perakitan kincir angin Pengambilan data berupa kecepatan angin, putaran poros kincir dan gaya pembebanan. Pengolahan data, menghitung torsi, kecepatan sudut, daya angin, daya kincir, koefisien daya (𝐶𝑝 ), tip speed ratio (trs). Kemudian membuat grafik hubungan antara torsi dengan putaran poros danhubungan koefisien daya (𝐶𝑝 ) dengantip speed ratio (tsr) dari setiap variasi.. Analisa serta pembahasan data. Selesai Gambar 3.1 Diagram Alir Langkah Penelitian Kincir Angin. 16.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. 3.2 Desain Kincir Angin Desain kincir yang dibuat untuk penelitian ini adalah seperti yang ditunjukkan Gambar 3.2. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa kincir yang dibuat berdiameter 100 cm dengan permukaan yang menerima angin membentuk sudut 160°. Pemasangan sudu ditunjukkan pada Gambar 3.3 dengan putaran kincir berputar searah jarum jam. Gambar 3.2 Desain kincir. Gambar 3.3 Desain Pemasangan Sudu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. 3.3 Alat dan Bahan Model kincir yang dibuat ini berbahan triplek, yang diambil dari tipe kincir petani garam Rembang dengan dimensi lebih kecil dari bentuk aslinya. Berikut alat dan bahan yang digunakan : 3.3.1. Dudukan Sudu Dudukan sudu yang dibuat ditunjukan pada Gambar 3.4 merupakan. komponen yang penting dalam sebuah kincir angin karena berfungsi sebagai tempat pemasangan sudu. Dudukan sudu ini dibuat sehingga dapat digunakan untuk jumlah sudu 2, 3 dan 4. Dudukan sudu ini berbahan pelat aluminium dengan tebal 3 mm berdiameter 15 cm.. Gambar 3.4 Dudukan Sudu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. 3.3.2. Lengan Sudu Lengan sudu dengan panjang 14 cm tebal 4 mm yang ditunjukkan pada. Gambar 3. ini berbahan pelat besi, yang berfungsi sebagai penguat dan penyambung antara dudukan sudu dengan sudu.. Gambar 3.5 Lengan sudu 3.3.3. Sudu Kincir Angin Sudu kincir angin yang dibuat ditunjukkan pada Gambar 3.6. Gambar. ini merupakan bagian tampak depan kincir angin tipe petani garam Rembang yang sudah disertai dengan dudukan sudu. Variasi yang digunakan adalah jumlah sudu yang ditunjukkan pada Gambar 3.7.. Gambar 3.6 Sudu Kincir.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. Gambar 3.7 (1) Kincir angin 2 sudu, (2) kincir angin 3 sudu dan (3) kincir angin 4 sudu. 3.4 Alat Pendukung Peralatan pendukung ini merupakan hal yang penting dalam suatu pengujian atau penelitian, karena dapat membantu dalam menentukan hasil dari penelitian, peralatan pendukung yang digunakan dalam penelitian kincir angin propeler sebagai berikut 3.4.1. :. Fan blower Fan blower yang ditunjukan pada Gambar 3.8 berfungsi untuk. menghasilkan udara bergerak yang akan disalurkan langsung ke arah kincir dengan daya penggerak fan blower motor 5,5 kW..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. Gambar 3.8 Fan blower 3.4.2. Poros Kincir Poros kincir yang ditunjukkan pada Gambar 3.8 berfungsi sebagai. penopang dudukan sudu dan berhubangan langsung dengan proses pengereman.. Gambar 3.9 Poros kincir.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. 3.4.3. Anemometer Anemometer yang ditunjukkan pada Gambar 3.10 berfungsi untuk. mengukur kecepatan angin. Alat ini diletakkan di depan kincir angin.. Gambar 3.10 Anemometer 3.4.4. Takometer Takometer yang ditunjukkan pada Gambar 3.11 adalah alat yang. digunakan untuk mengukur kecepatan putaran poros kincir yang dinyatakan dalam satuan rpm. Jenis takometer yang digunakan adalah digital light takometer. Alat ukur ini meliputi 3 bagian yaitu : sensor, pengolah data dan penampil..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. Gambar 3.11 Takometer 3.4.5. Neraca Pegas Neraca pegas yang ditunjukkan pada Gambar 3.12 digunakan untuk. mengetahui beban pengreman pada kincir pada saat kincir berputar. Neraca pegas ini diletakkan pada bagian sistem pengereman dan hubungkan dengan kopling dengan jarak yang telah disesuaikan.. Gambar 3.12 Neraca Pegas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. 