Unjuk kerja kincir angin propeler bersudu tiga berbahan komposit, diameter 100 cm, lebar sudu maksimum 13 cm pada Jarak 12,5 cm dari pusat poros, dengan variasi lebar sirip.

112  Download (0)

Teks penuh

(1)

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER BERSUDU TIGA BERBAHAN KOMPOSIT, DIAMETER 100 CM, LEBAR SUDU MAKSIMUM 13 CM PADA JARAK 12.5 CM DARI PUSAT POROS,

DENGAN VARIASI LEBAR SIRIP

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh :

PIUS SETIAWAN CANDRA NIM :125214082

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

THE PERFORMANCE OF THREE BLADE PROPELLER WIND TURBINE MADE FROM COMPOSITE, DIAMETER OF 100 CM, BLADE

WIDE OF 13 CM AT LENGTH OF 12.5 CM FROM AXIAL CENTER, WITH THE WIDE FINS VARIATIONS

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement to obtain Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

By :

PIUS SETIAWAN CANDRA Student Number :125214082

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)
(4)
(5)
(6)
(7)

INTISARI

Kebutuhan energi listrik pada saat ini sangat diperlukan oleh warga masyarakat pada umumnya terutama untuk negara-negara maju dan negara-negara yang sedang berkembang. Jumlah pemakaian yang sangat besar dan terus bertambah ini menyebabkan pemborosan sumber daya energi. Penggunaan energi yang sangat besar disebabkan oleh pertumbuhan dan kebutuhan masyarakat yang tidak diimbangi dengan pemasokan energi yang ada dan menyebabkan kebutuhan pasokan dari energi fosil menjadi semakin besar. Atas dasar kondisi sekarang ini, muncul adanya ide untuk menghasilkan energi alternatif yang tidak bisa habis, contohnya yakni angin, dengan melakukan penelitian terhadap kincir angin.

Tujuan penelitian ini adalah untuk menggembangkan kincir angin jenis propeller 3 sudu berbahan komposit, serta mengetahui koefisien daya dan daya keluaran dari kincir angin tersebut metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan memvariasikan kecepatan angin pada 6,2 m/s, 7,2 m/s, dan 8,2 m/s dan variasi sirip dengan lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm.

Dari hasil penelitian ini, menunjukan bahwa kincir angin memiliki koefisien daya kincir angin pada variasi kecepatan angin 6,2 m/s dengan lebar sirip 5 cm adalah sebesar 53% pada tip speed ratio 4,5, memiliki daya mekanis sebesar 58,33 watt dan daya listrik sebesar 37,67 watt dan dengan lebar sirip 7 cm adalah sebesar 49,3% pada tip speed ratio 4, memiliki daya mekanis sebesar 55,48 watt dan daya listrik sebesar 39,11 watt. Koefisien daya kincir angin pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s dengan lebar sirip 5 cm adalah sebesar 39,1% pada tip speed ratio 4, memiliki daya mekanis sebesar 68,39 watt dan daya listrik sebesar 45,88 watt dan dengan lebar sirip 7 cm adalah sebesar 38,37% pada tip speed ratio 4,6, memiliki daya mekanis sebesar 66,69 watt dan daya listrik sebesar 48,92 watt. Koefisien daya kincir angin pada variasi kecepatan angin 8,2 m/s dengan lebar sirip 5 cm adalah sebesar 34,6% pada tip speed ratio 3,96, memiliki daya mekanis sebesar 87,15 watt dan daya listrik sebesar 57,12 watt dan dengan lebar sirip 7 cm adalah sebesar 30,97% pada tip speed ratio 3,84, memiliki daya mekanis sebesar 77,71 watt dan daya listrik sebesar 59,52 watt.

(8)

ABSTRACT

Nowadays, electricity is needed by many people eapecially for developed and developing countries. The number of big usage which is increasing all the time causes the wastage of energy resources. The big energy usage ia caused by people's growth and need that is not balance with the energy supply and those things make the energy need of fossil grows bigger. At this condition, there is an idea to produce an unlimited alternative energy, the example is wind, which is doing reserch on windmill.

The purpose of this research is to develop the wind turbine as propeller that has 3 angles composite made and know the efficiency and the power output of the turbine. This research uses experimental method with varying the speed of wind at 6,2 m/s, 7,2 m/s, and 8,2 m/s and with the fins variation 5 cm and 7 cm the length is 10 cm.

The result shows, that the windmill has the coefficient power of windmill upon wind speed variation 6,2 m/s with 5 cm wide fins ammounted to 53% on 4, 5 tip speed ratio, it has mechanical power of 58,33 watt and the electricity of 37,67 watt and the wide fins 7 cm is 49,3% on 4 tip speed ratio, having machanical power of 55,48 watt and electricity of 39,11 watt. The coefficient power wind speed variation 7,2 m/s with wide fins 5 cm ammounted to 39,1% on 4 tip speed ratio, having the mechanichal power of 68,39 watt and the electricity of 45,88 watt and the widw fins of 7 cm ammounted to 38, 37% on 4,6 tip speed ratio, having the mechanical power of 66,69 watt and the electricity of 48,92 watt. The windmill coefficient of the wind speed variation 8,2 m/s with the wide fins 5 cm of 34,6 % on 3,96 tip speed ratio, having the mechanical power of 87,15 watt and the electricity of 57,12 watt and the wide fins of 7 cm ammounted to 30,97% to 3,84 tip speed ratio, having the mechanical power of 77,71 watt and electricity of 59,52 watt.

(9)

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugrahnya yang telah memberi kesempatan bagi penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir. Tugas akhir ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Banyak hambatan yang dialami penulis selama proses penulisan tugas akhir. Namun karena kuasa Tuhan Yang Maha Esa, bantuan dan keterlibatan berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala bantuan, dukungan dan dorongan, baik secara moril, materil dan spiritual antara lain kepada :

1. Sudi Mungkasih,S.Si., M.Math.,Sc., Pho selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin dan selaku Dosen Pembimbing Akedemik atas segala yang telah diberikan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin.

3. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah memberikan waktu, tenaga dan pikiran selama penulisan tugas akhir.

4. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.

5. Seluruh staff Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta atas segala kerjasama, pelayanan dan bimbingan selama penulis menempuh kuliah dan proses penulisan tugas akhir.

(10)
(11)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... v

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

INTISARI ... vii

Latar Belakang Masalah ... 1

Rumusan Masalah ... 2

Tujuan Penelitian ... 3

Batasan Masalah ... 3

Manfaat Penelitian ... 4

BAB II DASAR TEORI ... 5

2.1 Energi Angin ... 5

2.2 Kincir Angin ... 9

2.2.1 Kincir Angin Sumbu Horizontal ... 10

2.2.2 Kincir Angin Sumbu Vertikal ... 12

(12)

2.3.1 Energi Daya Angin ... 14

2.5.1 Klasifikasi Bahan Komposit ... 21

2.5.2 Tipe Komposit Serat ... 23

2.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Komposit ... 25

2.5.4 Kelebihan Komposit ... 28

2.5.5 Kekurangan Komposit ... 29

2.6 Serat ... 29

2.6.1 Serat Alami ... 30

2.6.2 Serat Buatan ... 31

2.6.3 Serat Kaca ... 32

2.7 Polimer ... 33

2.7.1 Polimer Polyester ... 35

2.7.2 Kelebihan dan Kekurangan Resin ... 35

BAB III METODE PENELITIAN... 36

3.1 Diagram Alir Penelitian ... 36

3.2 Alat Penelitian ... 37

3.3 Desain Kincir ... 43

3.3.1 Desain Sirip ... 43

(13)

3.4.1 Alat dan Bahan ... 44

3.4.2 Proses Pembuatan Sudu Kincir Angin ... 45

3.4.3 Proses Pembuatan Sirip Kincir Angin ... 52

3.5 Langkah Penelitian ... 53

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 56

4.1 Data Hasil Penelitian ... 56

4.2 Pengolahan Data... 63

4.3 Pembahasan Grafik ... 73

4.3.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putar Poros dan Torsi ... 74

4.3.2 Grafik Hubungan Cp (mekanis) dan TSR ... 76

4.3.3 Grafik Hubungan Cp (listrik) dan TSR ... 79

4.3.4 Grafik Hubungan Daya Output dan Torsi ... 83

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 89

5.1 Kesimpulan ... 89

5.2 Saran ... 90

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Angin Laut ... 7

Gambar 2.2 Angin Darat ... 7

Gambar 2.3 Angin Lembah ... 8

Gambar 2.4 Angin Gunung ... 9

Gambar 2.5 Kincir Angin Poros Horizontal ... 12

Gambar 2.6 Kincir Angin Poros Vertikal ... 14

Gambar 2.7 Grafik Hubungan Daya dan tip speed ratio Maksimal Beberapa Jenis Kincir ... 17

