Kincir angin poros horisontal tiga sudu berbahan komposit, diamater 100 cm, lebar maksimum 13 cm pada jarak 20 cm dari sumbu poros

Teks penuh

(1)

i

KINCIR ANGIN POROS HORISONTAL TIGA SUDU BERBAHAN

KOMPOSIT, DIAMETER 100 CM, LEBAR MAKSIMUM 13 CM PADA

JARAK 20 CM DARI SUMBU POROS

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Diajukanoleh :

ARKO JANSER SITINJAK

NIM :125214049

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

THE WINDMILL A HORISONTAL THREE BLADE, DIAMETER OF

100 CM COMPOSITE MADE, THE MAXIMUM WIDTH 13 CM OF

20 CM OF THE AXIS THE SHAFT

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

to obtain Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering

By :

ARKO JANSER SITINJAK

Student Number :125214049

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

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

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Arko Janser Sitinjak

Nomor Mahasiswa : 125214049

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :

KINCIR ANGIN POROS HORISONTAL TIGA SUDU BERBAHAN

KOMPOSIT, DIAMETER 100 CM, LEBAR MAKSIMUM 13 CM

PADA JARAK 20 CM DARI SUMBU POROS

Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, Oktober 2016

Yang menyatakan,

Arko Janser Sitinjak

(7)

vii INTISARI

Energi sangat diperlukan dalam menjalankan aktivitas perekonomian Indonesia, baik untuk kebutuhan konsumsi maupun untuk aktivitas produksi berbagai sektor perekonomian. Eksplorasi sumber daya energi lebih banyak difokuskan pada energi fosil yang bersifat unrenewable resources sedangkan energi yang bersifat renewable relatif belum banyak dimanfaatkan. Kondisi ini menyebabkan ketersediaan energi fosil, khususnya minyak mentah, semakin langka yang menyebabkan Indonesia saat ini menjadi net importir minyak mentah dan produk-produk turunannya. Dari aspek konsumsi menunjukkan bahwa konsumsi energi Indonesia mengalami peningkatan dari tahun ke tahun. Pada periode 2000-2008, konsumsi energi akhir mengalami peningkatan rata-rata per tahun sebesar 2.73 persen dari 764.40 Juta SBM menjadi 945.52 Juta SBM.

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.Kincir angin poros horisontal tiga sudu, diameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm pada jarak 20 cm dari sumbu poros. Terdapat tiga perlakuan kecepatan angin: kecepatan angin 10,2 m/s, 8,2 m/s dan 6,1 m/s. 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 penelitian ini, kincir angin dengan kecepatan angin 6,1 m/s menghasilkan koefisien daya mekanis maksimal sebesar 37,2% pada tip speed ratio 4,48, daya sebesar 39,1 watt dan torsi sebesar 0,82 N.m. Kincir angin dengan kecepatan output angin 8,2 m/s menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 19,2% pada tip speed ratio 3,76, daya output sebesar 49 watt dan torsi sebesar 0,85 N.m. Kincir angin dengan kecepatan angin 10,2 m/s menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 11,9% pada tip speed ratio 3,31, daya output sebesar 58,9 watt dan torsi sebesar 0,93 N.m. Kincir angin dengan kecepatan angin 6,1 m/s memiliki nilai koefisien daya maksimal dan tip speed ratio paling tinggi.

(8)

viii ABSTRACT

Energy is extremely necessary in running the economic development in Indonesia, whether in terms ofconsumption needs or production activities. The energy resource exploration has been mostly focused on fossil energy, which is unrenewable, rather than the renewable one. Such a conditionmay cause the fossil availability, in particular crude oil, becomes rare that makes Indonesia as an oil net importer state along with other derivatives. From consumption point of view, it shows that Indonesia's energy consumption has been increasing annualy. Between 2000-2008,our energy consumption has been increasing for 2.73 percent each yeaf from 754.40 million DBM up to 945.52 million SBM.

