Kajian Modal Analisis Pada Turbin Angin Savonius Tipe Rotor Helix Dengan Menggunakan Software MatLab

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia memiliki potensi daya listrik dari energi alternatif yang sangat

besar. Beberapa energi alternatif yang bisa digunakan adalah angin, cahaya

matahari, panas bumi, dan biomasa. Pada halaman website yang dimiliki Pertamina Geothermal, disebutkan bahwa panas bumi Indonesia mencakup 40%

potensi panas bumi. Selain itu, paparan energi matahari di negara Indonesia

sekitar 10-12 jam dalam sehari. Serta berbagai daerah di pulau-pulau Indonesia

memiliki potensi energi angin dengan kecepatan angin sekitar 8-15 meter per

sekon bahkan lebih. Di pulau Sumba telah terbukti kehandalan pembangkit energi

angin dari 100 unit turbin angin yang dipasang oleh tim Lentera Angin Nusantara

yang telah melistriki beberapa desa. Kincir angin ini bisa menghasilkan listrik

dengan kecepatan angin minimal tiga meter per sekon dan menghasilkan 500 watt

pada kecepatan angin 12 meter per sekon per unitnya. Ini membuktikan bahwa

orang Indonesia mampu menguasai teknologi yang dibutuhkan untuk

memanfaatkan energi alternatif. Potensi energi di setiap daerah berbeda-beda,

namun jika ada keinginan kuat untuk memahami dan menguasai teknologi yang

dibutuhkan, Indonesia akan memasuki era kelistrikan yang baru. Setiap daerah

akan mandiri dalam penyediaan energi listrik[1].

Pembangkit listrik tenaga angin, yang diberi nama Wind Power System

memanfaatkan angin melalui kincir, untuk menghasilkan energi listrik. Alat ini

sangat cocok sekali digunakan masyarakat yang tinggal di pulau-pulau kecil.

Secara umum, sistem alat ini memanfaatkan tiupan angin untuk memutar motor.

Hembusan angin ditangkap baling-baling, dan dari putaran baling-baling tersebut

akan dihasilkan putaran motor yang selanjutnya diubah menjadi energi listrik.

Wind Power System ini terdiri dari empat bagian utama, yaitu rotor, transmisi,

elektrikal, dan tower. Bagian rotor terdiri dari baling-baling dengan empat daun,

bentuknya seperti baling-baling pesawat. Dengan bentuk seperti ini diharapkan

(2)

Baling-baling ini dibuat dengan diameter 3,5 meter dan bahannya dibuat dari fiberglass

[2].

Untuk mendapat hembusan angin, baling-baling diletakkan pada tower

setinggi delapan meter, sedangkan pada bagian transmisi digunakan sistem

kerekan dan tali. Sistem transmisi ini digunakan untuk menyiasati kekuatan angin

yang kecil. Karena kecepatan angin di Indonesia relatif kecil, transmisi ini sangat

menguntungkan untuk meningkatkan putaran sebagai pengubah energi digunakan

alternator dua fase 12 volt, energi listrik yang dihasilkan oleh alternator dapat

disimpan dalam aki. Sementara kapasitas daya yang didapat sebesar 1,5 KW.

Wind Power System telah diuji coba oleh para mahasiswa di pantai kenjeran,

kurang dari satu jam hasil dari percobaan tersebut sudah dapat menghasilkan

energi listrik untuk menyalakan TV dan lampu sampai 100 watt[2].

Aplikasi dan sistem kerja turbin angin tidak terlepas dari getaran yang

akan ditimbulkannya. Getaran poros turbin juga dapat terjadi karena disebabkan

oleh gaya putar atau torsi yang tidak seimbang, secara riil, apabila mesin tidak

didukung sistem peredaman yang cukup maka struktur pendukung mesin yang

bergetar akan rusak[3].

Semua benda yang mempunyai massa dan elastisitas, mampu bergetar,

jadi kebanyakan mesin dan struktur rekayasa engineering mengalami getaran sampai derajat tertentu dan rancangan biasanya memerlukan pertimbangan sifat

osilasinya[4].

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari penelitian ini adalah mengkaji karakteristik getaran yang

terjadi pada turbin angin savonius dengan tipe rotor Helix. Jika karakter getaran diketahui, maka karakter rotor dengan daya mekanik dapat dianalisis dengan

(3)

1. Untuk memperoleh karakteristik amplitudo perpindahan (displacement),

kecepatan (velocity), percepatan (acceleration).

2. Melakukan kajian modal analisis dengan metode Fast Fourier Transform

(FFT) pada software MatLab untuk menganalisa getaran yang terjadi pada

turbin angin savonius tipe rotor helix.

3. Membandingkan hasil data yang didapat dengan metode Fast Fourier Transform (FFT) terhadap data yang diperoleh dengan metode lintasan orbit yang dilakukan oleh anggota tim riset lain.

1.3 Perumusan Masalah

Penelitian ini dilakukan dengan proses komputasi data dari hasil

pengukuran getaran turbin angin savonius tipe rotor Helix untuk mendapatkan frekuensi sebagai bahan untuk meningkatkan keandalan pada operasional turbin

angin tipe rotor Helix.

1.4 Batasan Masalah

Model struktur yang digunakan yaitu turbin angin savonius tipe rotor helix, turbin angin yang berada di dalam ruangan laboratorium motor bakar Magister

Teknik Mesin USU. Penelitian difokuskan untuk menentukan parameter dinamik

dengan dua cara, yaitu secara teoritis dan eksperimen. Parameter dinamik pertama

kali ditentukan secara eksperimen menggunakan vibration test. Kemudian menentukan parameter dinamik secara teoritis dengan menggunakan software MatLab.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi mengenai hubungan

karakteristik getaran pada turbin angin sumbu vertikal terhadap tipe rotor yang

akan digunakan kepada dunia industri maupun akademis. Selain itu, beberapa

manfaat yang diharapkan adalah :

1. Sinyal getaran yang dihasilkan dapat dijadikan parameter dalam mendesain

(4)

2. Karakteristik getaran juga dapat dijadikan parameter perancangan komponen

turbin angin.

3. Bagi penulis, dapat menambah pengetahuan tentang analisis turbin angin terutama menggunakan model analisis dengan metode Fast Fourier Transform (FFT).

1.6 Metodologi Penulisan

Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah

sebagai berikut :

a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan

tulisan-tulisan yang terkait.

b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan

buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan. c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data dari hasil

pengujian yang dilakukan di laboratorium Magister Teknik Mesin

USU.

d. Diskusi, berupa tanya jawab dengan dosen pembimbing yang ditunjuk

oleh Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

1.7 Sistematika Penulisan

Skripsi ini dibuat dalam lima bab. Isi dari masing-masing bab akan

dijelaskan dibawah ini.

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisikan latar belakang, maksud dan tujuan, perumusan

masalah, pembatasan masalah, manfaat penelitian, metodologi

penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisikan landasan teori yang digunakan yaitu tentang tubin

angin, sinyal getaran, teori modal analisis, Fast Fourier Transform

(5)

BAB III METODE PENELITIAN

Bab ini memberikan informasi mengenai tempat pelaksanaan

pengujian, bahan dan peralatan yang dipakai serta tahapan dan

prosedur pengujian

BAB IV HASIL& PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang hasil data yang diperoleh dari setiap

pengujian melalui pembahasan perhitungan dan penganalisaan dengan

memarpakan kedalam bentuk tabel dan grafik.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan dan saran yang

diperoleh

DAFTAR PUSTAKA

Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun

laporan.  LAMPIRAN

Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari pengujian

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...