Gambar 2.8 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Penguatnya ... 22

Gambar 2.9 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Matriknya ... 23

Gambar 2.10 Tipe discountinus fibre ... 24

Gambar 2.11 Tipe Komposit Serat... 25

Gambar 2.12 Grafik Hubungan Tegangan dan Regangan Antara Komposit, Matriks, dan Serat ... 28

Gambar 2.13 Jenis-jenis Serat ... 30

Gambar 2.14 Jenis-jenis Serat Alami ... 31

Gambar 2.15 Jenis – Jenis Serat Buatan ... 32

Gambar 3.1 Diagram Alir yang Menggambarkan Langkah-langkah penelitian .... 36

Gambar 3.2 Blade / Sudu ... 38

Gambar 3.3 Sirip ... 38

Gambar 3.4 Hub Kincir Angin ... 39

Gambar 3.5 Fan Blower ... 39

Gambar 3.6 Anemometer ... 40

Gambar 3.7 Tachometer ... 40

Gambar 3.8 Neraca Pegas ... 41

(15)

Gambar 3.10 Amperemeter ... 42

Gambar 3.11 Pembebanan Lampu ... 43

Gambar 3.12 Desain Sudu Kincir Angin ... 43

Gambar 3.13 Desain sudu kincir angin dengan tambahan variasi sirip lebar 5 cm ... 43

Gambar 3.14 Desain sudu kincir angin dengan tambahan variasi sirip lebar 7 cm ... 44

Gambar 3.15 Desain Sirip Kincir Angin ... 44

Gambar 3.16 Proses Pemotongan Pipa ... 46

Gambar 3.17 Mal / Cetakan Kertas ... 46

Gambar 3.18 Pembentukan Sudu Dengan Mal kertas ... 47

Gambar 3.19 Sudu yang Sudah dihaluskan ... 47

Gambar 3.20 Pelapisan Mal dengan Alumunium Foil ... 48

Gambar 3.21 Resin dan Khatalis ... 48

Gambar 3.22 Pengolesan Awal diatas Permukaan Alumuniu Foil ... 51

Gambar 3.23 Proses Pelapisan dan Perataan Serat Kaca ... 51

Gambar 3.24 Peletakan Plat Alumunium ... 51

Gambar 3.25 Finishing Sudu ... 52

Gambar 3.26 Skema Pembebanan ... 54

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Putar Poros dan Torsi untuk Ketiga Variasi Kecepatan Angin, (a) Variasi Lebar Sirip 5 cm dan (b) variasi Lebar Sirip 7 cm. ... 75

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Cp (mekanis) Dengan Tip Speed Ratio Untuk Ketiga Variasi Kecepatan Angin, (a) Variasi Lebar Sirip 5 cm dan (b) Variasi Lebar Sirip 7 cm. ... 76

(16)
(17)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1Tingkat Kecepatan Angin ... 5

Tabel 2.2 Sifat-sifat Serat ... 33

Tabel 2.3 Karakteristik Serat E-glass ... 33

Tabel 3.1Alat dan Bahan Pembuatan Sudu dan Sirip ... 44

Tabel 4.1Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 5 cm. ... 57

Tabel 4.2 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 7 cm. ... 58

Tabel 4.3Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 5 cm ... 59

Tabel 4.4Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 7 cm ... 60

Tabel 4.5Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 5 cm ... 61

Tabel 4.6 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 7 cm ... 62

Tabel 4.7 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm ... 68

Tabel 4.8Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm ... 69

(18)

DAFTAR SIMBOL

n Kecepatan putar poros (rpm)

F Gaya pembebanan (N)

Laju aliran massa udara (kg/s)

Kecepatan di ujung sudu kincir (m/s)

L Panjang lengan torsi (m)

(19)

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pemakaian energi terutama energi listrik pada saat ini sangat diperlukan oleh warga masyarakat pada umumnya terutama di negara maju dan negara-negara yang sedang berkembang. Menurut Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral, Direktorat Jendral Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (EBTKE), sumber daya energi yang ada di indonesia dan di dunia semakin langka dan semakain mahal dengan konsumsi energi rata-rata 7% pertahun. Jumlah pemakaian yang sangat besar dan terus bertambah ini menyebabkan pemborosan sumber daya energi. Penggunaan energi yang sangat besar disebabkan oleh pertumbuhan dan kebutuhan masyarakat yang tidak diimbangi dengan pemasokan energi yang ada dan menyebabkan kebutuhan pasokan dari energi fosil menjadi semakin besar. Pengunaan dari energi fosil ini juga berakibat menimbulkan efek samping yang berakibat pada perubahan iklim global yang disebabkan oleh meningkatnya Gas rumah kaca (GRK) yang terjadi di atmosfir bumi. (http://ebtke.esdm.go.id/post/2012/05/31/14/, diakses 1 April 2015).

(20)

adanya energi angin yang melimpah ini masarakat di wilayah pesisir dan pegunungan masih bisa menggunaan listrik tanpa harus menghabiskan energi dari bumi yang pasokannya sudah mulai menipis. Akan tetapi sumber energi angin tersebut tidak bisa menghasilkan listrik tanpa menggunakan sebuah alat konversi yang bisa menggubah energi angin tersebut menjadi energi listrik.

Alat yang digunakan untuk bisa mendapatkan energi alternatif dari alam terutama energi angin adalah kincir angin. Penulis mencoba melakukan penelitian dengan merancang dan membuat sebuah kincir angin berporos Horisontal 3 sudu yang mempunyai diameter sebesar 100 cm, berbahan komposit dan mempunyai sebuah variasi dengan menambahkan sirip pada ujung sudu. Pada penelitian ini penulis mencoba mencari berapa energi yang bisa di dapat dengan kincir angin dengan menggunakan variasi pada ujung sudu tersebut apakah lebih besar atau akan lebih kecil juga torsi yang didapat.

1.2Rumusan Masalah

Permasalahan yang dapat dirumuskan pada penelitian ini adalah : 1. Alat untuk mengkonversikan energi angin masih perlu di kembangkan.

2. Angin merupakan sumber energi terbarukan yang murah dan tidak menimbulkan efek samping pada lingkungan.

3. Indonesia merupakan negara dengan potensi angin yang besar akan tetapi di indonesia energi angin belum dimanfaatkan secara maksimal.

(21)

1.3Tujuan Penelitian

Tujuan melakukan penelitian ini adalah :

1. Membuat kincir angin sumbu horisontal 3 sudu yang berbahan komposit berdiameter 100 cm, dengan lebar maksimum 13 cm pada jarak 12,5 dari pusat poros dan menambahkan variasi sirip yang memiliki lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm pada setiap ujung sudu.

2. Mengetahui nilai koefisien daya mekanis tertinggi dari ketiga variasi kecepatan angin dan dari kedua variasi sirip.

3. Mengetahui nilai koefisien daya listrik tertinggi dari ketiga variasi kecepatan angin dan dari kedua variasi sirip.

4. Mengetahui nilai Torsi tertinggi dari ketiga variasi kecepatan angin angin dan dari kedua variasi sirip

5. Mengetahui daya mekanis tertinggi dari ketiga variasi kecepatan angin dan dari kedua variasi sirip.

6. Mengetahui daya listrik tertinggi dari ketiga variasi kecepatan angin dan dari kedua variasi sirip.

1.4Batasan Masalah

Permasalahan dalam penelitian ini dibatasi pada :

(22)

2. Penelitian dilakukan dengan mengoprasikan model kincir angin tersebut dengan bantuan blower yang tersedia di Universitas Sanata Dharma.

3. Variasi kecepatan angin dilakukan sesuai keperluan pengujian yang diperlukan.

4. Menggunakan kincir angin propeler tiga sudu dengan tipe horizontal axis wind turbine (HAWT).

1.5Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :

1. Bisa mengetahui unjuk kerja kincir angin dengan variasi penambahan sirip pada ujung tiap sudu.

2. Bisa menjadi lahan informasi bagi masyarakat yang membutuhkan energi alternatif selain energi dengan menggunakan fosil.

3. Dapat menjadi refrensi bagi masyarakat yang daerahnya berpotensi dengan angin agar bisa mengembangkan energi terbarukan dengan menggunakan bantuan angin.

(23)

BAB II DASAR TEORI

2.1Energi Angin

Angin adalah suatu energi yang sangat berlimpah yang tersedia di alam, pembangit listrik tenaga angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan sebuah alat yang di sebut kincir angin atau turbin angin. Caranya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin atau kincir angin dan diteruskan pada rotor pada generator dibagian belakang kincir angin, sehingga akan menghasilkan listrik yang biasanya akan disimpan kedalam sebuah baterai terlebih dahulu sebelum di manfaatkan.

