vii INTISARI
Pemakaian energi terutama energi listrik sekarang ini sangat diperlukan oleh setiap warga masyarakat. Jumlah pemakaiannya yang besar mengakibatkan pemborosan sumber daya energi. 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. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji unjuk kerja kincir angin yang diteliti seperti besar torsi, perbandingan daya, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio dengan tiga variasi perlakuan kekasaran permukaan sudu kincir angin.
Kincir angin yang diteliti adalah kincir angin propeler tiga sudu poros horizontal berdiameter 80 cm berbahan dasar kayu. Kekasaran permukaan dilakukan dengan cara melapisi permukaan belakang dan depan sudu kincir angin. Terdapat tiga varisasi perlakuan pelapisan permukaan yaitu kincir angin pertama berbahan dasar kayu tanpa pelapisan, kincir angin ke dua berbahan dasar kayu berlapis seng di permukaan belakang sudu, dan kincir angin ke tiga berbahan dasar kayu berlapis anyaman bambu di permukaan depan dan berlapis seng di permukaan belakang sudu. Agar mendapatkan daya kincir, torsi, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio pada kincir, maka poros kincir dihubungkan ke mekanisme pengereman yang berfungsi untuk pemberian beban pada kincir. Besarnya beban kincir dapat dilihat pada neraca pegas. Putaran kincir angin diukur mengunakan tachometer dan kecepatan angin diukur menggunakan anemometer. Kecepatan udara yang ditetapkan berkisar antara 8 m/s hingga 9 m/s.
Dari hasil penelitian ini, kincir angin sudu tanpa lapisan menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,42% pada tip speed ratio 2,19 dengan daya
output sebesar 15,87 watt dan torsi sebesar 0,32 N.m pada kecepatan angin 8,97 m/s. Kincir angin bersudu lapis seng menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,79% pada tip speed ratio 2,51 dengan daya output sebesar 15,38 watt dan torsi sebesar 0,28 N.m pada kecepatan angin 8,73 m/s. Kincir angin bersudu lapis anyaman bambu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 4,92% pada
tip speed ratio 1,92 dengan daya output sebesar 8,8 watt dan torsi sebesar 0,16 N.m pada kecepatan angin 8,60 m/s. Dari ketiga kincir angin yang sudah diteliti, dapat disimpulkan bahwa kincir angin berbahan dasar kayu berlapis seng di permukaan belakang sudu memiliki nilai koefisien daya maksimal dan tip speed ratio paling tinggi.
i
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU
LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR KAYU
DENGAN TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN SUDU
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1
Program Studi Teknik Mesin
Diajukan oleh :
FRANSISCUS BAGUS MURBANTORO
NIM : 115214017
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
THE PERFORMANCE OF THREE CYLINDRICAL CURVE
BLADES PROPELLER WINDMILL FROM WOOD
MATERIAL WITH THREE SURFACE TREATMENT
VARIATIONS
FINAL PROJECT
Presented as partitial fulfilment of the requirement
to obtain Sarjana Teknik degree
in Mechanical Engineering
By :
FRANSISCUS BAGUS MURBANTORO
Student Number : 115214017
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
vii INTISARI
Pemakaian energi terutama energi listrik sekarang ini sangat diperlukan oleh setiap warga masyarakat. Jumlah pemakaiannya yang besar mengakibatkan pemborosan sumber daya energi. 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. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji unjuk kerja kincir angin yang diteliti seperti besar torsi, perbandingan daya, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio dengan tiga variasi perlakuan kekasaran permukaan sudu kincir angin.
Kincir angin yang diteliti adalah kincir angin propeler tiga sudu poros horizontal berdiameter 80 cm berbahan dasar kayu. Kekasaran permukaan dilakukan dengan cara melapisi permukaan belakang dan depan sudu kincir angin. Terdapat tiga varisasi perlakuan pelapisan permukaan yaitu kincir angin pertama berbahan dasar kayu tanpa pelapisan, kincir angin ke dua berbahan dasar kayu berlapis seng di permukaan belakang sudu, dan kincir angin ke tiga berbahan dasar kayu berlapis anyaman bambu di permukaan depan dan berlapis seng di permukaan belakang sudu. Agar mendapatkan daya kincir, torsi, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio pada kincir, maka poros kincir dihubungkan ke mekanisme pengereman yang berfungsi untuk pemberian beban pada kincir. Besarnya beban kincir dapat dilihat pada neraca pegas. Putaran kincir angin diukur mengunakan tachometer dan kecepatan angin diukur menggunakan anemometer. Kecepatan udara yang ditetapkan berkisar antara 8 m/s hingga 9 m/s.