3.4.6. Sistem pengereman Sistem pengereman yang ditunjukkan pada Gambar 3.13 ini. berfungsi sebagai beban pada perputaran kincir, yang dimana kincir diberi beban berupa karet untuk mengetahui besarnya torsi dan kecepatan putaran kincir angin.. Gambar 3.13 Sistem pengereman 3.5 Pembuatan Sudu 3.5.1 Alat dan Bahan Pembuatan sebuah sudu merupakan proses yang dilakukan secara bertahap serta membutuhkan alat dan bahan, yang ditunjukkan oleh Tabel 3.1. Tabel 3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Sudu Alat. Bahan. Mesin gerindra. Triplek 8 mm. tangan Mesin gerinda duduk. Lem kayu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. Mesin bur. Paku triplek. Amplas. Kertas Karton. Penggaris Penggaris siku Busur Palu Gunting. 3.5.2 Langkah Pembuatan Sudu a. Membuat mal kerangka sudu yang ditunjukkan pada Gambar 3.14 dengan kertas karton. Gambar 3.14 Kerangka Sudu b. Menempelkan mal ke triplek dan membentuk triplek seperti Gambar 3.13 buat sebanyak 12 buah. c. Memotong triplek berbentuk persegi penjang ukuran 40 cm x 6.4 cm sebanyak 8 buah. d. Menggabungkan kerangka dengan potongan triplek menjadi seperti Gambar 3.15 menggunakan lem kayu dan memperkuat dengan paku triplek menjadi 4 buah sudu..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. Gambar 3.15 Empat buah sudu 3.6 Langkah Kerja Penilitian Berikut langkah – langkah kerja penilitian uji kincir angin : a. Menyiapkan rangkain shaft. b. Menyambungkan shaft dengan cakram yang sudah dirangakai dengan sistem pengereman. c. Menggunakan benang untuk menghubungkan alat pengukur beban dengan cakram beserta sistem pengereman. d. Memasangkan kincir angin yang akan diuji ke shaft penggerak. e. Memastikan kincir angin sudah terpasang ke shaft penggerak dengan benar. f. Menyalakan blower dengan kecepatan angin rata – rata 7 m/s. g. Menghitung putaran shaft. h. Jika sudah, memberi beban pada shaft dengan cara melingkarkan karet pada tuas pada sistem pengereman. i. Mencatat nilai beban yang tertera pada alat pengukur beban. j. Mengulangi langkah h hingga data dirasa cukup k. Jika sudah, mematikan blower..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. 3.7. Langkah Pengolahan Data Kincir nantinya akan diuji dengan pembebanan gaya pengimbang pada. kopling yang terletak diujung poros hingga benar-benar berhenti. Adapun langkah-langkah pengolahan data yang akan dilakukan sebagai berikut : a. Setelah diketahui kecepatan angin (v) dan luasan kincir (A), maka akan diperoleh daya angin (Pin). b. Dengan pembebanan didapat gaya pengimbang (F) yang dapat digunakan untuk mencari nilai torsi (T). c. Kecepatan putaran poros kincir (n) dan torsi (T) dapat digunakan untuk mencari daya output kincir (Pout). d. Dengan membandingkan kecepatan keliling diujung sudu (𝜔) dan kecepatan angin (𝑣), maka tip speed ratio dapat dicari. e. Koefisien daya kincir angin dapat dicari dari perbandingan daya kincir angin (Pout) dan daya angin (Pin). Pengolahan data yang dilakukan setelah pengamatan ditujukan untuk melihat karakteristik masing-masing dengan tiga variasi jumlah sudu melalui grafik-grafik hubungan koefisien daya dengan tsr maupun grafik hubungan rpm dengan beban. Sedangkan efisiensi masing-masing kincir diperoleh dari nilai Cp untuk kemudian dibandingkan dan diperoleh kincir mana yang menghasilkan efisiensi yang lebih baik..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian Berikut ini adalah hasil data dari penelitian kincir angin sumbu horisontal tipe petani garam Rembang dengan variasi jumlah sudu yaitu 2, 3 dan 4 sudu dengan diameter 1 meter. Data yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.1 , Tabel 4.2 dan Tabel 4.3. Tabel 4.1 Data Penelitian Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Jumlah 2 Sudu, Kecepatan Angin Rata-Rata 7 m/s Gaya Putaran kincir Pengimbang (n) No Penelitian (F) (N) (rpm) 1 0 604 1 2 0 610 3 0 614 4 0,5 584 2 5 0,5 583 6 0,5 587 7 1,0 545 3 8 1,0 542 9 1,0 557 10 1,5 512 4 11 1,5 516 12 1,5 517 13 2,0 498 5 14 2,0 490 15 2,0 489 16 2,5 436 6 17 2,5 448 18 2,5 439 19 2,8 383 7 20 2,8 381 21 2,8 379. 28.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 29. Tabel 4.1 Lanjutan No 22 23 24 25 26 27. Penelitian. 8. 