Syarat- syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin

Tingkat Kecepatan Angin 10 meter diatas Permukaan Tanah Kelas

Angin

Kecepatan angin

(m/d) Kondisi Alam di Daratan

1 0.00 – 0.02 --- 2 0.3 – 1.5 Angin bertiup, asap lurus keatas. 3 1.6 – 3.3 Asap bergerak mengikuti arah angin. 4 3.4 – 5.4 Wajah terasa ada angin, daun-daun bergoyang

pelan, petunjuk arah angin bergerak. 5 5.5 – 7.9 Debu dijalan, kertas berterbangan, ranting

pohon bergoyang.

(24)

berombak kecil.

8 13.9 – 17.1 Ujung pohon melengkung, hembusan angin terasa ditelinga.

9 17.2 – 20.7 Dapat mematahkan ranting pohon, jalan berat melawan arah angin.

10 20.9 – 24.4 Dapat mematahkanranting pohon, rumah rubuh.

11 24.5 – 28.4 Dapat merubuhkan pohon, dapat menimbulkan kerusakan.

12 28.5 – 32.5 Dapat menimbulkan kerusakan parah.

13 32.6 – 42.3 Tornado

Sumber : http://www.kincirangin.info/pdf/kondisi-angin.pdf,diakses mei 2016. Angin kelas 3 adalah batas minimun angin untuk menggerakan sebuah kincir angin dan angin kelas 8 adalah batas maksimum energi angin yang dapat dipergunakan untuk menghasilkan energi listrik.

Jenis – jenis angin antara lain : 1. Angin laut

(25)

Gambar 2.1 Angin Laut

Sumber: http://imangeografi10.blogspot.co.id diakses mei 2016. 2. Angin darat

Angin darat adalah angin yang berhembus dari arah daratan ke arah lautan dan biasanya angin darat ini berlangsung pada malam hari. Hal ini terjadi karena temperatur laut lebih tinggi dari pada temperatur yang ada didaratan seperti yang ditunjukan pada gambar 2.2 angin darat ini biasa dimanfaatkan oleh para nelayan untuk berangkat mencari ikan dengan menggunakan perahu layar.

Gambar 2.2 Angin Darat

(26)

3. Angin lembah

Gambar 2.3 Angin Lembah

Sumber: http://imangeografi10.blogspot.co.id diakses mei 2016.

Angin lembah adalah angin yang berhembus dari lembah ke puncak gunung dan biasanya angin jenis ini terjadi pada siang hari. Arah hembusan angin yang disebabkan karna adanya perbedaan temperature antara puncak gunung dan lembah, puncak gunung lebih dahulu menerima panas matahari sehingga tekanan yang ada dipuncak menjadi turun dan terjadi aliran udara.

4. Angin gunung

(27)

Gambar 2.4 Angin Gunung

Sumber : http://imangeografi10.blogspot.co.id diakses mei 2016.

2.2Kincir Angin

(28)

Berdasarkan posisi porosnya, kincir angin dibagi menjadi dua kelompok utama yaitu : kincir angin poros horisontal dan kincir angin poros vertikal. Dalam penelitian ini akan dikembangkan mengenai kincir angin poros horisontal.

2.2.1 Kincir Angin Poros Horisontal

Kincir angin poros horisontal atau Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) adalah kincir angin yang poros utamnya sejajar dengan arah datangnya angin. Kincir angin jenis ini banyak digunakan oleh para petani garam di Indonesia untuk memompa air laut. Adapun kelebihan dari kincir angin jenis HAWT antara lain :

1. Adanya gaya angkat yang di berikan angin sehingga membuat kecepatan sudu kincir bisa lebih besar dari pada kecepatan angin.

2. Kincir jenis ini dapat mengkonversi angin pada saat kecepatan angin tinggi. 3. Tidak memerlukan sudut orientasi.

4. Setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.

5. Memiliki faktor keamanan yang lebih baik karena posisi sudu yang berada diatas menara.

6. Tidak memerlukan karateristik angin karena arah angin langsung menuju rotor.

(29)

1. Karna arah datangnya angin yang tidak menentu dibutuhkan mekanisme lain antara lain penambahan ekor pengarah angin.

2. Kontruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah – bilah yang berat (Gearbox dan Generator).

3. Pembuatan dan pemasangan sudu kincir angin poros horisantal yang sulit sehingga membutuhkan waktu yang lama untuk proses pengerjaannya.

Beberapa jenis kincir angin poros horisontal antara lain : American windmill, cretan sail windmill, Dutch four arm dan Rival calzonil, seperti yang ditunjukan

pada gambar 2.5.

(a) (b)

(30)

(c) (d)

(c) Sumber : https://s-media-cache-ak0.pinimg.comdiakses mei 2016. (d) Sumber : http://aerotrope.comdiakses mei 2016.

Gambar 2.5 Kincir Angin Poros Horisontal

(a) American windmill, (b) cretan sail windmill, (c) Dutch four arms, (d) Rival calzoni

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal

Kincir angin poros vertikal atau vertical axis wind turbine (VAWT) adalah salah satu kincir angin yang arah posisi porosnya tegak lurus dengan datangnya angin atau dengan pengertian lain jenis kincir seperti ini dapat mengkonversi tenaga angin dari segala arah. Adapun kelebihan dari kincir angin jenis VAWT antara lain :

1. Dapat menerima angin dari arah manapun.

2. Memiliki torsi yang besar walaupun putaran porosnya rendah. 3. Mampu bekerja pada putaran yang rendah.

(31)

Dari beberapa kelebihan yang terdapat pada kincir angin jenis VAWT di atas namun kincir angin jenis VAWT ini juga memiliki beberapa kekurangan yaitu :

1. Bekerja pada angin rendah, sehingga energi yang dihasilkan sangat kecil. 2. Pemasangan kincir angin poros vertikal yang rendah membuat resiko

kecelakaan yang besar bagi manusia.

3. Sudu yang mampu mendapatkan energi angin dinamakan downwind dan sudu yang menolak angin dinamakan upwind, sudu bagian ini cenderung menghambat putaran poros.

4. Dari desainnya, berat poros dan sudu yang bertumpu pada bantalan (bearing) menjadi suatu beban tambahan dari beberapa desain kincir angin poros vertikal yang ada.

(a) (b)

(32)

(c) (d) (c) Sumber : https://en.wikipedia.org diakses mei 2016.

(d) Sumber : www.pinterest.com diakses mei 2016. Gambar 2.6 Kincir Angin Poros Vertikal.

(a) Quet Revolution , (b) Wepower, (c) Darrieus wind turbine , (d) Savonius wind turbine.

2.3Rumus-Rumus Perhitungan

Dalam penelitian kerja kincir angin sangat diperlukan beberapa rumus perhitungan, antara lain sebagai berikut.

2.3.1 Energi dan Daya Angin

Energi angin adalah energi yang dimiliki angin karna adanya kecepatan, karna adanya tenaga yang dimiliki angin maka dinamakan energi kinetik angin. Maka secara umum energi kinetik angin dapat dirumuskan :

(33)

yang dalam hal ini :

ṁ : massa udara yang menggalir dalam satuan waktu, kg/s

v : kecepatan angin, m/s

Aliran udara yang menggalir per satuan waktu adalah :

ṁ = ρ A v (3) dapat diperoleh rumusan daya angin :

Pa= 1/2( ρ A v) v2 dapat disederhanakan menjadi :

(34)

2.3.2 Daya Listrik

Daya listrik adalah daya yang dihasilkan oleh putaran generator, daya listrik dapat ditulis dengan persamaan sabagai berikut :

PL = V.I (5)

yang dalam hal ini : PL : daya listrik, Watt

V : tegangan, Volt

I : arus yang menggalir pada beban, Ampere

2.3.3 Daya Kincir Angin

(35)

Gambar 2.7 Grafik hubungan Koefisien daya dan tip speed ratio maksimal beberapa jenis kincir.

Sumber : http://mcensustainableenergy.pbworks.com diakses 16 mei.