Based on this current condition, an idea emerges to create a renewable alternative energy, for instance wind, through a research on windmill. This research aims to analyse the windmill's performance including the torque, power comparison, maximum power coefficient, and tip speed ratio. The three edge horizontalwindmill, maximum width of 13 cm on the distance from the pole of 20 cm. There are three treatments towards wind velocity: 10.2 m/s, 8.2 m/s, and 6.1 m/s. The windmill was then connected to a lightning mechanism. The torque value gained through a digital measurement mechanism, the windmill rotation measured by tachometer, the wind velocity measured by anemometer, and wind availability by wind tunnel 15 Hp.

This research shows that windmill with 6.1 m/s wind velocity creates maximum mechanic power coefficient of 37.2% at 4.48 tip speed ratio, 39.1 watr power, and 0.82 N.m torque. Windmill with wind velocity output of 8.2 m/2 creates maximum mechanix power of 19.2% at 3.76 tip speed rario, output power of 49 watt and 0.85 N.m torque. Windmill with 10.2 m/2 wind velocity creates 11.9% of maximum power coefficient at 3.31 tip speed ratio, output power of 58.9 watt and 0.93 N.m torque. Windmill with 6.1 m/s has the highest value of maximum power coefficient and tip speed ratio.

(9)

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan berkah-Nya, penulis dapat menyelesaikan 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.,Ph.D. 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 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. Dr. Drs.Vet. Asan Damanik, M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan saran, kritik dan bimbingan selama penulis belajar di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

(10)

x

6. Lonser Sitinjak, Ferida Damanik., S.Pd dan Arta Irwanto selaku keluarga yang selama ini memotivasi dan memberi semangat selama pembuatan skripsi.

7. Teman-teman Teknik Mesin Angkatan 2012 Universitas Sanata Dharma dan teman-teman dari penulis lainnya yang tidak bisa disebutkan satu per satu.

Yogyakarta, Oktober 2016

(11)

xi DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... v

LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

INTISARI ... vii

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 3

2.2.1 Kincir Angin Sumbu Horisontal ... 7

(12)

xii

2.3 Hubungan Antara Koefisien Daya Terhadap tip speed ratio (tsr)... 10

2.4 Rumus Perhitungan ... 11

BAB III METODE PENELITIAN... 28

3.1 Diagram Penelitian ... 28

3.2 Alat Dan Bahan ... 29

3.3 Desain Kincir ... 33

3.4 Pembuatan Sudu Kincir Angin ... 34

3.5 Langkah Penelitian ... 40

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ... 42

(13)

xiii

4.2 Pengolahan Data Dan Perhitungan... 44

4.2.1 Perhitungan Daya Angin ... 44

4.2.2 Perhitungan Torsi ... 45

4.2.3 Perhitungan Daya Kincir ... 45

4.2.4 Perhitungan Daya Listrik ... 46

4.2.5 Perhitungan tip speed ratio (tsr) ... 46

4.2.6 Perhitungan Koefisien Daya (Cp) ... 47

4.3 Data Hasil Perhitungan ... 47

4.4 Grafik Hasil Perhitungan ... 49

4.4.1 Grafik Hubungan Antara rpm Dan Daya Mekanis Untuk Tiga Kecepatan Angin ... 50

4.4.2 Grafik Hubungan Antara rpm Dan Daya Elektris Untuk Tiga Kecepatan Angin ... 51

4.4.3 Grafik Hubungan Antara rpm Dan Torsi Untuk Tiga Kecepatan Angin ... 52

(14)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Angin Laut dan Angin Darat ... 5

Gambar 2.2 Angin Lembah ... 6

Gambar 2.3 Angin Gunung ... 6

Gambar 2.4 Kincir Angin Poros Horizontal ... 8

Gambar 2.5 Kincir Angin Poros Vertikal ... 10

Gambar 2.6 Grafik Koefisien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) ... 10