Dari hasil penelitian ini, kincir angin sudu tanpa lapisan menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,42% pada tip speed ratio 2,19 dengan daya
output sebesar 15,87 watt dan torsi sebesar 0,32 N.m pada kecepatan angin 8,97 m/s. Kincir angin bersudu lapis seng menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,79% pada tip speed ratio 2,51 dengan daya output sebesar 15,38 watt dan torsi sebesar 0,28 N.m pada kecepatan angin 8,73 m/s. Kincir angin bersudu lapis anyaman bambu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 4,92% pada
tip speed ratio 1,92 dengan daya output sebesar 8,8 watt dan torsi sebesar 0,16 N.m pada kecepatan angin 8,60 m/s. Dari ketiga kincir angin yang sudah diteliti, dapat disimpulkan bahwa kincir angin berbahan dasar kayu berlapis seng di permukaan belakang sudu memiliki nilai koefisien daya maksimal dan tip speed ratio paling tinggi.
viii
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugerah-Nya yang telah memberi kesempatan bagi penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “UNJUK KERJA KINCIR
ANGIN PROPELER TIGA SUDU LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR KAYU DENGAN TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN SUDU”.
Laporan tugas akhir merupakan salah satu persyaratan bagi para mahasiswa/mahasiswi untuk dapat menyelesaikan jenjang pendidikan S1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam laporan tugas akhir ini membahas mengenai perancangan, pembuatan kincir angin sumbu horizontal jenis propeler, dan perbandingan daya.
Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.
3. Bapak Ir. Rines, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.
ix
5. Seluruh dosen program studi Teknik Mesin yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.
6. Seluruh staff Fakultas Sains dan Teknologi atas kerja sama dan dukungan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir.
7. Bapak Eliutherius Margiyanto dan Ibu Purwanti sebagai orang tua dari penulis, serta Aloysius Nawan Kuncoro sebagai saudara dari penulis yang selalu berdoa, mendukung secara material dan yang lain – lain kepada penulis.
8. Rekan – rekan mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2011 khususnya, yang telah memberi saran, kritik, dan dukungan kepada penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.
9. Semua pihak yang tidak mungkin disebut satu per satu yang telah berperan serta membantu penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir.
Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan – kekurangan yang perlu diperbaiki pada pembuatan laporan tugas akhir, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun untuk menyempurnakan laporan tugas akhir. Penulis mengharapkan semoga laporan tugas akhir ini berguna dan bermanfaat untuk dapat memberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi para mahasiswa khususnya, serta bagi para pembaca pada umumnya.
Yogyakarta, 1 April 2015
x
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
BAB II DASAR TEORI 2.1 Kincir Angin ... 6
2.2 Jenis – Jenis Kincir Angin ... 7
2.2.1 Kincir Angin Sumbu Horizontal ... 7
2.2.2 Kincir Angin Sumbu Vertikal ... 9
2.3 Kincir Angin Propeler ... 12
2.4 Hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio ... 13
2.5 Rumus Perhitungan ... 14
2.5.1 Energi Kinetik ... 15
2.5.2 Daya Angin ... 15
2.5.3 Daya Kincir Angin ... 16
2.5.4 Koefisien Daya ... 16
2.5.5 Tip Speed Ratio... 17
xi BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Penelitian ... 18
3.2 Alat dan Bahan ... 19
3.3 Desain Kincir ... 25
3.4 Variabel Penelitian ... 26
3.5 Variabel yang Diukur ... 26
3.6 Parameter yang Dihitung ... 26
3.7 Langkah Penelitian ... 27
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian ... 29
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ... 32
4.2.1 Perhitungan Daya Angin ... 32
4.2.2 Perhitungan Torsi ... 32
4.2.3 Perhitungan Daya Kincir ... 33
4.2.4 Perhitungan tip speed ratio ... 33
4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya ... 34
4.3 Hasil Perhitungan ... 34
4.4 Grafik Hasil Perhitungan ... 38
4.5 Grafik Perbandingan Tiga Variasi Perlakuan Sudu Permukaan ... 47
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 49
5.2 Saran ... 50
xii
5. Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin 18 6. Gambar 3.2 Tiga variasi pelapisan permukaan sudu kincir angin 20
7. Gambar 3.3 Dudukan sudu 21
8. Gambar 3.4 Terowongan angin 21
9. Gambar 3.5 Fan blower 22
10. Gambar 3.6 Anemometer 23
11. Gambar 3.7 Tachometer 23
12. Gambar 3.8 Neraca pegas 24
13. Gambar 3.9 Sistem pengereman 24
14. Gambar 3.10 Desain kincir 25
15. Gambar 3.11 Sudut patahan sudu kincir angin 25 16. Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin
sudu polos 38
17. Gambar 4.2 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin
sudu lapis seng 39
18. Gambar 4.3 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin
sudu lapis anyaman bambu 40
19. Gambar 4.4 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin
xiii
20. Gambar 4.5 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu
lapis seng 41
21. Gambar 4.6 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu
lapis anyaman bambu 42
22. Gambar 4.7 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk
kincir angin sudu polos 44
23. Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk
kincir angin sudu lapis seng 45
24. Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk
kincir angin sudu lapis anyaman bambu 47 25. Gambar 4.10 Grafik perbandingan koefisien daya dan tsr untuk
xiv
DAFTAR TABEL
hal 1. Tabel 4.1 Data penelitian kincir angin tiga sudu tanpa lapisan 31 2. Tabel 4.2 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis seng 32 3. Tabel 4.3 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis anyaman bambu 33 4. Tabel 4.4 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek tanpa lapisan 38 5. Tabel 4.5 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis seng 38 6. Tabel 4.6 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemakaian energi terutama energi listrik sekarang ini sangat diperlukan oleh setiap warga masyarakat di negara – negara maju dan negara – negara yang sedang berkembang. Menurut Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (EBTKE), sumber daya energi yang ada di Indonesia dan di dunia semakin menipis, dimana energi menjadi semakin langka dan semakin mahal dengan pertumbuhan konsumsi energi rata – rata 7% setahun. Jumlah pemakaiannya yang sangat besar dan terus bertambah mengakibatkan adanya pemborosan sumber daya energi. Penggunakan energi yang terus bertambah disebabkan oleh kebutuhan masyarakat yang terus meningkat, namun tidak diimbangi dengan pemasokan energi yang ada. Menyebabkan kebutuhan pasokan dari energi fosil menjadi semakin besar. Penggunaan dari energi fosil sendiri menimbulkan efek samping terhadap perubahan iklim global yang disebabkan oleh meningkatnya Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfir Bumi. (http://ebtke.esdm.go.id/post/2012/05/31/14/, diakses 1 April 2015).
