MODIFIKASI RANGKA DAN SISTEM TRANSMISI KENDARAAN BERTENAGA ANGIN DENGAN TURBIN ANGIN SAVONIUS POSISI HORIZONTAL MENJADI VERTIKAL

MODIFIKASI RANGKA DAN SISTEM TRANSMISI

KENDARAAN BERTENAGA ANGIN DENGAN

TURBIN ANGIN SAVONIUS POSISI

HORIZONTAL MENJADI VERTIKAL

Structure and Transmission System Modification of Savonius Wind Turbine Powered Vehicle from Horizontal to Vertical Position

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Aeronautika

Di Jurusan Teknik Mesin

Oleh:

Satria Pesona M.Z NIM: 091221028

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

                 

MODIFIKASI RANGKA DAN SISTEM TRANSMISI

KENDARAAN BERTENAGA ANGIN DENGAN

TURBIN ANGIN SAVONIUS POSISI

HORIZONTAL MENJADI VERTIKAL

Penulis:

Satria Pesona Mohamad Zein NIM: 091221028 Penguji:

1. Ketua : Moh. Luthfi, Dipl.Ing., MT

2. Anggota : Tria Ma’riz Arief, SST., MT

3. Anggota : Sugianto, ST., M.Eng

Tugas Akhir ini telah disidangkan pada tanggal 12 Juli 2012 dan disahkan sesuai ketentuan.

Pembimbing I

Dr.Maria F. Soetanto, Dipl.Ing., MT NIP: 19610211 1992012001

Pembimbing II

Tria Ma’riz Arief, SST., MT NIP:1971011 42003121001 Ketua Jurusan,

Ir. Ali Mahmudi, M.Eng NIP:19580606 199003 1 001                  

BIODATA PENULIS

Nama : Satria Pesona Mohamad Zein

Tempat, tanggal lahir : Bandung, 11 November 1990

Agama : Islam

Hobi : Sepak bola, Futsal, Travelling, Nonton Movie

Alamat

: Jalan Bojong No. 64 RT 02 RW 08 Kecamatan Soreang, Kabupaten Bandung Kode Pos : 40911

E-mail : satriapesonamz@gmail.com

Riwayat Pendidikan

2009-2012 : Program Diploma III (D3) Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Aeronautika, Politeknik Negeri Bandung (POLBAN)

2006-2009 : SMK Angkasa 1 Margahayu 2003-2006 : SMPN 2 Soreang

1997-2003 : SDN 6 Soreang

1996-1997 : TK Yakpi Wasilatul Huda                  

THE PRECIOUS for Me

Seluruh keluh kesah bahagiaku telah diperoleh selama menuntut ilmu di

program studi aeronautika politeknik negeri bandung ini, Semuanya telah menjadi

bagian dalam kehidupanku selama 3 tahun ke belakang. Dari tidak mengetahui

sesuatu hal menjadi mengetahuinya dan memahaminya. Menemukan dan berinteraksi

dengan orang-orang baru yang hebat membuat aku mendapatkan

pengalaman-pengalaman yang sangat berharga. Ini akan menjadi sejarah yang akan terkenang

selalu dalam perjalanan hidupku. Dan Aku akan selalu bersyukur dengan semua

yang telah diraih.

Semoga segala ilmu, pengalaman yang didapatkan akan menjadi

bekal di masa depanku………..

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan”. (QS.Al-Insyirah:6)

Ya Allah izinkan aku untuk tertawa

Tetapi jangan biarkan aku lupa bahwa aku

Pernah menangis sebelum mendapatkannya…

“Science without religion is lame,

Religion without science is blind”.(Einstein)

“……Semua ini ku persembahkan untuk Mama dan Papa yang paling ku sayangi

atas semua kasih sayang selama ini yang tak henti-hentinya yang tulus

untukku.

Semoga Allah SWT membahagiakan mereka di dunia dan akhirat….”

Amin Yaarobbal alamin…

                 

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum wr.wb.