Secara teori daya kincir yang dihasilkan oleh gerak melingkar pada poros kincir angin dapat dirumuskan :

Pk= T ω (6)

yang dalam hal ini :

Pk : daya yang dihasilkan kincir angin, watt

T : torsi, Nm

ω : kecepatan sudut, rad/s

Kecepatan sudut adalah adalah radian per detik (rad/det), satuan lain yang digunakan adalah putaran per menit (rpm). Konvesi satuan yang menghubungkan (rpm) dan (rad/s) adalah 1 rpm = 2 /60 rad/det, maka persamaan (6) dapat di konfersi menjadi :

(36)

yang dalam hal ini : : putaran poros, rpm

2.3.4 Torsi Kincir Angin

Gaya yang bekerja pada poros baik itu pada jenis kincir angin poros horizontal maupun kincir angin poros vertikal, ditimbulkan karna adanya gaya dorong pada sudu-sudu kincir dikurangi dengan gaya-gaya hambat (arah putaran yang berlawanan). Gaya dorong pada sudu ini memiliki lengan atau jarak terhadap smbu putaran (poros). Hasil kali kedua gaya ini disebut dengan torsi (τ). Secara teori dapat dirumuskan :

T = F l (8)

yang dalam hal ini :

T : torsi akibat putaran poros, Nm

l : panjang lengan torsi ke poros, m

F : gaya yang di berikan pada kincir, N

2.3.5 Tip Speed Ratio (tsr)

Tip speed ratio adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir

angin yang berputar dengan kecepatan angin yang melewatinya, tsr dapat dirumuskan :

TSR =

(9)

(37)

n : putaran poros, rpm

v : kecepatan angin, m/s

2.3.6 Koefisien Daya

Koefisien daya atau power coeffisient (Cp) adalah bilangan daya tak berdimensi yang menunjukan perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir dengan daya yang dihasilkan angin sesuai teori yang sudah ada, maka dapat dirumuskan :

Cp =

(10)

yang dalam hal ini :

Pout : daya yang dihasilkan kincir, watt

Pin : daya yang dihasilkan angin, watt

2.4Tinjauan Pustaka

(38)

penelitian terhadap kincir angin. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji unjuk kerja kincir angin yang diteliti seperti besar torsi, perbandingan daya, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio. Kincir angin propeller berbahan komposit tiga sudu diameter 1m, lebarmasksimal sudu 13 cm dengan jarak 12.5 cm dari pusat poros. Terdapat tiga variasi perlakuan kecepatan angin:kecepatan angin 10,3 m/s, 8,3 m/s dan 6,4 m/s. Karakteristik kincir angin maka poros kincir dihubungkan ke mekanisme pemebebanan lampu. Besarnya torsi diperoleh dari mekanisme timbangan digital, putaran kincir angin diukur mengunakan tachometer, kecepatan angin diukur menggunakan anemometer dan ketersediaan angin dengan menggunakan wind tunnel 15 Hp. Dari hasil penelitianini, kincir angin dengan kecepatan angin 10,3 m/s menghasilkan koefisien daya mekanis maksimal sebesar 14,1% pada tip speed ratio 4,35,daya outputsebesar71,1 watt dan torsi sebesar 0,79 N.m. Kincir angin dengan kecepatan angin 8,3 m/s menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 23,4% pada tip speed ratio 4,28, daya output sebesar 62,1watt dan torsi sebesar 0,87 N.m.Kincir angin dengan kecepatan angin 6,4 m/s menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 36,9% pada tip speed ratio 4,43, daya output sebesar 45,1 watt dan torsi sebesar 0,79 N.m pada kecepatan angin 6,4 m/s. Kincir angin dengan kecepatan angin 6,4 m/s memiliki nilai koefisien daya maksimal dan tip speed ratio paling tinggi.

2.5Komposit

(39)

yang berbeda dari bahan material pembentuknya. Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu :

a. Filler (pengisi)

Filler mempunyai fungsi sebagai pengisi, filler digunakan untuk menahan

gaya yang bekerja pada komposit dan juga berfungsi untuk menentukan karakteristik dari komposit seperti kekakuan, kekuatan, serta sifat mekanik lainnya.

b. Matrik

Matrik berfungsi untuk melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi.

oleh karena itu untuk bahan filler sebaiknya menggunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan untuk bahan matrik sebaiknya menggunakan bahan-bahan yang liat dan tahan terhadap perlakuan kimia.

2.5.1 Klasifikasi Bahan Komposit

Klasifikasi komposit berdasarkan penguat yang digunakannya :

a. Fibrous Composites (Komposit Serat)

(40)

b. Laminated Composites (Komposit Laminat)

Komposit ini merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisannya memiliki karakteristiknya sendiri.

c. Particulate Composite (Komposit Partikel)

Komposit ini merupakan komposit yang menggunakan partikel atau serbuk sebagai bahan penguatnya dan terdistribusikan secara merata dalam matriknya.

Gambar 2.8 Klasifikasi komposit berdasarkan penguatnya.

Berdasarkan matriks yang digunakan, komposit dibagi menjadi 3 jenis, yaitu :

a. Polymer Matrik Composites (komposit matrik polimer)

(41)

b. Metal Matrik Composites (Komposit Matrik Logam)

Komposit jenis ini adalah jenis komposit yang menggunakan suatu logam seperti alumunium sebagai matriknya. Kelebihan dari jenis komposit model ini adalah tahan terhadap temperature tinggi, memiliki kekuatan tekan dan geser yang baik, dan tidak menyerap kelembaban udara.

c. Ceramic Matrik Composites (Komposit Matriks keramik)

Komposit jenis ini merupakan komposit yang menggunakan bahan keramik sebagai bahan matriknya. Kelebihan dari jenis ini adalah memiliki kekuatan dan ketangguhan yang baik, tahan terhadap korosi serta tahan terhadap temperature yang tinggi.

Gambar 2.9 klasifikasi komposit berdasarkan matriknya.

2.5.2 Tipe Komposit Serat

Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu :

1. Continuous Fibre Composite

(42)

2. Woven Fibre Composite (bi-directional)

Komposit ini tidak mudah dipengaruhi pemisahan antar lapisan karena susunan seratnya mengikat antar lapisan. Susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan melemah.

3. Discontinous Fibre Composite

Discontinous Fibre Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek,

tipe ini dibedakan lagi menjadi 3, yaitu :

a. Aligned discontinous fibre

b. Off-axis aligned discontinous fibre

c. Randomly oriented dicontinous fibre

a) aligned b) off-axis c) randomly Gambar 2.10 Tipe discontinous fibre.

4. Hybrid Fibre Composite

Hybrid Fibre Composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat

lurus dengan serat acak. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

(43)

Randomly Oriented Discontinous Fibre Hybrid Fibre Composite

Gambar 2.11 Tipe Komposit Serat (Gibson, 1994).

2.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Komposit 1. Faktor Serat

Serat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, juga diharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2. Letak Serat

a. One dimensional reinforcement, mempunyai kekuatan pada arah axis serat.

b. Two dimensional reinforcement (planer), mempunyai kekuatan pada arah

atau pada masing-masing arah orientasi serat.

c. Three dimensional reinforcement, mempunyai sifat isotropic yang

(44)

3. Panjang Serat

Panjang serat dalam pembuatan komposit serat pada matrik sangat berpengaruh terhadap kekuatan. Ada dua pengunaan serat dalam campuran komposit, yaitu serat pendek dan serat panjang. Serat panjang lebih kuat dibandingkan serat pendek. Serat alami dibandingkan serat sintetis mempunyai panjang dan diameter yang tidak seragam pada setiap jenisnya. Oleh karena itu panjang dan diameter sangat bepengaruh pada kekuatan maupun modulus komposit. Ditinjau dari teorinya, serat panjang dapat mengalirkan beban maupun tegangan dari titik tegangan ke arah serat yang lain. Pada struktur continous fiber yang ideal, serat akan bebas tegangan atau mempunyai tegangan yang sama. Selama fabrikasi, beberapa serat akan menerima tegangan yang tinggi dan yang lain mungkin tidak terkena tegangan sehingga keadaan di atas tidak dapat tercapai.

4. Bentuk Serat

Bentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya. Pada umumnya, semakin kecil diameter serat akan menghasilkan kekuatan komposit yang lebih tinggi. Selain bentuknya kandungan seratnya juga mempengaruhi.

5. Faktor Matrik

(45)

sehingga matrik dan serat saling berhubungan. Pembuatan komposit serat membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara serat dan matrik. Selain itu matrik juga harus mempunyai kecocokan secara kimia agar reaksi yang tidak diinginkan tidak terjadi pada permukaan kontak antara keduanya. Untuk memilih matrik harus diperhatikan sifat-sifatnya antara lain seperti tahan terhadap panas, tahan terhadap cuaca yang buruk dan tahan terhadap goncangan yang biasanya menjadi pertimbangan dalam pemilihan material matrik. Bahan yang sering digunakan sebagai material matrik dalam komposit ada dua macam, yaitu thermoplastik dan termoset.

Macam-macam jenis dari thermoplstik dan termoset yaitu :

(46)

6. Katalis

Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan (curring) pada bahan matriks suatu komposit. Penggunaan katalis yang berlebihan akan semakin mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akan menyebabkan bahan komposit yang dihasilkan semakin getas.

Gambar 2.12 Grafik hubungan tegangan dan regangan antara komposit, matriks, dan serat.