pegunungan. Adanya bantuan energi angin ini, masyarakat masih bisa menggunakan energi listrik tanpa harus mengabiskan pasokan sumber daya energi yang ada di bumi. Energi listrik tidak dihasilkan langsung dari alam, namun dapat dihasilkan energi alternatif dari angin yang berasal dari alam dengan bantuan sebuah alat.
1.2 Rumusan Masalah
Pada penelitian yang dilakukan, ternyata ada masalah yang didapati yakni tentang pemilihan kincir angin yang paling cocok dibuat untuk kondisi alam yang ada di Indonesia. Penelitian ini memfokuskan pada variasi pelapisan kekasaran permukaan sudu kincir angin. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diketahui apakah pelapisan kekasaran permukaan sudu berpengaruh terhadap unjuk kerja dari kincir angin.
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Merancang dan membuat kincir angin jenis propeler poros horizontal dengan jumlah tiga sudu dari bahan dasar kayu, kayu lapis seng, dan kayu lapis anyaman bambu dan seng, dengan panjang diameter sudu kincir 80 cm.
2. Mengetahui besar daya kincir tertinggi dan torsi yang dapat dihasilkan dari model kincir angin untuk tiga variasi pelapisan permukaan sudu.
3. Mengetahui perbandingan koefisien daya maksimal dan tip speed ratio
optimal, dari tiga variasi pelapisan permukaan sudu.
4. Mengetahui model kincir angin yang memberikan nilai tertinggi untuk koefisien daya maksimal diantara ketiga model kincir angin yang diteliti.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian pembuatan kincir angin ini adalah : 1. Bagi masyarakat/Industri
a. Memudahkan masyarakat terpencil mendapat bahan – bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan kincir angin, sehingga semua kalangan masyarakat dapat membuat kincir angin dan menghasilkan listrik dalam skala kecil ataupun besar jika kemudian dikembangkan lebih lanjut. b. Mengatasi masalah kebutuhan listrik yang dialami oleh masyarakat yang
c. Untuk mengurangi pemborosan karena pemakaian sumber daya energi yang terus menerus meningkat dari tahun ke tahun.
2. Bagi Akademik
a. Menjadikan pustaka atau sumber bacaan tambahan yang digunakan untuk membantu proses pembelajaran tentang kincir angin.
b. Menjadikan dasar referensi untuk melakukan penelitian yang lebih mendalam tentang kincir angin pada penelitian selanjutnya.
3. Bagi Penulis
a. Mempelajari pemahaman baru tentang energi terbarukan, khususnya energi angin yang ada di Indonesia serta pemanfaatan secara maksimal dari kegunaan energi angin.
b. Mendapat pengetahuan baru tentang pembuatan kincir angin dengan baik dan benar yang terbuat dari bahan dasar kayu triplek, seng, dan anyaman bambu.
6
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Kincir Angin
Kincir angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan gandum, keperluan irigasi, dll. Kincir angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya yang lebih dikenal dengan windmill.
2.2 Jenis – Jenis Kincir Angin
Pada umumnya, kincir angin dikategorikan dalam dua jenis, yakni : 1. Kincir angin sumbu horizontal.
2. Kincir angin sumbu vertikal.
2.2.1 Kincir Angin Sumbu Horizontal
Kincir angin sumbu horizontal atau Horizontal Axis Wind Turbine
(HAWT) memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Kincir berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling – baling angin yang sederhana, sedangkan kincir berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digabungkankan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar. Sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, kincir biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah – bilah kincir dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan. Turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar HAWT merupakan mesin
juga mengurangi resintensi angin dari bilah – bilah itu. Bentuk dari kincir angin sumbu horizontal ini dapat dilihat pada pada Gambar 2.1.