9. Gaya Pengimbang (F) (N) 3,0 3,0 3,0 3,1 3,1 3,1. Putaran kincir (n) (rpm) 329 329 315 300 301 305. Tabel 4.2 Data Penelitian Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Jumlah 3 Sudu, Kecepatan Angin Rata-Rata 7 m/s Gaya Putaran kincir Pengimbang (n) No Penelitian (F) (N) (rpm) 1 0 484 1 2 0 480 3 0 484 4 0,5 475 2 5 0,5 473 6 0,5 470 7 1,0 453 3 8 1,0 458 9 1,0 453 10 1,5 436 11 4 1,5 440 12 1,5 433 13 2,0 419 14 5 2,0 422 15 2,0 414 16 2,5 383 17 6 2,5 384 18 2,5 385 19 3,0 367 20 7 3,0 364 21 3,0 369 22 3,2 340 23 8 3,2 337 24 3,2 345.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 30. Tabel 4.2 Lanjutan No 25 26 27 28 29 30. Penelitian. 9. 10. Gaya Pengimbang (F) (N) 3,5 3,5 3,5 3,9 3,9 3,9. Putaran kincir (n) (rpm) 320 322 321 299 298 294. Tabel 4.3 Data Penelitian Kincir Angin Sumbu Horisontal Tipe Petani Garam Rembang dengan Jumlah 4 Sudu, Kecepatan Angin Rata-Rata 7 m/s Gaya Putaran kincir Pengimbang (n) No Penelitian (F) (N) (rpm) 1 0 404 1 2 0 402 3 0 407 4 0,5 386 2 5 0,5 394 6 0,5 399 7 1,0 372 3 8 1,0 381 9 1,0 384 10 1,5 361 4 11 1,5 374 12 1,5 374 13 2,0 349 5 14 2,0 358 15 2,0 359 16 2,5 334 17 2,5 340 6 18 2,5 346 19 3,0 310 7 20 3,0 314 21 3,0 311 22 3,5 289 23 8 3,5 295 24 3,5 303.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 31. Tabel 4.3 Lanjutan No 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36. Penelitian. 9. 10. 11. 12. Gaya Pengimbang (F) (N) 4,0 4,0 4,0 4,5 4,5 4,5 4,7 4,7 4,7 4,9 4,9 4,9. Putaran kincir (n) (rpm) 272 280 286 252 254 260 235 231 238 215 208 211. 4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan Pengolahan data menggunakan berbagai asumsi untuk mempermudah dalam proses perhitungan, yaitu sebagai berikut : a.. Percepatan gravitasi bumi. = 9,81 m/s2. b.. Massa jenis udara. = 1,18 kg/m3. c.. Panjang lengan torsi. = 0,2 m. 4.2.1 Perhitungan Torsi Dalam perhitungan torsi ini, data hasil percobaan yang dijadikan contoh diambil dari hasil percobaan kincir angin 2 sudu Tabel 4.1 pada pengujian pertama dan pada pembebanan yang ke dua. Dari data yang diperoleh gaya pengimbang (𝐹) sebesar 0,5 N dan jarak lengan torsi 0,2 m. Untuk mendapatkan nilai torsi dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 32. 𝑇 = 𝐹 .ℓ = 0,5 . 0,2 = 0,10 N.m Jadi, nilai torsi yang dihasilkan adalah sebesar 0,10 N.m 4.2.2 Perhitungan Daya Angin Sebagai contoh, perhitungan diambil dari hasil percobaan kincir angin dua sudu pada pengujian pertama dan pada pembebanan yang kedua. Pada percobaan ini diketahui densitas udara (𝜌) sebesar 1,18 kg/m3 , luas penampang (𝐴) 0,785 m2 dan kecepatan angin (𝑣) 7 m/s. Untuk mendapatkan nilai daya angin dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : 1. 𝑃𝑖𝑛 = 𝜌. 𝐴 . 𝑣3 2. 1. = 1,18 . 0,785. (7)3 2. = 158,94 watt Jadi, nilai daya kincir yang diperoleh adalah sebesar 158,94 watt 4.2.3 Perhitungan Daya Kincir Angin Pada perhitungan daya kincir angin ini , data hasil percobaan yang dijadikan contoh diambil dari hasil percobaan kincir angin 2 sudu pada pengujian pertama dan pada pembebanan yang ke-2. Dari data yang diperoleh, kecepatan angin (𝑣) sebesar 7 m/s, putaran poros (𝑛) 584 rpm dan torsi 0,10 N.m. Daya kincir angin dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :. 𝑃𝑜𝑢𝑡 = 𝑇 . 𝜔.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 33. =𝑇.. 𝜋. 𝑛 30. = 0,10 .. 𝜋 . 584 30. = 6,12 watt Jadi daya kincir yang dihasikan sebesar 6,12 watt 4.2.4 Perhitungan Tip Speed Ratio Contoh perhitungan untuk tsr, data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian pertama dan pembebanan yang ke dua. Diperoleh putaran poros kincir angin dalam rad/s adalah sebesar 61,2 rad/s, jari jari kincir angin sebesar (r) = 0,5 m, dan kecepatan angin sebesar 7 m/s. Nilai tip speed ratio dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut : 𝜆=. 𝜔. 𝑟 𝑣. =. 61,2 .0,5 7. = 4,37 Jadi tip speed ratio yang dihasilkan sebesar 4,37 4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya Pada perhitungan koefisien daya, data hasil percobaan yang dijadikan contoh diambil dari hasil percobaan kincir angin 2 sudu pengujian pertama dan pada pembebanan ke-2. Dari data hasil percobaan, daya angin. (𝑃𝑖𝑛 ) yang. diperoleh sebesar 158,94 watt dan daya kincir angin (𝑃𝑜𝑢𝑡 ) 6,12 watt. Untuk.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 34. mendapatkan nilai koefisien daya (𝐶𝑝 ) dapat dihitung dengan rumus sebagi berikut :. 𝐶𝑝 =. 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛. . 100%. = (6,12/ 158,94) . 100 % = 3,85 % Jadi koefisien daya yang dihasilkan sebesar 3,85 % 4.3 Data Hasil Perhitungan Hasil perhitungan pengujian kincir angin sumbu horisontal tipe petani garam Rembang dengan variasi jumlah sudu yaitu 2, 3 dan 4 sudu dengan diameter 1 meter. Diperoleh hasil perhitungan ditunjukkan pada Tabel 4.4 , Tabel 4.5 dan Tabel 4.6. Tabel 4.4 Data Hasil Perhitungan Dua Sudu. Gaya Pengimbang (F). Putaran Kincir (n). (N) 0 0 0 0,50 0,50 0,50 1,00 1,00 1,00 1,50 1,50 1,50 2,00 2,00. (rpm) 604 610 614 584 583 587 545 542 557 512 516 517 498 490. Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Angin. (rad/s) 63,3 63,9 64,3 61,2 61,1 61,5 57,1 56,8 58,3 53,6 54,0 54,1 52,2 51,3. N.m 0,00 0,00 0,00 0,10 0,10 0,10 0,20 0,20 0,20 0,30 0,30 0,30 0,40 0,40. watt 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94. 𝑃𝑖𝑛. Tip Daya Output Speed Koefisien Ratio Daya Cp 𝑃𝑜𝑢𝑡 (λ) Watt % 0,00 4,52 0,00 0,00 4,56 0,00 0,00 4,59 0,00 6,12 4,37 3,85 6,11 4,36 3,84 6,15 4,39 3,87 11,41 4,08 7,18 11,35 4,05 7,14 11,67 4,17 7,34 16,08 3,83 10,12 16,21 3,86 10,20 16,24 3,87 10,22 20,86 3,73 13,12 20,53 3,67 12,91.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 35. Tabel 4.4 Lanjutan Gaya Pengimbang (F). Putaran Kincir (n). (N) 2,00 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00 3,10 3,10 3,10. (rpm) 489 436 448 439 383 381 379 329 329 315 300 301 305. Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Angin. (rad/s) 51,2 45,7 46,9 46,0 40,1 39,9 39,7 34,5 34,5 33,0 31,4 31,5 31,9. N.m 0,40 0,50 0,50 0,50 0,56 0,56 0,56 0,60 0,60 0,60 0,62 0,62 0,62. watt 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94. 𝑃𝑖𝑛. Tip Daya Output Speed Koefisien Ratio Daya Cp 𝑃𝑜𝑢𝑡 (λ) Watt % 20,48 3,66 12,89 22,83 3,26 14,36 23,46 3,35 14,76 22,99 3,28 14,46 22,46 2,86 14,13 22,34 2,85 14,06 22,23 2,83 13,98 20,67 2,46 13,01 20,67 2,46 13,01 19,79 2,36 12,45 19,48 2,24 12,25 19,54 2,25 12,30 19,80 2,28 12,46. Tabel 4.5 Data Hasil Perhitungan Tiga Sudu. Gaya Pengimbang (F). Putaran Kincir (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Angin. (N) 0 0 0 0,50 0,50 0,50 1,00 1,00 1,00 1,50 1,50 1,50 2,00 2,00 2,00 2,50 2,50 2,50. (rpm) 484 480 484 475 473 470 453 458 453 436 440 433 419 422 414 383 384 385. (rad/s) 50,7 50,3 50,7 49,7 49,5 49,2 47,4 48,0 47,4 45,7 46,1 45,3 43,9 44,2 43,4 40,1 40,2 40,3. N.m 0,00 0,00 0,00 0,10 0,10 0,10 0,20 0,20 0,20 0,30 0,30 0,30 0,40 0,40 0,40 0,50 0,50 0,50. Watt 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94. 𝑃𝑖𝑛. Tip Daya Speed Koefisien Output Ratio Daya Cp 𝑃𝑜𝑢𝑡 (λ) Watt % 0,00 3,62 0,00 0,00 3,59 0,00 0,00 3,62 0,00 4,97 3,55 3,13 4,95 3,54 3,12 4,92 3,52 3,10 9,49 3,39 5,97 9,59 3,43 6,04 9,49 3,39 5,97 13,70 3,26 8,62 13,82 3,29 8,70 13,60 3,24 8,56 17,55 3,13 11,04 17,68 3,16 11,12 17,34 3,10 10,91 20,05 2,86 12,62 20,11 2,87 12,65 20,16 2,88 12,68.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 36. Tabel 4.5 Lanjutan Gaya Pengimbang (F). Putaran Kincir (n). (N) 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20 3,50 3,50 3,50 3,90 3,90 3,90. (rpm) 367 364 369 340 337 345 320 322 321 299 298 294. Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Angin. (rad/s) 38,4 38,1 38,6 35,6 35,3 36,1 33,5 33,7 33,6 31,3 31,2 30,8. N.m 0,60 0,60 0,60 0,64 0,64 0,64 0,70 0,70 0,70 0,78 0,78 0,78. watt 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94. 𝑃𝑖𝑛. Tip Daya Output Speed Koefisien Ratio Daya Cp 𝑃𝑜𝑢𝑡 (λ) Watt % 23,06 2,75 14,51 22,87 2,72 14,39 23,18 2,76 14,59 22,79 2,54 14,34 22,59 2,52 14,21 23,12 2,58 14,55 23,46 2,39 14,76 23,60 2,41 14,85 23,53 2,40 14,80 24,42 2,24 15,37 24,34 2,23 15,31 24,01 2,20 15,11. Tabel 4.6 Data Hasil Perhitungan Empat Sudu. Gaya Pengimbang (F). Putaran Kincir (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Angin. (N) 0 0 0 0,50 0,50 0,50 1,00 1,00 1,00 1,50 1,50 1,50 2,00 2,00 2,00 2,50 2,50 2,50. (rpm) 404 402 407 386 394 399 372 381 384 361 374 374 349 358 359 334 340 346. (rad/s) 42,3 42,1 42,6 40,4 41,3 41,8 39,0 39,9 40,2 37,8 39,2 39,2 36,5 37,5 37,6 35,0 35,6 36,2. N.m 0,00 0,00 0,00 0,10 0,10 0,10 0,20 0,20 0,20 0,30 0,30 0,30 0,40 0,40 0,40 0,50 0,50 0,50. watt 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94. 