2.5.4 Kelebihan Komposit

Kelebihan-kelebihan menggunakan bahan komposit yaitu :

1. Komposit dapat dirancang dengan kekakuan dan kekuatan yang tinggi sehingga bahan ini memberi kekakuan dan kekuatan spesifik tinggi yang dapat melebihi kemampuan baja atau alumunium,

2. Komposit dapat terhindar dari korosi,

3. Komposit memiliki mampu redam yang baik,

(47)

2.5.5 Kekurangan Komposit

Disamping dari kelebihan yang dipunyai oleh komposit, komposit ini juga mempunya beberapa kekuranngan yaitu :

1. Komposit bersifat anisotropik yang memiliki sifat berbeda antara satu lokasi / orientasi dengan lokasi / orientasi lainnya,

2. Komposit tidak aman terhadap serangan zat-zat tertentu, 3. Komposit relatif mahal,

4. Komposit memerlukan pembuatan yang relatif lama. (Viktor Malau, 2010) Komposit dari bahan serat (fibrous composite) terus diteliti dan dikembangkan guna menjadi bahan alternatif pengganti bahan logam, hal ini disebabkan sifat dari komposit serat yang kuat dan mempunyai berat yang lebih ringa dibandingkan logam. (Hendriwan Fahmi, et all., 2011)

2.6Serat

Serat adalah suatu jenis bahan yang berupa potongan-potongan komponen yang berbentuk seperti jaringan yang memanjang yang utuh. Serat ini dibagi menjadi dua kategori, yakni serat alam dan serat buatan. Serat alam menurut

Jumaeri (1997:5) yaitu “Serat yang langsung diproleh dialam”. Sedangkan serat

buatan menurut Jumaeri, (1979:35), yaitu “Serat yang molekulnya disusun secara

sengaja oleh manusia. Sifat-sifat umum dari serat buatan, yakni kuat dan tahan

(48)

Gambar 2.13 Jenis-jenis serat buatan.

Sumber: http://teknologitekstil.com/wp-content/uploads/2015/09/Macam-macam-Serat-Sintetis.bmp. diakses juni 2016.

2.6.1 Serat Alami

Serat alami meliputi serat yang diproduksi oleh tumbuh-tumbuhan, hewan, dan proses giologis. Serat jenis ini memiliki sifat yang dapat lapuk atau dapat mengalami pelapukan. Serat alami dapat digolongkan kedalam :

1. Serat tumbuhan / serat pangan, biasanya tersusun atas selulosa, hemiselulosa dan kadang-kadang mengandung pula lignin. Contoh dari serat jenis ini yaitu, katun dan kain ramie. Saat tumbuhan digunakan sebagai bahan pembuat kertas dan tekstil serta serat tumbuhan itu juga penting bagi nutrisi bagi manusia.

(49)

3. Serat hewan, umumnya serat ini tersusun atas protein tertentu. Contoh serat hewan yang di pergunakan oleh manusia adalah serat ulat (sutra) dan bulu domba (woll).

4. Serat mineral, pada umumnya serat ini dibuat dari asbetos. Saat ini asbestos adalah satu-satunya mineral yang secara alami terdapat dalam bentuk serat yang panjang.

Gambar 2.14 Jenis-jenis serat alami.

Sumber: http://teknologitekstil.com/wp-content/uploads/2015/09/Macam-macam-Serat-Alam.bmp. Diakses Juni 2016.

2.6.2 Serat Buatan

Serat buatan atau serat sintesis umumnya berasal dari bahan petrokimia. Namun, ada pula serat sintetis yang dibuat dari selulosa alami seperti rayon. Serat sintetis dapat diproduksi secara murah dalam jumlah yang besar. Serat buatan terbentuk dari polimer-polimer yang berasal dari alam maupun polimer-polimer buatan yang dibuat dengan cara kepolimeran senyawa-senyawa kimia. Semua proses pembuatan serat dilakukan dengan menyemprotkan polimer yang berbentuk cairan melalui lubang-lubang kecil (spinneret).

(50)

1. Sangat kuat dan tahan gesekan,

2. Dalam keadaan kering atau basah kekuatannya tetap sama kecuali asetat, 3. Sulit mengisap air karena memberi rasa lembab,

4. Tahan alkali, tahan ngengat, jamur, serangga, dan lain-lain, 5. Peka terhadap panas.

Gambar 2.15 Jenis-jenis serat buatan.

Sumber:http://teknologitekstil.com/wp-content/uploads/2015/09/Macam-macam-Serat-Sintetis.bmp. diakses mei 2016.

2.6.3 Serat Kaca

(51)

baku penguat, pada umumnya dipakai gelas-non alkali (gelas jenis E). Serat gelas ini memiliki kekuatan tarik yang tinggi, kira-kira 1000 kali lebih kuat dari kawat baja (90 kgf/mm2). Selanjutnya massa jenisnya kira-kira 2,5 lebih rendah dibandingkan dengan baja 7,9 sedangkan modulus elastikya agak rendah.

Serat gelas terbagi menjadi 3 jenis yaitu serat E-glass, serat C-glass dan serat S- glass. Sifat - sifat serat gelas dapat dilihat pada tabel 2.2 sedangkan table 2.3 berisi karakteristik mekanik komposit dari beberapa serat glass.

Tabel 2.2 Sifat-sifat serat.

sumber : Istanto (2006) dalam Daniel Andri Purwanto, dkk, 2009 Tabel 2.3 karakteristik serat E-glass.

sumber : Istanto (2006) dalam Daniel Andri Purwanto, dkk, 2009.

2.7Polimer

(52)

jenis-jenis polimer berdasarkan ketahanan terhadap perlakuan panas antara lain sebagai berikut :

a. Pelimer Thermosplastic

Polimer thermoplastic adalah polimer yang dapat digunakan berulang kali dengan menggunakan bantuan panas, karena polimer jenis ini tidak tahan terhadap perlakuan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic akan meleleh pada suhu panas tertentu dan mengeras seiring perubahan suhu serta mempunyai sifat dapat kembali ke sifat aslinya yaitu kembali mengeras apabila didinginkan. Contoh polimer thermoplastic sebagai berikut :

1. Poliestilena(PE) antara lain botol plastic, mainan, ember, drum, pipa saluran, kantong plastic dan jas hujan

2. Polivinilklorida (PVC) antara lain pipa air, pipa kabel listrik, kulit sintetis, ubin plastic, dan botol detergen

3. Polipropena (PP) antar lain karung, tali, bak air, kursi plastic dan pembungkus tekstil

4. Polistirena antar lain penggaris dan gantungan baju (hanger). b. Polimer thermosetting

(53)

thermoset sering digunakan sebagai penutup ketel. Contoh dari termoset yaitu fitting lampu listrik, steker listrik, dan asbak.

2.7.1 Resin Polyester

Resin Polyester merupakan jenis resin termoset atau lebih populernya sering disebut polyester. Resin ini berupa cairan dengan viskositas yang relatif rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset lainnya. (Hendriwan Fahmi, et all., 2011).

Resin polyester terbagi menjadi beberapa jenis antara lain : 1. Polyester (Orthophtalic)

Merupakan salah satu tipe resin yang memiliki daya tahan yang baik terhadap proses korosi air laut dan reaksi kimia.

2. Polyester (Isophtalic)

Sifat resin ini memiliki daya tahan yang baik terhadap panas dan larutan asam, memiliki kekerasan yang lebih tinggi, serta kemampuan menahan resapan air (abesion) yang lebih baik bila dibandingkan dengan resin tipe Orthophtalic.

2.7.2 Kelebihan dan Kekurangan Resin

(54)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Diagram Alir Penelitian

Langkah kerja dalam penelitian ini meliputi perencanaan kincir hingga analisis data. Langkah kerja dalam penelitian ini dalam bentuk gambar diagram alir seperti yang ditunjukan dalam gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir yang menggambarkan langkah-langkah penelitian. Perancangan kincir angin propeler 3 sudu dengan variasi sirip

Mulai

Pembuatan kincir angin sumbu horisontal 3 sudu berbahan komposit dengan diameter sebesar 100 cm, lebar maksimum sudu

12 cm pada jarak 12,5 cm dari pusat poros dengan variasi sirip lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm.

Pengambilan data, untuk mengetahui kecepatan putaran kincir, kecepatan angin, dan data pembebanan dengan lampu pada kincir

Pengolahan data untuk mencari Cp mekanis dan Cp listrik pada TSR optimal, daya output mekanis dan daya output listrik pada torsi

dan putaran poros

Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan

(55)

Ada tiga jenis perlakuan metode yang dilakukan untuk penelitian ini, yaitu : 1. Penelitan kepustakaan (Library Research)

Penelitian kepustakaan ini dilakukan dengan membaca literatur-literatur yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir ini serta dapat dipertanggung jawabkan kebenarannya.

2. Pembuatan Alat

Pembuatan alat untuk menguji kincir angin tipe propeler dilakukan di Laboratorium Konversi Energi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Kincir yang sudah dipasang pada wind tunnel dan motor listrik sebagai sumber tenaga untuk memutar fan blower yang menghasilkan tenaga angin untuk memutar kincir.