Kelebihan dari kincir angin sumbu horizontal atau HWAT, yakni dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang hembusannya lebih kuat di tempat – tempat yang memiliki geseran angin, perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.
Gambar 2.1 Kincir angin sumbu horizontal
(http://www.indoenergi.com/2012/07/, diakses 1 April 2015)
a) HAWT yang tinggi akan sulit dipasang, membutuhkan derek yang sangat tinggi dan membutuhkan operator yang profesional.
b) Dibutuhkan konstruksi menara yang besar untuk menyangga bilah – bilah yang berat, transmisi roda gigi, dan generator.
c) HAWT yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
d) Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan landscape.
e) Berbagai varian downwind mengalami kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
f) HAWT membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.
2.2.2 Kincir Angin Sumbu Vertikal
sulit dipasang di atas menara, kincir sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur kincir angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara kincir kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal. Bentuk dari kincir angin sumbu vertical dapat dilihat pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 Kincir angin sumbu vertikal
Adapun kelebihan dari desain kincir angin sumbu vertikal adalah sebagai berikut :
a) Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
b) Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
c) Sebuah VAWT bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
d) VAWT memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
e) Desain VAWT berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya HAWT.
f) VAWT memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada HAWT. Biasanya VAWT mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam (6 m.p.h.)
g) VAWT biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.
h) VAWT bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
j) VAWT tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah. k) Kincir pada VAWT mudah dilihat dan dihindari burung.
Selain memiliki kelebihan, desain kincir angin ini juga memiliki kekurangan yaitu sebagai berikut :
a) Kebanyakan VAWT memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi HAWT karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
b) VAWT tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
c) Kebanyakan VAWT mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
d) Sebuah VAWT yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.
2.3 Kincir Angin Propeler
Agar propeler dapat berputar, maka letak bidang rotasinya harus tegak lurus dengan arah angin. Maksud dari penjelasan ini adalah kincir angin jenis propeler dapat digunakan untuk tipe upwind dan downwind. Bentuk dari kincir angin jenis propeler ini dapat dilihat pada Gambar 2.3. Jenis kincir angin propeler ini memiliki keunggulan yaitu :
a. Konstruksi kincir angin lebih sederhana.
b. Karakteristik aerodinamis angin tidak terganggu karena arah angin langsung menuju rotor.
c. Tidak memerlukan sudut orientasi.
Gambar 2.3 Kincir angin propeler
(backupkuliah.blogspot.com, diakses 1 April 2015)
2.4Hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
Tip speed ratio mempengaruhi besarnya koefisien daya. Hubungan ini digambarkan sebagai berikut :
2. Ditandai dengan kurva koefisien daya berbanding dengan perbandingan kurva tip speed ratio.
Berikut ini grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio dari berbagai jenis kincir dapat di lihat pada grafik batas Betz (betz limit diperkenalkan oleh ilmuan Jerman, Albert Betz) berikut ini :
Gambar 2.4 Grafik hubungan Cp dengan tsr
(http://gunturcuplezt.blogspot.com/2012/09/, diakses 1 April 2015)
2.5Rumus Perhitungan
Rumus yang digunakan dalam melakukan perhitungan kincir angin dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
2.5.1 Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatannya. Dapat ditulis dalam rumus sebagai berikut :
Ek = m v2 (1)
yang dalam hal ini :
Ek : Energi kinetik (J)
m : massa benda (kg)
v : kecepatan benda (m/s)
2.5.2 Daya Angin
Daya angin adalah daya yang dihasilkan oleh angin tiap luasan sudu. Sehingga daya angin dapa digolongkan sebagai energi potensial. Pada dasarnya daya angin merupakan angin yang bergerak persatuan waktu sehingga dapat ditulis dalam rumus sebagai berikut :
Daya = kerja / waktu
= energi kinetik / waktu P = ½ . m . ν2 /t
= ½ (ρ.A.d).ν2 /t
= ½ . ρ. A . ν2. (d/t) d/t = ν
= ½ . ρ . A . ν3 (2) dalam hal ini :
ν : kecepatan angin (m/s)
A : Luas penampang sudu (m2)
2.5.3 Daya Kincir Angin
Daya yang dihasilkan kincir (Pout), yakni daya yang dihasilkan kincir
angin berdasarkan adanya angin yang melintas pada sudu kincir angin, sehingga daya yang dihasilkan dapat di hitung dengan rumus :
Pout = Tω (3)
dengan :