𝑃𝑖𝑛. Tip Daya Speed Koefisien Output Ratio Daya Cp 𝑃𝑜𝑢𝑡 (λ) watt % 0,00 3,02 0,00 0,00 3,01 0,00 0,00 3,04 0,00 4,04 2,89 2,54 4,13 2,95 2,60 4,18 2,98 2,63 7,79 2,78 4,90 7,98 2,85 5,02 8,04 2,87 5,06 11,34 2,70 7,14 11,75 2,80 7,39 11,75 2,80 7,39 14,62 2,61 9,20 15,00 2,68 9,43 15,04 2,69 9,46 17,49 2,50 11,00 17,80 2,54 11,20 18,12 2,59 11,40.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 37. Tabel 4.6 Lanjutan Gaya Pengimbang (F). Putaran Kincir (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Angin. (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. 3,00 3,00 3,00 3,50 3,50 3,50 4,00 4,00 4,00 4,50 4,50 4,50 4,70 4,70 4,70 4,90 4,90 4,90. 310 314 311 289 295 303 272 280 286 252 254 260 235 231 238 215 208 211. 32,5 32,9 32,6 30,3 30,9 31,7 28,5 29,3 29,9 26,4 26,6 27,2 24,6 24,2 24,9 22,5 21,8 22,1. 0,60 0,60 0,60 0,70 0,70 0,70 0,80 0,80 0,80 0,90 0,90 0,90 0,94 0,94 0,94 0,98 0,98 0,98. 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94 158,94. 𝑃𝑖𝑛. Tip Daya Speed Koefisien Output Ratio Daya Cp 𝑃𝑜𝑢𝑡 (λ) Watt % 19,48 19,73 19,54 21,18 21,62 22,21 22,79 23,46 23,96 23,75 23,94 24,50 23,13 22,74 23,43 22,06 21,35 21,65. 2,32 2,35 2,33 2,16 2,21 2,27 2,03 2,09 2,14 1,88 1,90 1,94 1,76 1,73 1,78 1,61 1,56 1,58. 12,25 12,41 12,29 13,33 13,61 13,97 14,34 14,76 15,07 14,94 15,06 15,42 14,55 14,31 14,74 13,88 13,43 13,62. 4.4 Grafik Hasil Perhitungan Pengolahan data yang dilakuakan pada Sub Bab 4.2 dan 4.3 mendapatkan hasil grafik. Grafik – grafik hubungan tersebut yakni antara lain grafik antara daya dan torsi, grafik hubungan antara putaran poros dan torsi, dan grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio (λ) . Penjelasan untuk grafik hubungan diatas, lebih lengkapnya dapat dilihat pada grafik – grafik berikut ini :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 38. 4.4.1 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.4 maka dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran kincir yang dihasilkan oleh kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang, yang ditunjukan pada Gambar 4.1. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 700 600 500. 400 300 200 100 0 0. 0,1. 0,2. 0,3. 0,4. 0,5. 0,6. 0,7. Torsi ,T(N.m) Gambar 4.1 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Dari Gambar 4.1, dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada kincir angin maka semakin besar nilai torsi dan semakin besar nilai torsi maka kecepatan putar kincir angin akan semakin pelan atau dengan kata lain hubungan antara torsi dengan putaran kincir adalah berbanding terbalik. Pada percobaan ini, kecepatan angin (𝑣) yang digunakan adalah 7 m/s, dengan kecepatan tersebut dapat menghasilkan kecepatan putaran kincir maksimal 614.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 39. rpm pada saat tanpa pembebanan dan torsi maksimal adalah 0,62 N.m pada saat kecepatan putaran kincir 305 rpm. 4.4.2 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.5 maka dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran kincir yang dihasilkan oleh kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi tiga. Kecepatan putar kincir, n (rpm). sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.2 600 500 400 300 200 100 0 0. 0,1. 0,2. 0,3. 0,4. 0,5. 0,6. 0,7. 0,8. 0,9. Torsi, T (N.m) Gambar 4.2 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu Dari Gambar 4.2, dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada kincir angin maka semakin besar nilai torsi dan semakin besar nilai torsi maka kecepatan putar kincir angin akan semakin pelan atau dengan kata lain hubungan antara torsi dengan putaran kincir adalah berbanding terbalik. Pada percobaan ini, kecepatan angin (𝑣) yang digunakan adalah 7 m/s, dengan kecepatan tersebut dapat menghasilkan kecepatan putaran kincir maksimal 484.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 40. rpm pada saat tanpa pembebanan dan torsi maksimal adalah 0,78 N.m pada saat kecepatan putaran kincir 299 rpm. 4.4.3 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.6 maka dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran kincir yang dihasilkan oleh kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi empat sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.3. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 450 400 350 300 250 200. 150 100 50 0 0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1. 1,2. Torsi, T (N.m) Gambar 4.3 Grafik Hubungan Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu Dari Gambar 4.3, dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada kincir angin maka semakin besar nilai torsi dan semakin besar nilai torsi maka kecepatan putar kincir angin akan semakin pelan atau dengan kata lain hubungan antara torsi dengan putaran kincir adalah berbanding terbalik. Pada percobaan ini, kecepatan angin (𝑣) yang digunakan adalah 7 m/s, dengan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 41. kecepatan tersebut dapat menghasilkan kecepatan putaran kincir maksimal 404 rpm pada saat tanpa pembebanan dan torsi maksimal adalah 0,98 N.m pada saat kecepatan putaran kincir 215 rpm. 4.4.4 Grafik Hubungan Antara Daya dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.4 maka dapat dibuat grafik hubungan antara daya dengan torsi kincir angin yang dihasilkan kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi dua sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.4.. Daya Output, P out (watt). 25 20 15 10 5 0. 0. 0,1. 0,2. 0,3. 0,4. 0,5. 0,6. 0,7. Torsi, T (N.m) Gambar 4.4 Grafik Hubungan Daya Pout dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Dari Gambar 4.4, dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada kincir angin maka semakin besar nilai torsi. Semakin besar nilai torsi maka daya output yang dihasilkan juga semakin besar sampai dengan daya output maksimal kemudian perlahan kembali menurun sesuai beban torsi terahkir.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 42. yang diberikan. Pada percobaan ini torsi yang dihasikan adalah 0,62 N.m dan daya output yang dihasilkan adalah 23,46 watt.. 4.4.5 Grafik Hubungan Antara Daya dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.5 maka dapat dibuat grafik hubungan antara daya dengan torsi kincir angin yang dihasilkan kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi tiga sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.5.. 𝑃𝑜𝑢𝑡. Daya output, P out (watt). 30 25 20 15 10 5 0 0. 0,1. 0,2. 0,3. 0,4. 0,5. 0,6. 0,7. 0,8. 0,9. Torsi, T (N.m) Gambar 4.5 Grafik Hubungan Daya Pout dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu Dari Gambar 4.5, dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada kincir angin maka semakin besar nilai torsi. Semakin besar nilai torsi maka daya output yang dihasilkan juga semakin besar sampai dengan daya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 43. output maksimal kemudian perlahan kembali menurun sesuai beban torsi terahkir yang diberikan. Pada percobaan ini torsi yang dihasikan adalah 0,78 N.m dan daya output yang dihasilkan adalah 24,42 watt. 4.4.6 Grafik Hubungan Antara Daya dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.5 maka dapat dibuat grafik hubungan antara daya dengan torsi kincir angin yang dihasilkan kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi tiga sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.5.. Daya output, P out (watt). 30 25 20 15 10 5 0 0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1. 1,2. Torsi, T (N.m) Gambar 4.6 Grafik Hubungan Daya Pout dengan Torsi Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu. Dari Gambar 4.6, dapat disimpulkan bahwa semakin besar beban yang diberikan pada kincir angin maka semakin besar nilai torsi. Semakin besar nilai torsi maka daya output yang dihasilkan juga semakin besar sampai dengan daya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 44. output maksimal kemudian perlahan kembali menurun sesuai beban torsi terahkir yang diberikan. Pada percobaan ini torsi yang dihasikan adalah 0,98 N.m dan daya output yang dihasilkan adalah 24,50 watt. 4.4.7 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (𝑪𝒑 ) dengan tip speed ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.4 maka dapat dibuat grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio yang dihasilkan kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi dua sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.7. 