3. Pengamatan Secara Langsung (Observasi)

Metode observasi ini dilakukan dengan mengamati secara langsung terhadap objek yang diteliti yaitu kincir angin jenis propeler pada wind tunnel.

3.2Alat Penelitian

Model kincir angin ini mempunyai tipe propeler dengan menggunakan bahan komposit, kincir angin ini dibuat dengan diameter 100 cm.

1. Sudu Kincir Angin

(56)

Gambar 3.2 Blade / Sudu 2. Sirip pada kincir angin

Sirip dibuat dengan 2 variasi lebar yang berbeda dan panjang yang sama. Sirip dibuat dengan panjang 10 cm dan lebar 5 cm dan 7 cm dan memiliki tebal yang sama yaitu 1 mm. Penelitain yang dilakukan menggunakan variasi dari lebar sirip yang bertujuan untuk mengetahui apa perbedaan dari kedua variasi tersebut. Bentuk sirip dapat dlihat pada gambar 3.3.

Gambar 3.3 Sirip 3. Hup

(57)

antara sudu dengan dudukan dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang diperlukan, dudukan sudu dapat dilihat pada gambar 3.4.

Gambar 3.4 Hup turbin angin 4. Fan Blower

Fan blower berfungsi untuk menghisap udara yang akan disalurkan untuk memutar kincir angin, fan blower ini memiliki daya penggerak motor sebesar 15 hp. Gambar 3.5 akan menunjukan bentuk dari fan blower.

Gambar 3.5 Fan Blower 5. Anemometer

(58)

komponen utama, yaitu sensor elektrik yang diletakkan pada arah datangnya angin dari fan blower menuju kincir angin dan modul degital yang berfungsi untuk menerjemahkan data dari sensor dan kemudian ditampilkan pada layar digital. Gambar 3.6 akan menunjukan bentuk dari anemometer.

Gambar 3.6 Anemometer

6. Tachometer

Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putaran

poros kincir yang dinyatakan dalam satuan rpm (revolution per minute). Jenis dari tachometer yang digunakan adalah jenis tachometer digital light, cara kerjanya cukup sederhana meliputi 3 bagian, yaitu : sensor, pengolah data dan penampil. Gambar 3.7 akan menunjukan bentuk dari tachometer.

(59)

7. Neraca Pegas

Neraca pegas ini berfungsi untuk mengetahui beban yang diterima dari generator pada saat kincir angin berputar. Timbangan digital ini diletakkan pada bagian lengan generator. Gambar 3.8 akan menunjukan bentuk dari Timbangan digital yang digunakan pada saat penelitian.

Gambar 3.8 Neraca pegas 8. Voltmeter

Voltmeter berfungsi untuk mengukur besaran tegangan atau beda potensial listrik yang dihasilkan kincir angin oleh setiap variasinya. Gambar 3.9 akan menunjukan bentuk dari Voltmeter.

(60)

9. Ampermeter

Ampermeter berfungsi untuk mengukur besarnya kuat arus atau tegangan yang dihasilkan kincir angin oleh setiap variasinya. Gambar 3.10 akan menunjukan bentuk dari Ampermeter.

Gambar 3.10 Ampermeter

10.Lampu Pembebanan

(61)

Gambar 3.11 Pembebanan lampu

3.3Desain Kincir

Desain sudu kincir angin yang dibuat memiliki ukuran panjang yang bisa dilihat pada gambar 3.12 dan gambar 3.13, 3.14 adalah gambar sudu yang menggunakan vaiasi sirip.

(62)

Gambar 3.13 Desain sudu kincir angin dengan tambahan variasi sirip lebar 5 cm

Gambar 3.14 Desain sudu kincir angin dengan tambahan variasi sirip lebar 7 cm

3.3.1 Desain Sirip

Desain sirip pada kincir angin yang dibuat memiliki ukuran yang bisa dilihat pada gambar 3.15.

(63)

3.4Pembuatan Sudu Kincir Angin Serta Sirip 3.4.1 Alat dan Bahan

Pembuatan sudu kincir angin serta pembuatan sirip merupakan proses yang dilakukan secara bertahap serta membutuhkan alat dan bahan. Alat dan bahan bisa ditunjukakan pada tabel 3.1

Tabel 3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Sudu dan Sirip

3.4.2 Proses Pembuatan Sudu Kincir Angin

Dalam proses pembuatan sudu dan sirip dilakukan dengan beberapa tahapan. Tahapan-tahapan yang dilakukan seperti berikut :

A. Pembuatan cetakan pipa

1. Memotong pipa 8 inchi dangan panjang 50 cm.

Pipa 8 inchi berfungsi sebagai cetakan awal dari proses pembuatan sudu kincir angin yang dibuat dengan bahan komposit. Pemotongan pipa dilakukan dengan alat gerinda dengan panjang pipa yang ingin dibuat yaitu 50 cm.

ALAT BAHAN

Mesin Bor Pipa 8 inchi

Gerinda Hardener

Amplas Resin

Timbangan Digital Serat Glass Kertas Karton Alumunium Foil

Kuas Cat Semprot

Skrap Dempul

(64)

Setelah pipa dipotong, lalu pipa yang sudah memiliki panjang 50 cm itu di potong menjadi 2 bagian. Hal ini bertujuan untuk mempermudah pipa untuk di cetak dengan menggunakan kertas karton agar bentuk sudu dapat terlihat. Disini pipa yang digunakan adalah pipa Wavin D 8 inchi. Proses pemotongan pipa dapat dilihat pada gambar 3.16.

2. Membentuk Mal / Cetakan Kertas

Mal / cetakan dibuat menggunakan kertas karton yang sedikit tebal. kertas dibuat untuk mempermudah dalam pembentukan pipa menjadi sebuah sudu. Cetakan ditempelkan pada pipa yang sudah dipotong sesuai ukuran kemudian ditandai sesuai alur cetakan yang sudah dibuat dengan menggunakan spidol. Mal / cetakan kertas dapat dilihat pada gambar 3.17.

Gambar 3.16 Proses pemotongan pipa

(65)

3. Membentuk pipa dengan mal / cetakan kertas

Pipa yang telah di tandai oleh kertas menggunakan spidol, kemudian dipotong menggunakan gergaji agar potongan yang dihasilkan sesuai mal, pemotongan dilakukan mengikuti alur yang sudah dibuat. Proses pembentukan pipa dapat dilihat pada gambar 3.18.

4. Menghaluskan pipa

Setelah pipa yang terbentuk sesuai dengan bentuk mal kertas, lalu pipa yang sudah terbentuk dihaluskan menggunakan gerida agar semua sisi pada pipa dapat halus. Hal ini bertujuan agar untuk mencapai ukuran yang presisi dan estetika dari pipa dapat terlihat. Pipa yang sudah terbentuk dapat dilihat pada gambar 3.19.

Gambar 3.18 Pembentukan sudu dengan mal kertas

(66)

B. Pembuatan sudu / blade 1. Pelapisan cetakan pipa

Setelah proses pembuatan cetakan sudu dari pipa sudah selesai, kemudian dilanjutkan pada tahap selanjutnya yaitu pembuatan sudu / blade. Sebelum proses dilanjutkan pada tahap pengolesan resin dan hardener dimulai pada bagian permukaan cetakan sudu, cetakan sudu sebaiknya dilapisi dengan alumunium foil. Pelapisan cetakan sudu dengan alumunium foil bertujuan agar cetakan tidak menempel dengan sudu yang sudah dibuat dan cetakan tidak meleleh terkena percampuran antara resin dan hardener. Pelapisan cetakan dengan alumunium foil dapat dilihat pada gambar 3.20.

2. Percampuran Resin dan katalis

Proses pembuatan matriks komposit, dengan mencampurkan resin dan katalis. Resin yang digunakan adalah jenis resin polyester. Perbandingan yang digunakan adalah 95% untuk resin dan 5% katalis Pencampuran kedua bahan tersebuat dapat dilihat pada gambar 3.21.

(67)

Gambar 3.21 Resin dan Katalis. 3. Pembuatan sudu / blade

Dalam pembuatan sudu berbahan komposit meggunakan bahan yang terdiri dari Resin, Hardener dan Serat Glass. Proses dalam pembuatan sudu / blade dilakukan dengan cepat. Proses dilakukan dengan cepat dikarenakan disini serat glass terdiri dari empat lapisan sehingga pelapisan dilakukan dengan cepat agar serat yang sudah terlapisi oleh resin dan hardener tidak terlalu kering, sehingga menghasilkan komposisi yang baik. Diantara lapisan kedua dan ketiga disini saya meletakkan sebuah plat alumuniuam berukuran 2 cm x 10 cm. Pemberian plat alumunium disini bertujuan untuk menambahkan kekuatan atau ketahanan pada pangkal sudu terhadap gaya tekan yang diberikan pada saat pemasangan sudu ke hap yang diberikan oleh baut.