Pout : Daya yang dihasilkan kincir (watt)
T : Torsi (Nm)
: kecepatan sudut (rad/s)
2.5.4 Koefisien Daya
Koefisien daya adalah perbandingan dari daya yang dihasilkan oleh kincir angin (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin. koefisien daya dapat
diperhitungkan menggunakan rumus :
x 100%
(4)
yang dalam hal ini :
Cp : Koefisien Daya (%)
Pin : Daya yang disediakan oleh angin (watt)
2.5.5 Tip Speed Ratio
Tip speed ratio adalah perbandingan antara kecepatan linier lingkaran terluar kincir dengan kecepatan angin, yang dapat dituliskan sebagai :
tsr
=
(5)dengan :
: putaran poros kincir angin (rad/s)
r : jari jari kincir angin (m)
: kecepatan angin (m/s)
2.5.6 Torsi
Torsi adalah hasil perkalian dari gaya pembebanan dengan panjang lengan torsi, yang dapat dihitung dengan memakai rumus :
Fl
T (6) dengan :
T : Torsi (Nm)
F : gaya pembebanan (N)
18
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Diagram 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 metode penelitian kincir angin Mulai
Perancangan kincir angin propeler tiga sudu
Pembuatan kincir angin berbahan dasar kayu dengan tiga variasi perlakuan pelapisan di permukaan depan dan belakang sudu
Pengambilan data, untuk mengetahui kecepatan putaran kincir, kecepatan angin, dan beban pengereman pada kincir angin
Pengolahan data untuk mencari koefisien daya dan tip speed ratio. Membandingan koefisien daya maksimal dan tip speed ratio pada masing –
masing variasi kincir angin
Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan
Ada tiga jenis perlakuan metode untuk melakukan penelitian ini, yaitu : 1. Penelitian Kepustakaan (Library Research)
Penelitian kepustakaan dilakukan dengan membaca literatur –literatur yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir ini serta dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya.
2. Pembuatan Alat
Pembuatan alat uji kincir angin tipe propeler dilakukan di Laboratorium Konversi Energi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Kincir yang sudah jadi dipasang pada wind tunnel dan motor listrik sebagai sumber tenaga untuk 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.
3.2 Alat dan Bahan
Model kincir angin propeler dengan bahan dasar kayu triplek namun juga divariasikan dengan lapisan aluminum dan juga lapisan anyaman bambu. Kincir pertama ini dibuat dari bahan kayu triplek, kincir ke dua dari kayu lapis seng, dan kincir ke tiga dari kayu lapis anyaman bambu dan lapis seng, dengan diameter 80 cm.
1. Sudu kincir angin.
berputar. Variasi yang digunakan adalah variasi perlakuan kehalusan permukaan, yaitu sudu untuk kincir pertama, kayu tanpa lapisan. Sudu untuk kincir kedua, kayu berlapis seng di bagian belakang permukaan. Sudu untuk kincir ketiga, kayu dengan lapisan anyaman bambu di permukaan depan dan lapisan seng di permukaan belakang. Semua sudu memiliki bentuk dan ukuran yang sama, sudu kincir angin yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.2.
(a) (b) (c)
Gambar 3.2 Tiga variasi pelapisan permukaan sudu kincir angin yang diteliti a) tanpa lapisan, b) lapis seng di permukaan belakang, c) lapis anyaman
bambu di permukaan depan dan lapis seng di permukaan belakang
2. Dudukan sudu.
3. Terowongan Angin
Terowongan angin (wind tunnel) adalah sebuah lorong angin dengan tinggi 1,2 meter, lebar 1,2 meter, dan panjang 2,4 meter. Gambar 3.4 menunjukan terowongan angin. Terowongan angin ini berfungsi sebagai tempat angin bergerak dengan kecepatan tertentu dan juga sebagai tempat pengujian kincir angina. Terowongan angin ini dapat diatur kecepatan anginnya dengan cara mengatur jarak antara wind tunnel dengan blower sesuai keinginan, dengan cara menarik blower mengunakan troli.
Gambar 3.3 Dudukan sudu
4. Fan blower
Fan blower berfungsi untuk menghisap udara yang akan disalurkan ke
windtunnel, fan blower dengan daya penggerak motor 5,5 kW. Gambar 3.5 akan menunjukan bentuk dari fan blower.
Gambar 3.5 Fan blower
5. Anemometer
Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan angin, dan juga digunakan untuk mengukur suhu angin di sekitar lingkungan. Gambar 3.6 menunjukan bentuk dari anemometer.
6. Tachometer
kerjanya cukup sederhana meliputi 3 bagian, yaitu : Sensor, pengolah data dan penampil. Gambar 3.7 menunjukan bentuk tachometer.
Gambar 3.6 Anemometer
Gambar 3.7 Tachometer
7. Neraca pegas
pengereman dan dihubungkan dengan kopling dengan jarak yang telah disesuaikan.
8. Sistem pengereman
Sistem pengereman ini berfungsi sebagai beban pada perputaran kincir, yang dimana kincir diberi beban berupa karet untuk mengetahui besarnya torsi dan kecepatan putaran kincir angin.
Gambar 3.8 Neraca pegas
9. Penopang kincir
Penopang kincir berfungsi sebagai penopang sudu, agar kincir dapat berputar. Poros kincir ini juga sebagai penghubung antara kincir dengan sistem pengereman, yang dihubungkan dengan poros penyambung.