16. Koefisien Daya, 𝐶𝑝 (%). 14 12 10 8. Cp = -5,877 λ 2 + 35,05 λ - 37,35. 6 4 2 0 0. 1. 2. 3. 4. 5. Tip Speed Ratio, λ Gambar 4.7 Grafik Hubungan Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) Dengan λ Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 45. Dari Gambar 4.7 diperoleh persamaan Cp = -5,877 λ 2 + 35,05 λ - 37,35, dan persamaan tersebut dapat diperoleh nilai koefisien daya maksimum dan tip speed ratio optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dengan persamaan berikut = -5,877 λ 2 + 35,05 λ - 37,35. 𝐶𝑝 𝑑𝐶𝑝 𝑑(λ). =0. 0 = 2 (-5,877)λ + 35,05 0 = - 11,754 λ + 35,05 11,754 λ = 35,05. λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 =. 35,05. 11,754. λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 = 2,98 Dari hasil perhitungan menunjukan nilai tip speed ratio optimal sebesar 2,98. Adapun nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙. yang. dimasukkan ke dalam persamaan sebagai berikut : 2. + 35,05 λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 – 37,35. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = - 5,877 λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = - 5,877 (2,98)2 + 35,05(2,98) – 37,35. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = 14,91 %. Dari hasil perhitungan persamaan diatas menunjukan koefisien daya maksimal (𝐶𝑝𝑚𝑎𝑥 ) sebesar 14,91 %..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 46. 4.4.8 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (𝑪𝒑 ) dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.5 maka dapat dibuat grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio yang dihasilkan kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi tiga sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.8 18. Koefisien Daya, 𝐶𝑝 (%). 16 14 12 10 8. Cp= -10,62λ2 + 52,18λ - 48,89. 6 4 2 0 0. 0,5. 1. 1,5. 2. 2,5. 3. 3,5. 4. Tip Speed Ratio, λ Gambar 4.8 Grafik Hubungan Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) dengan λ Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Tiga Sudu Dari Gambar 4.8 diperoleh persamaan Cp = -10,62λ2 + 52,18λ - 48,89, dari persamaan tersebut dapat diperoleh nilai koefisien daya maksimum dan tip speed ratio optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dengan persamaan berikut 𝐶𝑝 𝑑𝐶𝑝 𝑑(λ). = -10,62λ2 + 52,18λ - 48,89 =0.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 47. 0 = 2 (-10,62)λ + 52,18 0 = -21,24 λ + 52,18 21,24 λ = 52,18 52,18. λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 =. 21,24. λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 = 2,46 Dari hasil perhitungan menunjukan nilai tip speed ratio optimal sebesar 2,46. Adapun nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙. yang. dimasukkan ke dalam persamaan sebagai berikut : 2. + 52,18λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 – 48,89. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = -10,62λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = -10,62(2,46)2 + 52,18 (2,46) – 48,89. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = 15,20 %. Dari hasil perhitungan persamaan diatas menunjukan koefisien daya maksimal (𝐶𝑝𝑚𝑎𝑥 ) sebesar 15,20 % 4.4.9 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (𝑪𝒑 ) dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu Berdasarkan data hasil perhitungan yang ditampilkan pada Tabel 4.6 maka dapat dibuat grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio yang dihasilkan kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi empat sudu, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 48. 18. Koefisien Daya, 𝐶𝑝 (%). 16 14 12 10 8. Cp = -12,07λ2 + 46,74λ - 30,25. 6 4 2 0 0. 0,5. 1. 1,5. 2. 2,5. 3. 3,5. Tip Speed Ratio, λ Gambar 4.9 Grafik Hubungan Koefisien Daya (𝐶𝑝 ) dengan λ Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Empat Sudu Dari Gambar 4.9 diperoleh persamaan Cp = -12,07λ2 + 46,74λ - 30,25, dari persamaan tersebut dapat diperoleh nilai koefisien daya maksimum dan tip speed ratio optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dengan persamaan berikut = -12,07λ2 + 46,74λ - 30,25. 𝐶𝑝 𝑑𝐶𝑝 𝑑(𝜆). =0. 0 = 2 (-12,07)λ + 46,74 0 = -24,14λ + 46,74 24,14λ. = 46,74 46,74. 