Langkah-langkah pembuatan sudu sebagai berikut :

(68)

b. Langkah kedua yang dilakukan adalah menempelkan serat glass pada cetakan. Kemudian serat glass diratakan dengan campuran resin dan hardener yang sudah dioleskan pada proses pertama tadi. Perataan ini dilakukan agar tidak udara yang masuk sehingga tidak ada celah udara didalam serat. Proses ini dapat dilihat pada gambar 3.23.

c. Lalu proses yang ketiga adalah proses pengolesan kembali campuran resin dan hardener pada lapisan serat yang pertama.

d. Proses selanjutnya adalah menempelkan kembali serat glass kedua dan tidak lupa untuk meratakannya kembali menggunakan skrap sehingga perataan dapat merata dengan baik.

e. Proses ini hampir sama dengan proses yang ketiga tadi yaitu mengoleskan campuran resin dan hardener pada lapisan serat kedua.

f. Proses keenam ini adaalah proses penempelan plat alumunium diantara lapisan kedua dan ketiga serat glass. Proses ini dapat dilihat pada gambar 3.24.

g. Lalu proses selanjutnya adalah penempelan kembali serat ketiga dan diratakan kembali.

h. Setelah menempelkan serat ketiga lalu proses pengolesan kembali seperti pada proses-proses sebelumnya.

(69)

j. Lalu proses ini adalah proses dimana campuran resin dan hardener di oleskan dan diratankan diatas permukaan serat keempat tadi.

4. Pengeringan sudu / blade

Setelah proses pembuatan sudu / blade diatas selesai lalu dilakukan proses penggeringan. Pengeringan sudu / blade ini dilakukan dengan cara penjemuran dibawah sinar matahari selama kurang lebih 1-2 hari hingga sudu / blade kering maksimal.

Gambar 3.22 Pengolesan awal diatas permukaan alumunium foil.

Gambar 3.23 Proses pelapisan dan perataan serat glass.

(70)

5. Proses finishing sudu / blade

Proses ini meliputi beberapa proses yaitu, proses pemotongan dengan menggunakan gerinda sehingga bentuk dari sudu bisa terlihat rapih lalu proses penghalusan disini proses penghalusan dilakukan karena pada sudu / blade yang sudah dibuat terdapat bagian-bagian yang tidak rata dan tidak halus sehingga proses penghalusan ini sangat penting untuk menunjang penampian sudu, lalu yang terakhir adalah proses pengurangan berat sudu. Proses pengurangan berat sudu ini sangat penting untuk menyamakan berat sudu yang sudah dibuat agar sudu bisa berputar dengan baik dan tidak terjadi getar yang berlebih karena bila ada sudu yang beratnya berbeda akan terjadi getar pada saat sudu sudah berputar. Disini saya membuat sudu dengan bobot 210 gram. Penimbangan berat sudu dilakukan dengan menggunakan timbangan duduk digital. Gambar 3.25 akan memperlihatkan bentuk dari sudu yang sudah selesai.

.

Gambar 3.25 Finishing sudu. 6. Pembuatan lubang baut

(71)

meggunakan mesin bor. Lubang yang dibuat memiliki ukuran diameter 8 cm. Dan lubang untuk sirip memiliki ukuran diameter 4 mm.

3.4.3 Proses Pembuatan Sirip Kincir Angin

Pembauatan sirip disini cukup sedikit proses hanya ada beberapa langkah saja dalam pembuatannya. Disini sirip dibuat dua variasi lebar dengan panjang sirip yang sama. Variasi lebar yang pertama adalah 5 cm, dan variasi sirip yang kedua adalah 7 cm dengan panjang 10 cm.. Sirip dibuat dengan menggunakan bahan plat besi dengan ketebalan 2 mm.

Ada beberapa proses yang dilakukan dalam pembuatan sirip, yaitu :

1. Proses awal yang dilakukan adalah memberi ukuran dan membentuk bentuk sirip pada plat yang akan digunakan sebagai sirip dengan menggunakan spidol. Pada proses ini pembentukan bagian bawah pada plat harus sesuai dengn bentuk kincir yang akan ditempati sirip tersebut.

2. Setelah proses awal selesai lalu lanjut pada proses pemotongan plat menggunakan cutting plat, karna bila menggunakan gergaji besi akan memakan waktu yang lama.

3. Setelah bentuk mulai terlihat lalu diselesaikan menggunakan gerinda agar penampilan pada sirip terlihat bagus.

(72)

3.5Langkah Penelitian

Langkah-langkah penelitian dalam pengujian kincir angin ini, antara lain sebagai berikut :

1. Memasang sirip pada sudu kincir angin yang berukuran 5 cm atau 7 cm pada sudu / blade.

2. Memasang sudu kincir angin yang akan diuji pada dudukan sudu.

3. Memasang neraca pegas pada besi yang sudah tersambung dengan generator. Kemudian neraca pegas dikaitkan pada rumah kincir menggunakan kawat. 4. Merangkai rangkain listrik yang akan digunakan pada pengujian ini dengan

menghubungkan lampu pembebanan dan sumber tegangan (output generator) secara seri. Kemudian menghubungkan antara voltmeter dengan sumber tegangan secara pararel dan ampermeter dengan pembebanan secara seri.

Gambar 3.26 Skema pembebanan.

(73)

6. Menempatkan anemometer pada tiang penyangga didepan rumah kincir dan diletakkan dipinggir rotor. Hal ini dilakukan untuk mengetahui kecepatan angin saat melakukan pengambilan data.

7. Setelah alat uji terpasang dan sudu kincir angin terpasang pada dudukan sudu maka pengujian siap dilakukan.

8. Untuk pengambilan data kecepatan putar poros alat yang digunakan adalah tachometer dengan cara meletakkan tachometer tegak lurus dengan generator yang telah ditempel lakban hitam agar tachometer dapat membaca kecepatan putaran poros.

9. Untuk pengambilan data kecepatan angin dapat diambil dari hasil yang sudah tertera pada layar anemometer.

(74)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1Data Hasil Penelitian

(75)

Tabel 4.1 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 5 cm.

Beban

(76)

Tabel 4.2 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 7 cm.

Beban

(77)

Tabel 4.3 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 5 cm.

Beban

(78)

Tabel 4.4 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 7 cm.

Beban

(79)

Tabel 4.5 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 5 cm.

Beban

(80)

Tabel 4.6 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s dengan Variasi Lebar Sirip 7 cm.

(81)

4.2Pengolahan Data

Pengolahan data meliputi perhitungan daya yang dihasilkan oleh angin, daya mekanis yang dihasilkan kincir, daya listrik yang dihasilkan generator, torsi yang bekerja, tip speed ratio dan Cp untuk menentukan unjuk kerja kincir angin sumbu horizontal 3 sudu berbahan komposit. Sebagai contoh perhitungan, diambil data dari beban 1 pada kecepatan angin rata-rata 6,2 m/s dengan variasi sirip 5 cm. Data tersebut meliputi kecepatan angin rata-rata, kecepatan putar poros, massa yang bekerja, serta tegangan dan arus yang dihasilkan generator.

Untuk mengetahui daya yang dihasilkan oleh angin dapat dicari dengan persamaan (4) pada sub Bab 2.3.1, yaitu :

Pa= 1/2 ρ A v3 yang dalam hal ini :

ρ : massa jenis udara, kg/m3

A : daerah sapuan angin, m2

v : kecepatan angin, m/s

maka dengan diketahui densitas udara sebesar 1,18 kg/m3, diameter kincir angin 100 cm, dan kecepatan angin rata-rata sebesar 6,2 m/s diperoleh daya yang dihasikan oleh angin sebesar :

Pa= 1/2 ρ . A . v3

Pa= 1/2 ρ . .v3

(82)

Untuk menggetahui torsi yang bekerja dapat dicari dengan persamaan (8) pada sub Bab 2.3.4, yaitu :

T = F l

yang dalam hal ini :

T : torsi akibat putaran poros, Nm

l : panjang lengan torsi ke poros, m

F : gaya yang di berikan pada kincir, N

maka dengan massa yang bekerja sebesar 0,15 kg (150 gram) dan panjang lengan ayun yang tegak lurus dengan pusat poros 27,5 cm, diperoleh torsi :

T = F

Dari nilai torsi tersebut, dapat diketahui daya mekanis yang dihasilkan oleh kincir angin dengan persamaan (7) pada sub Bab 2.3.3, yaitu :

yang dalam hal ini :

Pk : daya yang dihasilkan kincir angin, watt

T : torsi, Nm

ω : kecepatan sudut, rad/s : putaran poros, rpm

(83)