3.3 Desain Kincir
Desain kincir angin yang dibuat seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.10. Gambar tersebut menunjukan bahwa kincir angin yang dibuat panjang diameternya berukuran 80 cm dengan sudut patahan sudu 10o. Gambar 3.11 menunjukan desain dari sudut patahan sudu kincir angin.
Gambar 3.10 Desain kincir
Permukaan depan
Sudut patahan 10o
Permukaan belakang Gambar 3.11 Sudut patahan sudu kincir angin
40 cm
7 cm 4,5 cm
30 cm
3.4 Variabel Penelitian
Variabel dalam penelitian ini adalah :
1. Variasi pembebanan kincir yaitu dari posisi kincir berputar maksimal sampai kincir dalam posisi diam atau berhenti.
2. Variasi kehalusan permukaan triplek atau tanpa lapisan tambahan, variasi dengan mengunakan plat seng, dan variasi menggunakan anyaman bambu.
3.5 Variable yang Diukur
Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah : 1. Kecepatan angin (m/s)
2. Gaya pengimbang (N) 3. Putaran kincir (rpm)
3.6 Parameter yang Dihitung
Parameter yang dihitung untuk mendapatkan karakteristik kincir angin adalah :
1. Daya angin (Pin)
2. Daya kincir (Pout)
3.7 Langkah Penelitian
Langkah pertama yang dilakukan sebelum pengambilan data penelitian adalah pasang kincir angin di dalam terowongan angin pasang komponen poros penghubung kincir angin dengan mekanisme pengereman yang berada di bagian depan terowongan angin.
Proses pengambilan data daya dan torsi dinamis kincir angin dilakukan secara bersamaan di saat pengambilan data daya dan torsi dinamis kincir, ada beberapa hal yang perlu dilakukan yaitu:
1) Poros kincir di hubungkan dengan mekanisme pengereman.
2) Memasang anemometer pada terowongan di depan kincir angin untuk mengukur kecepatan angin di saluran terowongan angin.
3) Memasang neraca pegas pada tempat yang telah di tentukan.
4) Memasang tali yang menghubungkan antara neraca pegas dengan lengan pada mekanisme pengereman.
5) Jika sudah siap, fan blower dihidupkan untuk menghisap angin pada terowongan angin.
6) Percobaan pertama variasi triplek tanpa lapisan bahan lain, percobaan kedua triplek dengan lapisan seng bagian belakang sudu, percobaan ketiga triplek dengan lapisan seng bagian belakang dan lapisan anyaman bambu pada bagian depan
disamakan atau dibuat sama.
8) Memvariasikan beban pada mekanisme pengereman untuk mendapatkan variasi pembebanan, menggunakan 1 karet, 2 karet, 3 karet, 4 karet, dan seterusnya sampai kincir angin berhenti.
9) Bila kecepatan angin dan variasi beban telah sesuai dengan yang diinginkan, maka pengukuran dapat dilakukan dengan membaca massa pengimbang yang terukur pada neraca pegas.
10) Mengukur kecepatan angin dengan menggunakan anemometer dan kecepatan kincir angin dengan mengunakan tachometer.
11) Mengamati selama waktu yang telah ditentukan.
29
BAB IV
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Penelitian
Berikut ini data hasil dari penelitian kincir angin tiga sudu jenis propeler dengan tiga variasi pelapisan permukaan sudu. Data yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3.
Tabel 4.1 Data penelitian kincir angin tiga sudu tanpa lapisan
No Penelitian Kec. Angin Gaya pengimbang Putaran kincir
Tabel 4.2 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis seng
No Penelitian
Kec. Angin Gaya pengimbang Putaran kincir
Tabel 4.3 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis anyaman bambu
No Penelitian Kec. Angin Gaya pengimbang Putaran kincir
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan
Pengolahan data menggunakan beberapa 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
4.2.1 Perhitungan Daya Angin
Contoh perhitungan daya angin, data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian percobaan pertama dan pembebanan yang ke dua, diperoleh kecepatan angin adalah sebesar 9,2 m/s, massa jenis udara (ρ) yang diketahui adalah 1,18 kg/m3, dan luas penampang yang sudah dihitung adalah (A) = 0,50 m2. Nilai daya angin dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Pin= ½ . ρ . A . v3
= ½ . (1,18) . (0,50) . (9,2)3 = 230 watt
Jadi, nilai daya angin yang dihasilkan adalah sebesar 230 watt
4.2.2 Perhitungan Torsi
T = F . l
= (0,59) . (0,11) = 0,065 N.m
Jadi, nilai torsi yang dihasilkan adalah sebesar 0,065 N.m
4.2.3 Perhitungan Daya Kincir
Contoh perhitungan untuk daya kincir (Pout), data diambil dari Tabel 4.1
pada pengujian pertama dan pembebanan yang ke dua. Diperoleh kecepatan angin sebesar 9,20 m/s, putaran poros (n) sebesar 806 rpm, dan torsi yang telah diperhitungkan pada Sub Bab 4.2.2 adalah sebesar = 0,065 N.m. Besar nilai daya kincir dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Pout= T . ω
= 0,065 .