Gambar 2.7 Pembagian Komposit Berdasarkan Penguatnya ... 16

Gambar 2.8 Ilustrasi Komposit Berdasarkan Penguatnya ... 16

Gambar 2.9 Jenis – Jenis Serat Alami ... 18

Gambar 2.10 Jenis – Jenis Serat Sintetis ... 18

Gambar 2.11 Serat Kaca ... 19

Gambar 2.12 Kurva Tegangan/Regangan Sistem Matriks Ideal ... 21

Gambar 2.20 Kurva Tegangan/Regangan Terhadap Kegagalan Serat... 22

Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian Kincir Angin ... 28

Gambar 3.2 Sudu Kincir Angin ... 30

Gambar 3.3 Dudukan Sudu ... 30

Gambar 3.4 Fan Blower ... 31

Gambar 3.5 Tachometer ... 32

Gambar 3.6 Timbangan Digital ... 32

Gambar 3.7 Anemometer ... 32

Gambar 3.8 Voltmeter ... 32

Gambar 3.9 Amperemeter ... 33

Gambar 3.10 Skema Pembebanan Lampu ... 33

Gambar 3.11 Desain Kincir ... 34

(15)

xv

Gambar 3.13 Pembentukan Sudu Pada Pipa ... 36

Gambar 3.14 Bentuk Cetakan Sudu Kincir Angin ... 36

Gambar 3.15 Pelapisan Mal ... 37

Gambar 3.16 Resin dan Katalis ... 37

Gambar 3.17 Pengolesan dan Katalis Kecetakan ... 38

Gambar 3.18 Peletakan Serat Gelas Pada Cetakan Sudu ... 38

Gambar 3.19 Penempatan Plat Pada Pangkal Sudu ... 39

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Putaran Poros (rpm) Dan Daya Mekanis Pada Tiga Kecepatan Angin, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 50

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Putaran Poros (rpm) Dan Daya Elektris Pada Tiga Kecepatan Angin, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 51

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros (rpm) Dan Torsi Pada Tiga Kecepatan Angin, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 52

(16)

xvi

(17)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1Tingkat Kecepatan Angin ... 4 Tabel 2.2 Sifat-sifat dari jenis-jenis fiber-glass ... 20 Tabel 2.3 Sifat Serat ... 20 Tabel 4.1 Data Pengujian Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin10,2 m/s, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 42 Tabel 4.2 Data Pengujian Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin 8,2 m/s, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 43 Tabel 4.3 Data Pengujian Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin 6,1 m/s, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 43 Tabel 4.4 Data Perhitungan Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin 10,2 m/s, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 48 Tabel 4.5 Data Perhitungan Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin 8,2 m/s, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ... 48

Tabel 4.6 Data Perhitungan Tiga Sudu Pada Variasi Kecepatan Angin 6,1 m/s, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit,

(18)

xviii

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)

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang Masalah

Indonesia merupakan negara yang kaya dengan sumber daya energi baik energi yang bersifat unrenewable resources maupun yang bersifat renewable resources. Namun demikian, eksplorasi sumber daya energi lebih banyak difokuskan pada energi fosil yang bersifat unrenewable resources sedangkan energi yang bersifat renewable relatif belum banyak dimanfaatkan. Kondisi ini menyebabkan ketersediaan energi fosil, khususnya minyak mentah, semakin langka yang menyebabkan Indonesia saat ini menjadi net importir minyak mentah dan produk-produk turunannya.

Menurut Kementrian Energi dan Sumber daya Mineral (2009) cadangan energi minyak mentah Indonesia hanya dapat diproduksi atau akan habis dalam kurun waktu 22.99 tahun, gas selama 58.95 tahun dan batubara selama 82.01 tahun. Hasil perhitungan ini menggunakan asumsi bahwa tidak ditemukan lagi ladang-ladang baru sebagai sumber energi fosil. Cadangan energi dapat meningkat (bertahan lama) apabila ditemukan landang-ladang yang baru.