Untuk mengetahui daya listrik yang dihasilkan generator dapat dicari dengan persamaan (5) pada sub Bab 2.3.2, yaitu :

PL = V . I

yang dalam hal ini : PL : daya listrik, watt

V : tegangan, volt

I : arus yang menggalir pada beban, Ampere

maka dengan tegangan yang dihasilkan generator sebesar 51,8 volt dan arus yang mengalir pada beban sebesar 0,15 A diperoleh daya listrik sebesar :

Untuk mengetahui koefisien daya dari perbandingan daya mekanis yang dihasilkan kincir dengan daya yang dihasilkan oleh angin dapat dicari menggunakan persamaan (10) pada sub Bab 2.3.6, yaitu :

yang dalam hal ini :

(84)

Pin : daya yang dihasilkan angin, watt

maka dengan diketahui daya mekanis yang dihasilkan kincir sebesar 32,291 watt dan daya yang dihasilkan angin sebesar 112,116 watt diperoleh koefisien daya

Untuk mengetahui koefisien daya dari perbandingan daya listrik yang dihasilkan generator dengan daya yang dihasilkan oleh angin dapat dicari dengan persamaan (10) pada sub Bab 2.3.6, yaitu :

yang dalam hal ini :

Pout : listrik yang dihasilkan generator, watt

Pin : daya yang dihasilkan angin, watt

(85)

Untuk mengetahui besarnya perbandingan kecepatan di ujung sudu dengan kecepatan angin atau tip speed ratio dapat dicari menggunakan persamaan (9) pada sub Bab 2.3.5, yaitu :

yang dalam hal ini : r : jari-jari kincir, m

n : putaran poros, rpm

v : kecepatan angin, m/s

maka dengan kecepatan putar poros 762 rpm, kecepatan angin rata-rata 6,2 m/s, dan jari-jari kincir 50 cm diperoleh tip speed ratio sebesar :

(86)

pengolahan data pada variasi kecepatan angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm untuk semua beban ditunjukkan pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm.

Beban

(87)

7 cm yang ditunjukkan pada Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11, Tabel 4.12.

Tabel 4.8 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm.

(88)

Tabel 4.9 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 7,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm.

(89)

Tabel 4.10 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 7,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm.

(90)

Tabel 4.11 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 8,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm.

(91)

Tabel 4.12 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 8,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm.

Beban

(92)

putar poros dan torsi, grafik hubungan daya output dan kecepatan putar poros pada variasi kecepatan angin 6,2 m/s, grafik hubungan daya output dan kecepatan poros pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s, grafik hubungan daya output dan kecepatan putar poros pada variasi keceparan angin 8,2 m/s, grafik hubungan Cp (mekanis) dengan tsr, dan grafik hubungan Cp (listrik) dengan tsr. Semua grafik dibuat dengan membandingkan antara perbandingan variasi lebar sirip 5 cm dengan semua variasi angin dan lebar sirip 7 cm dengan semua variasi angin.

4.3.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putar Poros dan Torsi

Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data maka dibuat grafik hubungan kecepatan putar poros dan torsi untuk melihat hubungan dari kecepatan putar poros dengan torsi. Grafik dapat dilihat pada gambar 4.1.

(93)

poros. Hal tersebut disebabkan oleh penambahan beban lampu yang diterima kincir.

(a) variasi lebar sirip 5 cm

(b)variasi lebar sirip 7 cm

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar poros dan torsi untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7

(94)

4.3.2 Grafik Hubungan Cp (mekanis) dan TSR

(a) variasi sirip 5 cm

(b) variasi sirip 7 cm

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara Cp (mekanis) dengan tip speed ratio untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar

sirip 7 cm.

kecepatan 6,2 m/s kecepatan 7,2 m/s kecepatan 8,2 m/s

Cp= -4,503tsr2 + 33,21tsr - 29,93

(95)

Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data, maka dapat dibuat grafik hubungan dari koefisien daya dengan tip speed ratio untuk melihat unjuk kerja dari kincir angin sumbu horizontal 3 sudu berbahan komposit dengan penambahan variasi lebar sirip. Koefisean daya yang digunakan adalah perbandingan antara daya mekanis yang dihasilkan kincir dengan daya yang dihasilkan oleh angin. Grafik dapat dilihat pada gambar 4.2.

Pada grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio diatas, dapat dilihat bahwa koefisen daya pada variasi kecepatan angin rata-rata 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm adalah yang paling besar dan koefisien pada variasi kecepatan angin 8,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm adalah yang paling kecil diantara variasi lainnya. Dengan menggunakan persamaan yang tertera pada grafik, dapat diketahui koefisien daya maksimum pada tip speed ratio optimal pada kincir angin tersebut. Sebagai contoh, digunakan persamaan dari grafik pada variasi kecepatan angin rata-rata 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm.

Persamaan :

Digunakan penyelesaian secara matematis untuk menentukan Cp maksimum dan tip speed ratio optimal dari persamaan di atas.

Figur

Gambar 2.7 Grafik hubungan Koefisien daya dan tip speed ratio maksimal

Gambar 2.7

Grafik hubungan Koefisien daya dan tip speed ratio maksimal p.35
Gambar 2.8 Klasifikasi komposit berdasarkan penguatnya.

Gambar 2.8

Klasifikasi komposit berdasarkan penguatnya. p.40
Gambar 2.9 klasifikasi komposit berdasarkan matriknya.

Gambar 2.9

klasifikasi komposit berdasarkan matriknya. p.41
Gambar 2.10 Tipe  discontinous fibre.

Gambar 2.10

Tipe discontinous fibre. p.42
Gambar 2.11 Tipe Komposit Serat (Gibson, 1994).

Gambar 2.11

Tipe Komposit Serat (Gibson, 1994). p.43
Gambar 2.12 Grafik hubungan tegangan dan regangan

Gambar 2.12

Grafik hubungan tegangan dan regangan p.46
Gambar 2.13 Jenis-jenis serat buatan. Sumber: http://teknologitekstil.com/wp-content/uploads/2015/09/Macam-macam-

Gambar 2.13

Jenis-jenis serat buatan. Sumber: http://teknologitekstil.com/wp-content/uploads/2015/09/Macam-macam- p.48
Gambar 3.1 Diagram alir yang menggambarkan langkah-langkah penelitian.

Gambar 3.1

Diagram alir yang menggambarkan langkah-langkah penelitian. p.54
Gambar 3.21 Resin dan Katalis.

Gambar 3.21

Resin dan Katalis. p.67
Gambar 3.24 Peletakkan plat alumunium.

Gambar 3.24

Peletakkan plat alumunium. p.69
Gambar 3.25 Finishing sudu.

Gambar 3.25

Finishing sudu. p.70
Gambar 3.26 Skema pembebanan.

Gambar 3.26

Skema pembebanan. p.72
Tabel 4.1 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s

Tabel 4.1

Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s p.75
Tabel 4.2 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s

Tabel 4.2

Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 6,2 m/s p.76
Tabel 4.3 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s

Tabel 4.3

Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s p.77
Tabel 4.4 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s

Tabel 4.4

Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 7,2 m/s p.78
Tabel 4.5 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s

Tabel 4.5

Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s p.79
Tabel 4.6 Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s

Tabel 4.6

Data Pengujian Pada Variasi Kecepatan Angin Rata-rata 8,2 m/s p.80
Tabel 4.7 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan

Tabel 4.7

Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan p.86
Tabel 4.8 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan

Tabel 4.8

Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan p.87
Tabel 4.9 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 7,2 m/s dengan

Tabel 4.9

Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 7,2 m/s dengan p.88
Tabel 4.10 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 7,2 m/s dengan

Tabel 4.10

Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 7,2 m/s dengan p.89
Tabel 4.11 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 8,2 m/s dengan

Tabel 4.11

Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 8,2 m/s dengan p.90
Tabel 4.12 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 8,2 m/s dengan

Tabel 4.12

Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 8,2 m/s dengan p.91
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar poros dan torsi untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7

Gambar 4.1

Grafik hubungan antara kecepatan putar poros dan torsi untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 p.93
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara Cp (mekanis) dengan tip speed ratio untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 cm

Gambar 4.2

Grafik hubungan antara Cp (mekanis) dengan tip speed ratio untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 cm p.94
Grafik dapat dilihat pada gambar 4.2.

Grafik dapat

dilihat pada gambar 4.2. p.95
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara Cp (listrik) dengan tip speed ratioketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar  untuk sirip 7 cm

Gambar 4.3

Grafik hubungan antara Cp (listrik) dengan tip speed ratioketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar untuk sirip 7 cm p.98
gambar 4.4.

gambar 4.4.

p.102
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara daya output dengan torsi pada variasi  kecepatan angin 7,2 m/s, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 cm

Gambar 4.5

Grafik hubungan antara daya output dengan torsi pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 cm p.104

Referensi

Memperbarui...