Alhamdulillah, segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “MODIFIKASI RANGKA DAN SISTEM TRANSMISI KENDARAAN BERTENAGA ANGIN DENGAN TURBIN ANGIN SAVONIUS POSISI HORIZONTAL MENJADI VERTIKAL”. Sebagai salah satu syarat menyelesaikan kuliah D3.

Di dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis berusaha mengaplikasikan ilmu dan daya yang berkaitan dengan apa yang penulis praktekkan. Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan doa dari berbagai pihak, Tugas Akhir ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini. Semoga Alloh SWT membalas segala kebaikannya.

Namun penulis menyadari sepenuhnya akan keterbatasan dan wawasan yang penulis miliki. Dan Penulis mengharapkan kririk dan saran yang membangun demi kesempurnaan penulisan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, khususnya bagi penulis dan umumnya bagi pembaca dan kemajuan Program studi teknik aeronautika serta teknologi di Indonesia.

                 

ii UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis menyadari bahwa tanpa bimbingan, bantuan dan doa dari berbagai pihak, Tugas Akhir ini tidak akan dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses pengerjaan Tugas Akhir ini, yaitu kepada: 1. Allah SWT yang telah melimpahkan berkah, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat dilancarkan dan dimudahkan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Dr. Maria Fransiska Soetanto Dipl. Ing, MT selaku Dosen pembimbing I yang telah meluangkan waktunya yang sabar dalam membimbing dan memberikan arahan, motivasi serta masukan baik moril maupun materi yang menunjang bagi penyelesain tugas akhir ini.

3. Tria Mariz Arief, SST., MT selaku Dosen pembimbing II dan ketua Program Studi Teknik Aeronautika yang telah meluangkan waktunya dan sabar dalam membimbing sehingga begitu banyak memberi ilmu, wawasan dan masukan yang menunjang bagi penyelesain tugas akhir ini.

4. Rekan seperjuangan, Adrian Azhar yang telah bersama-sama saling membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini. Terimakasih sahabat semoga persahabatan kita akan tetap terjaga.

5. Bapak Ir. Ali Mahmudi, M.Eng selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Bandung.

6. Staf Pengajar Teknik Aeronautika : Bapak Sugianto, ST., M.Eng, Bapak Syarif Hidayat, Dipl.Ing., MT, Bapak Radi Suradi, Dipl.Ing ., M.Eng, Bapak Moch. Luthfi Dipl.Ing, MT, Bapak Vicky wuwung, MT, Bapak Y. Sinung Nugroho Dipl.Ing, MT, Bapak Nur Rahmat, Dipl.Ing., M.sc, Bapak Teguh Wibowo, Dipl.Ing., MT,

                 

Bapak Ir. Sentot Purbadi, Bapak Budi Hartono ST., MT, Bapak Dr. Carolus Bintoro, Dipl.Ing., MT, Bapak Tria Mariz Arief SST., MT. Terima kasih atas segala nasehat dan ilmu yang telah diberikan.

7. Bapak M. Ilyas, Pak Ade, Pak Ramta, Pak Entis, Ibu Amel, dan Pak Asep atas segala bantuan yang telah diberikan.

8. Bapak Budi Hartono, ST., MT sebagai wali kelas Aero 2009 tahun 2009-2011, terimakasih atas dorongan dan motivasinya.

9. Ibu Dr. Maria Fransiska Soetanto, Dipl.Ing, MT sebagai wali kelas aero 2009 tahun 2012.

10. Mama, Papa penulis yang senantiasa selalu membantu, mendukung, berkorban atas segala kasih sayang yang telah diberikan kepada penulis.

11. Teh Astria dan nisha… my sweetest sisters yang tersayang, terimakasih atas canda, tawa dan dukungannya untuk penulis selama ini.

12. Keluarga besar Alm. Kapten Purn. Adang Somantri, terimakasih atas motivasinya baik moril maupun materi.

13. Keluarga besar Drs. H. Uben Ahmad di Soreang, untuk semua dukungan baik moril maupun materi.

14. Kepada rekan-rekan teknik aeronautika 2009 (Aditya, Bhima, Adrian, Damayanti, David, Deni, Dicko, Drajad, Fadlih, Harvi, Huzaima, Indrakur, Indragus, Irwan, Johan, Linda, Mardiana, Benny, Nelwan, Nofial, Reza, Rio, Rubby, Sambas, Satria L.A, Steve, Syarif, Yahdi) yang selalu menemani penulis dalam keseharian penulis selama kuliah di Politeknik Negeri Bandung. Keberadaan kalian akan selalu dinantikan. It’ time to reach stars !!!!