= 0,065 .
= 5,48 watt
Jadi, nilai daya kincir yang diperoleh adalah sebesar 5,48 watt
4.2.4 Perhitungan tip speed ratio
kecepatan angin sebesar 9,20 m/s. Nilai tip speed ratio dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
tsr
=
=
= 3,5
Jadi, nilai tip speed ratio yang diperoleh adalah 3,5
4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya
Contoh perhitungan koefisien daya (Cp), data diambil dari perhitugan diatas
yakni, besar nilai daya angin pada Sub Bab 4.2.1 adalah 230 watt dan nilai dari daya yang dihasilkan kincir angin pada Sub Bab 4.2.3 adalah sebesar 5,48 watt. Nilai koefisien daya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
Cp=
x 100%
=
x 100% = 2,4%
Jadi, nilai koefisien daya yang diperoleh adalah sebesar 2,4 %
4.3 Hasil Perhitungan
Pengujian kincir angin sumbu horizontal jenis propeler tiga sudu ini dilakukan dengan tiga variasi perlakuan pelapisan permukaan sudu yang berbeda
Tabel 4.4 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek tanpa lapisan
Tabel 4.5 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis seng
36
Tabel 4.6 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis anyaman bambu
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 torsi dan rpm, dan grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio. Penjelasan untuk grafik hubungan diatas, lebih lengkapnya dapat dilihat pada grafik – grafik berikut ini :
4.4.1 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Untuk Kincir Angin Sudu
Polos
Data dari Tabel 4.4 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara daya kincir (Pout) dan
torsi. Pada Gambar 4.1 menunjukan bahwa nilai daya kincir (Pout) puncak yang
dihasilkan kincir angin dengan sudu tanpa lapisan/polos adalah 15,9 watt pada torsi sebesar 0,32 N.m.
4.4.2 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Untuk Kincir Angin Sudu
Lapis Seng
Data dari Tabel 4.5 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara daya kincir (Pout) dan
torsi. Pada Gambar 4.2 menunjukan bahwa nilai daya kincir (Pout) puncak yang
dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis seng adalah 15,4 watt pada torsi sebesar 0,28 N.m.
dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis anyaman bambu adalah 8,8 watt pada torsi sebesar 0,16 N.m.
Gambar 4.3 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu
4.4.4 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Untuk Kincir Angin Sudu
Polos
Gambar 4.4 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu polos
4.4.5 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Untuk Kincir Angin Sudu
Lapis Seng
Data dari Tabel 4.5 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara torsi dan putaran (rpm). Pada Gambar 4.5 menunjukan bahwa nilai torsi yang dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis seng adalah 0.28 N.m dan terjadi pada putaran sebesar 524 rpm.
Gambar 4.5 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu lapis seng
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
P
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30
4.4.6 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Untuk Kincir Angin Sudu
Lapis Anyaman Bambu
Data dari Tabel 4.6 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara torsi dan putaran (rpm). Pada Gambar 4.6 menunjukan bahwa nilai torsi yang dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis anyaman bambu adalah 0.22 N.m dan terjadi pada putaran sebesar 387 rpm.
Gambar 4.6 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu
4.4.7 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya Maksimal dan tip speed ratio
Untuk Kincir Angin Sudu Polos
Pada Gambar 4.7 menunjukan grafik hubungan antara koefisien daya maksimal dan tsr optimal untuk kincir angin variasi sudu polos diperoleh
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25
persamaan y = -3,1406x2 + 14,782x - 10,028 untuk menentukan nilai koefisien daya maksimal dan tsr optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut :
y = -3,1406x2 + 14,782x - 10,028
0 = 2(-3,1406)x + 14,782 0 = -6,2812x + 14,782 6, 2812x = 14,782
x =
x = 2,35
Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai x = tip speed ratio
optimal, yakni sebesar 2,35
Nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai x yang dimasukan ke dalam persamaan sebagai berikut :
y = -3,1406x2 + 14,782x - 10,028
y = -3,1406(2,35)2 + 14,782(2,35) - 10,028 y = 7,37
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu polos
4.4.8 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya Maksimal dan tip speed ratio
Untuk Kincir Angin Sudu Lapis Seng
x = maksimal (Cpmax), yakni sebesar 7,51%
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu lapis seng
4.4.9 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya Maksimal dan tip speed ratio
Untuk Kincir Angin Sudu Lapis Anyaman Bambu
Pada Gambar 4.9 menunjukan grafik hubungan antara koefisien daya maksimal dan tsr optimal untuk kincir angin variasi sudu lapis anyaman bambu diperoleh persamaan y = -1,7194x2 + 6,9539x – 2,1897 untuk menentukan nilai koefisien daya maksimal dan tsr optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut :
y = -1,7194x2 + 6,9539x – 2,1897
0 = 2(-1,7194)x + 6,9539 0 = -3,4388x + 6,9539 3,4388x = 6,9539
x =
x = 2,02
Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai x = tip speed ratio
optimal, yakni sebesar 2,02
Nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai x yang dimasukan ke dalam persamaan sebagai berikut :
y = -1,7194x2 + 6,9539x – 2,1897
Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai y = koefisien daya maksimal (Cpmax), yakni sebesar 4,84%
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu
4.5 Grafik Perbandingan Tiga Variasi Perlakuan Sudu Permukaan
Berikut ini adalah grafik perbandingan dari ketiga variasi perlakuan lapisan sudu permukaan yakni, grafik perbandingan koefisien daya maksimal (Cpmax)
dengan tip speed ratio (tsr).