𝜆𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 =. 24,14. 𝜆𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 = 1,94.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 49. Dari hasil perhitungan menunjukan nilai tip speed ratio optimal sebesar 1,94. Adapun nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai λ𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙. yang. dimasukkan ke dalam persamaan sebagai berikut : 2. + 46,74𝜆𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙 – 30,25. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = -12,07𝜆𝑜𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎𝑙. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = -12,07 (1,94)2 + 46,74 (1,94) – 30,25. 𝐶𝑝 𝑚𝑎𝑥. = 14,999 % = 15 %. Dari hasil perhitungan persamaan di atas menunjukan koefisien daya maksimal (𝐶𝑝𝑚𝑎𝑥 ) sebesar 15 % 4.5 Grafik Perbandingan Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu Berikut ini adalah grafik perbandingan dari kincir angin horisontal tipe petani garam Rembang variasi dua sudu dengan tiga sudu dan empat sudu, grafik perbandingan putaran kincir (rpm) dengan torsi kincir angin dan grafik perbandingan antara koefisien daya (𝐶𝑝 ) dengan tip speed ratio (λ). 4.5.1 Grafik Perbandingan Antara Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu Berikut ini adalah grafik perbandingan antara kecepatan putaran kincir dengan torsi kincir di tunjukan pada Gambar 4.10 antara ketiga variasi sudu..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 50. 700. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 600. 500. 400 2 sudu 300. 3 sudu 4 sudu. 200. 100. 0 0. 0,2. 0,4. 0,6. 0,8. 1. 1,2. Torsi ,T(N.m) Gambar 4.10 Grafik Perbandingan Antara Putaran Kincir (rpm) dengan Torsi Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu Dari data yang sudah diperoleh (Gambar 4.1, 4.2, 4.3) dapat dibandingan ketiga variasi jumlah sudu yang diteliti. Perbandingan kecepatan putaran kincir dengan torsi dapat dilihat pada Gambar 4.10. Dapat dilihat bahwa kincir angin variasi empat sudu menghasilkan torsi yang paling besar diantara dua variasi yakni 0,98 N.m, pada kecepatan putaran kincir 215 rpm. Hal ini disebabkan karena kincir angin empat sudu ini mampu menangkap angin lebih banyak dibandingkan dua sudu dan tiga sudu membuat nilai torsi menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan variasi lain dan kincir angin yang menggunakan variasi dua sudu menghasilkan torsi yang paling rendah, hal ini disebabkan karena tangkapan angin yang paling sedikit dibandingkan tiga sudu dan empat sudu..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 51. 4.5.2 Grafik Perbandingan Koefisien Daya 𝑪𝒑 dengan Tip Speed Ratio (𝜆) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu Berikut ini adalah grafik perbandingan hubungan koefisien daya 𝐶𝑝 dengan tip speed ratio (λ) antara ketiga variasi sudu di tunjukan pada Gambar 4.11.. 18. Koefisien Daya, 𝐶𝑝 (%). 16 14 12 10. 2 sudu. 8. 3 sudu. 6. 4 sudu. 4 2 0. 0. 1. 2. 3. 4. 5. Tip Speed Ratio, λ Gambar 4.11 Grafik Perbandingan Koefisien Daya 𝐶𝑝 dengan Tip Speed Ratio (λ) Untuk Kincir Angin Horisontal Tipe Petani Garam Rembang Variasi Dua Sudu dengan Tiga Sudu dan Empat Sudu Dari data yang sudah diperoleh (Gambar 4.7, 4.8 dan 4.9) dapat dibandingan ketiga variasi jumlah sudu yang diteliti. Perbandingan hubungan koefisien daya 𝐶𝑝 dengan tip speed ratio (𝜆) dapat dilihat pada Gambar 4.11. Bahwa ketiga kincir angin menunjukan dari grafik trendline nilai koefisien daya maksimal hampir sama besar yaitu mencapai 15 %, dan untuk tip speed ratio optimal yang paling besar dihasilkan pada variasi kincir dua sudu yaitu 2,98 lebih besar dibandingkan dengan variasi tiga dan empat sudu.. Menurut Tabel 4.4, Tabel.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 52. 4.5 dan Tabel 4.6 kincir angin dua sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 14,76 %. pada tip speed ratio optimal 3,45. Kincir angin tiga sudu. menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 15,37 % pada tip speed ratio optimal 2,24. Kincir angin empat sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 15,42 % pada tip speed ratio optimal 1,94..