15. Rekan-rekan teknik aeronautika 2007, 2008, 2010 dan 2011 dan angkatan-angkatan terdahulu yang telah berbagi pengalaman dalam organisasi maupun akademik.

                 

iv 16. Rekan-Rekan Badan eksekutif mahasiswa selalu berjuang

bersama-sama dalam berorganisasi. Senyum, keberbersama-samaan dan keceriaan kalian selalu dirindukan.

17. Rekan-Rekan UKM Sepak bola dan Futsal, terimakasih telah berbagi canda, tawa, pengalaman dalam berkompetisi disetiap latihan maupun kejuaran futsal.

18. Teman-teman wanita yang pernah dan selalu memberikan inspirasi, perhatian dan motivasinya dalam menemani penulis menempuh ilmu di Politeknik Negeri Bandung ini.

19. Terima kasih untuk semua yang senantiasa memberikan dukungan. Dan semua teman yang mungkin terlewat, bukan kesengajaan. Tapi percayalah.. Allah SWT akan membalas kebaikan kalian. Amin… “Jazakumullah Khairon Kasiron”

Semoga segala bantuan dan amal baik semua pihak yang telah diberikan kepada penulis mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT, Amin….. Wassalamualaikum Wr. Wb. Bandung, Juli 2012 Penulis, Satria Pesona M.Z                  

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

UCAPAN TERIMA KASIH ... ii

DAFTAR ISI ...v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... ix

ABSTRAKSI ...x

ABSTRACT ... xi BAB I PENDAHULUAN ... I-1 Latar Belakang Masalah ... I-1 1.1

Tujuan ... I-2 1.2

Ruang Lingkup dan Batasan Masalah. ... I-2 1.3

Metodologi ... I-3 1.4

Sistematika Penulisan ... I-4 1.5

BAB II LANDASAN TEORI ... II-1 Pengertian Angin ... II-1 2.1

Proses Terjadi Angin ... II-1 2.2

Tenaga Angin ... II-2 2.3

Kelebihan Tenaga Angin ... II-3 2.3.1

Dasar Perhitungan Material Poros ... II-3 2.4

Pipa Electric Resistance Welding (ERW) ... II-4 2.5

Pengelasan ... II-4 2.6

Definisi las ... II-4 2.6.1

Sejarah ... II-4 2.6.2

Fundamental SMAW ... II-5 2.6.3

Keuntungan dari SMAW ... II-6 2.6.4

Kekurangan ... II-6 2.6.5

Bevel Gears ... II-6

2.7                  

vi Jenis bevel gear ... II-7 2.7.1

BAB III METODOLOGI DAN PROSES PENYELESAIAN ... III-1 Identifikasi masalah ... III-1 3.1

Disassembly atau pelepasan komponen-komponen ... III-1 3.2

Penentuan Material dan Pembuatan Poros As Roda Belakang ... III-2 3.3

Pembuatan Dudukan Poros As Roda Belakang ... III-3 3.4

Pembuatan Dudukan Poros Savonius ... III-3 3.5

Alat dan Bahan ... III-5 3.6

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... IV-1 Kendaraan dengan Turbin Savonius Posisi Horizontal ... IV-1 4.1