4.5.1 Grafik Perbandingan Koefisien Daya Maksimal dengan tip speed ratio
Data yang sudah diperoleh dapat dibandingkan antar ketiga variasi yang diteliti. Perbandingan koefisien daya maksimal (Cpmax) dapat ditunjukan pada
Gambar 4.10. Dilihat dari Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa kincir angin dengan
sudu dengan lapis seng memiliki koefisien daya maksimal (Cpmax) lebih besar dari
pada kedua variasi permukaan sudu yang lainnya. Hal ini disebabkan karena kincir angin dengan sudu pada bagian belakang berlapis seng memiliki permukaan yang halus, sehingga tidak terjadi turbulensi yang dapat mengganggu putaran (rpm) kincir angin.
49
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian kincir angin propeler tiga sudu lengkung silindris dari bahan dasar triplek dengan tiga variasi perlakuan pelapisan permukaan sudu yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Telah berhasil dibuat kincir angin propeler tiga sudu dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi perlakuan pelapisan permukaan sudu. Variasi yang dilakukan yakni kincir angin dengan sudu tanpa lapisan/polos, kincir angin dengan kayu lapis seng di permukaan belakang sudu, dan yang terakhir kincir angin dengan kayu lapis ayaman bambu di bagian permukaan depan dan lapis seng di bagian belakang permukaan sudu, dengan panjang diameter kincir angin 80 cm.
2. Kincir angin propeler dengan sudu tanpa lapisan/polos dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sebesar 15,87 watt pada torsi
optimal yang dihasilkan kincir angin tersebut sebesar 0,32 N.m. Kincir angin propeler dengan sudu lapis seng dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sebesar 15,38 watt dan torsi optimal yang dihasilkan
kincir angin tersebut sebesar 0,28 N.m. Kincir angin propeler dengan sudu lapis anyaman bambu dapat menghasilkan daya kincir (Pout)
3. Kincir angin propeler dengan sudu tanpa lapisan/polos dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar7,37% pada tip
speed ratio 2,35. Kincir angin propeler dengan sudu lapis seng dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar 7,51% pada tip
speed ratio 2,57. Kincir angin propeler dengan sudu lapis anyaman bambu dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar
4,84% pada tip speed ratio 2,02.
4. Setelah mendapatkan hasil perhitungan dari data pada ketiga variasi pelapisan sudu kincir angin propeler, dinyatakan bahwa, nilai paling tinggi untuk koefisien daya maksimal (Cpmax) yakni 7,51% dan tip speed
ratio (tsr) 2,57 dihasilkan dari kincir angin dengan sudu triplek lapis seng.
5.2 Saran
1. Persiapkan dengan matang untuk peralatan yang paling menunjang dari penelitian kincir angin ini yakni wind tunnel, agar kecepatan angin yang dihasilkan untuk memutar kincir angin menjadi lebih stabil.
2. Dalam pembuatan kincir angin diperlukan ketelitian yang lebih, agar memperoleh hasil bentuk yang tepat dan sesuai dengan desain kincir angin yang sudah dibuat sebelumnya.
3. Lebih banyak melakukan variasi pelapisan sudu dan variasi bentuk sudu agar lebih detail untuk mendapatkan hasil yang baik, sehingga didapatkan model kincir angin yang cocok untuk dikembangkan yang sesuai dengan kondisi alam di Indonesia.
4. Usahakan poros penguhubung antara kincir angin dengan wind tunnel
dalam kondisi siap pakai atau tidak melengkung, agar putaran kincir angin lebih seimbang atau tidak goyah.
DAFTAR PUSTAKA
Culp, Archie W., 1985, “Prinsip-Prinsip Konversi Energi.”, Terjemahan oleh Darwin Sitompul, Erlangga, Bandung.
Daryanto,Y., 2007, “Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga
Bayu”, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2005. Pengelolaan
Energi Nasional.
Ginting, Soeripno, J., 1993, “Pemasangan dan Uji Coba Pemanfaatan Kincir
Angin Poros Horisontal.”, Lembaga Fisika Nasional LIPI, Bandung.
Johnson, G.L., 2006,“Wind Energy System”, Manhattan. Diakses : Tanggal 1 April 2015.