Analisa Kesalahan ... IV-1 4.1.1

Perbaikan dan Produksi ... IV-2 4.1.2

Kaji Teoritik Material Poros As Roda Belakang ... IV-6 4.1.3

Kendaraan dengan Turbin Savonius Posisi Vertikal ... IV-10 4.2

Proses Pembuatan Rangka Atas ... IV-10 4.2.1

Proses Assembly ... IV-11 4.3

Proses Assembly Poros As beserta roda belakang ... IV-11 4.3.1

Proses Assembly Rangka Atas ... IV-11 4.3.2

Proses Assembly Rangka Bawah ... IV-12 4.3.3

Proses Assembly Turbin Savonius ... IV-12 4.3.4

Proses PemasanganTransmisi ... IV-12 4.3.5

Kaji Eksperimental ... IV-14 4.4

Analisis Hasil Pengujian Kendaraan dengan Turbin posisi 4.4.1

Horizontal ... IV-14 Analisis Hasil Pengujian Kendaraan dengan Turbin Savonius

4.4.2

posisi Vertikal ... IV-17 Perbandingan Kinerja antara Kendaraan dengan Turbin savonius posisi 4.5

vertikal dan Turbin savonius posisi horizontal ... IV-17 Kurva Perbandingan Putaran Turbin Savonius antara Posisi

4.5.1

Vertikal dengan Posisi Horizontal ... IV-19                  

Data Putaran rata-rata antara turbin savonius posisi vertikal dan 4.5.2

turbin savonius posisi horizontal ... IV-20 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... V-1 Kesimpulan... V-1 5.1 Saran ... V-1 5.2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN                  

viii DAFTAR GAMBAR

Gambar II. 1 Komponen-Komponen Gaya ... II-3 Gambar II. 2 Welding circuit ... II-5 Gambar II. 3 Nomenclature pada welding ... II-6 Gambar II. 4 Bevel gears ... II-8 Gambar II. 5 Spiral bevel gears ... II-8 Gambar IV. 1 Proses penekanan poros as ... IV-2 Gambar IV. 2 Pengukuran dengan dial caliper poros bagian tengah ... IV-3 Gambar IV. 3 Pengukuran dengan dial caliper poros bagian kanan... IV-3 Gambar IV. 4 Pengukuran dengan dial caliper poros bagian kiri ... IV-3 Gambar IV. 5 Pengukuran dengan dial caliper poros savonius bagian tengah ... IV-4 Gambar IV. 6 Pengepresan gear turbin ... IV-5 Gambar IV. 7 Gear free wheel bagian depan dan belakang kendaraan ... IV-5 Gambar IV. 8 Free body diagram ... IV-6 Gambar IV. 9 Kurva Momen vs Jarak ... IV-8 Gambar IV. 10 Kurva Gaya Geser vs Jarak ... IV-9 Gambar IV. 11 sebelah kiri pada turbin savonius posisi horizontal dan sebelah kanan pada

posisi turbin savonius vertikal... IV-10 Gambar IV. 12 Proses pengelasan rangka ... IV-11 Gambar IV. 13 Sistem transmisi pada kendaraan turbin posisi horizontal ... IV-13 Gambar IV. 14 sistem transmisi pada kendaraan dengan posisi turbin savonius vertikal ... IV-13 Gambar IV. 15 Pengujian eksperimental Kendaraan dengan Turbin Savonius Posisi

Horizontal ... IV-14 Gambar IV. 16 Kurva Waktu Vs Putaran Savonius... IV-16 Gambar IV.17 Kurva Putaran Savonius VS Kecepatan Angin ... IV-16 Gambar IV. 18 Pengujian eksperimental kendaraan dengan turbin posisi vertikal ... IV-17 Gambar IV. 19 Kurva Kecepatan Angin VS Putaran Savonius ... IV-19 Gambar IV. 20 Kurva Putaran Savonius Posisi Vertikal vs Savonius Posisi Horizontal ... IV-19                  

DAFTAR TABEL

Tabel IV. 1 Data hasil pengujian kendaraan dengan Turbin Savonius posisi horizontal ... IV-15 Tabel IV. 2 Data Hasil Pengujian Kendaraan dengan Turbin Savonius Posisi Vertikal ... IV-18 Tabel IV. 3 Putaran rata-rata antara turbin savonius posisi vertikal dan turbin savonius

posisi horizontal ... IV-20                  

x ABSTRAKSI

Kendaraan adalah suatu mode transportasi yang diciptakan oleh manusia untuk dapat mempermudah dalam beraktifitas. Pada umumnya kendaraan tersebut memiliki dampak yang merugikan bagi manusia dan lingkungan. Seiring dengan perkembangan zaman banyak dilakukan penelitian yang mengembangkan kendaraan yang tidak berdampak negatif, seperti mobil listrik.

Pada tugas akhir ini dilakukan proses memfungsikan kendaraan yang sebelumnya telah dibuat yakni kendaraan bertenaga angin dengan menggunakan turbin savonius horizontal. Pada kendaraan ini terdapat bagian atau komponen-komponen yang mengalami kerusakan. Sehingga Penulis mengubah dan mengganti posisi penempatan poros savonius dari posisi horizontal menjadi vertikal beserta sistem transmisi. Untuk Mendukung pengubahan penempatan poros savonius dari horizontal ke vertikal diperlukan, penambahan rangka atas, pembuatan dudukan poros as bagian atas dan dudukan poros bagian bawah, pembuatan poros as serta penggantian dan penambahan sistem tranmisi bevel gears.

Dari Hasil Uji Eksperimental diperoleh rata-rata kecepatan putar savonius horizontal 37,9 rpm sedangkan pada kendaraan turbin posisi vertikal 193,5 rpm, dengan jarak keduanya 300 m, kecepatan kendaraan pada kendaraan dengan turbin posisi vertikal dihasilkan kecepatan 30 km/jam sedangkan pada kendaraan dengan turbin savonius posisi horizontal dihasilkan kecepatan 10 km/jam. Maka dari hasil tersebut dapat diperoleh kesimpulan kendaraan bertenaga angin dengan menggunakan turbin savonius posisi vertikal memiliki kinerja yang lebih baik dibandingkan dengan kendaraan bertenaga angin dengan menggunakan turbin savonius posisi horizontal.

                 

ABSTRACT

Vehicle is transportation mode which is created by humans to facilitate in their activities. Generally, these vehicles have an adverse impact on humans and the environment. Many research have been carried out to developed a vehicle that does not have a negative impact, such as the electric cars.

This final project is to functionalized and modify the previous savonius turbine powered vehicles with horizontal position. It was found that several components were infunctioned and damage. Corrective action and experiment was conducted to measure the performance of existing position and found that it needs to be modify. The vehicle was modified to vertical position and replaced the transmission system. By this modification, It needs some new arrangement on supporting structure and installation of bevel gear as transmission.

Experimental test results the vertical savonius turbine generate average rotary speed is 193.5 rpm while the horizontal savonius turbine generate average rotary speed is 37.9 rpm with both of distance 300 m. The vehicle speed by vertical position savonius turbine generated 30 km/hour while the vehicle speed by using horizontal position savonius turbine generated 10 km / hour. So it can be conclude that the vehicle by using vertical position savonius turbine has better performance than vehicles by using horizontal position savonius turbine.                  

DAFTAR PUSTAKA

Soleh .2011. Rancang Bangun Kendaraan Bertenaga Angin Dengan Menggunakan Turbin Savonius (MSE’08), Tugas Akhir. Program Studi Teknik Aeronautika, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung.

______,2011.”Perubahan Iklim Global Energi Bersih Tenaga Angin”.

http://www.greenpeace.org/seasia/id/campaigns/perubahan-iklim

global/Energi-Bersih/tenaga_angin/ (15 Maret 2012)

______,2008.”Definisi Pengertian Angin dan Teori dan Proses Terjadinya Angin”.

http://organisasi.org/definisi-pengertian-angin-dan-teori-proses-terjadinya-angin-ilmu-pengetahuan-alam (16 Maret 2012)

______,2007.”Bevel Gear”. http://en.wikipedia.org/wiki/Bevel_gear

(28 Maret 2012 )

Popov, E.P dan Zainul Astamar.1999.“Mechanics of Materials Edisi ke 2”.Jakarta:Erlangga.

Niemann, G dan Anton Budiman.1999.”Disain dan kalkulasi dari sambungan bantalan dan poros”, hlm. 96-99.Jakarta:Erlangga.

______,1981.”Shield Metal Arc Welding Basic Instructor Guide”.USA: Hobart Institute.