(20)

2

listrik dan batubara Kementrian Energi Dan Sumberdaya Mineral (2009). Dengan semakin menipisnya cadangan energi fosil pada satu sisi, sementara disisi lain konsumsi energi terus mengalami peningkatan menjadi ancaman terhadap perkembangan perekonomian Indonesia. Oleh karenanya berbagai upaya perlu dilakukan untuk mendorong pemanfaatan penggunaan energi yang efisien diiringi dengan pencarian sumber-sumber energi fosil baru secara intensif dan mengembangkan energi alternatif yang bersifat renewable resources.

Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan yangn paling berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA ( World Wind Energy Association), sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1 % dari total kelistrikan secara globa. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pembuatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2012 total kapasitas pembangkit listrik tenaga angin secara global tercapai. Perkembangan pemanfaatan energi angin secara global dapat dilihat pada Gambar 1.1.

(21)

3

Ditengah potensi angin melimpah di kawasan Indonesia, total kapasitas terpasang dalam sistem konversi energi angin saat ini kuran g dari 800 kilowatt. Diseluruh Indonesia, lima unit kincir angin pembangkit berkapasitas masing-masing 80 Kilowatt (kW) sudah dibangun. Tahun 2007, tujuh unit dengan kapasitas sama menyusul dibangun di empat lokasi, masing-masing di Pulau Selayar tiga unit, Sulawesi Utara dua unit dan Nusa Penida, bali, serta Bangka Belitung, masing-masing satu unit.

1.2 Rumusan Masalah

Masalah yang dapat dirumuskan dalam penelitian ini adalah :

a. Diperlukan kincir angin yang mampu mengkonversi energi angin menajdi energi listrik dengan maksimal sehingga koefisien daya ( ) yang diperoleh tinggi.

b. Pengggunaan bahan komposit serat (PMC) dalam pembuatan sudu. c. Menciptakan kincir angin yang dapat dijangkau oleh masalah luas.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

a. Membuat kincir angin poros horizontal berbahan komposit menggunakan pipa pvc 8 Inchi sebagai cetakan sudu.

(22)

4

c. Mengetahui unjuk kerja kincir angin berbahan komposit tiga sudu, diameter 1 m, lebar maksimal sudu 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros pada tiga kecepatan angin.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah yang ada dalam penelitian ini adalah :.

a. Sudu kincir angin menggunakan bahan komposit berjumlah tiga dengan berat persudu 215 gram.

b. Menggunakan Amperemeter, Voltmeter, Tachometer dan Fan Blower 15 Hp sebagai alat pengujian.

c. Menggunakan kecepatan angin 6,1 m/s, 8,2 m/s dan 10,2 m/s sebagai variasi kecepatan angin.

d. Penelitian dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah sebegai berikut :

a. Kincir angin ini dapat dimanfaatkan sebagai salah satu aplikasi pemanfaatan energi terbarukan.

b. Dalam pembuatan skala besar mampu menghasilkan energi listrik dalam jumlah besar.

(23)

4 BAB II

DASAR TEORI

2.1 Angin

Angin adalah udara yang bergerak, angin terjadi karena perbedaan tekanan di permukaan bumi. Angin bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Perbedaan tekanan ini disebabkan oleh perbedaan penerimaan dan penyerapan panas matahari oleh bumi. Energi angin dimanfaatkan sebagai sumber pembangkit listrik tenaga angin (PLTA) dengan memanfaatkan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, angin memutar kincir angin yang kemudian memutar rotor pada generator. Energi listrik yang dihasilkan bisa dimanfaatkan secara langsung, ataupun disimpan dengan menggunakan battery.Kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik dapat dilihat Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin.

Batas minimum untuk menggerakkan kincir ialah angin kelas 3 dan batas maksimum adalah angin kelas 8.

Kelas Kecepatan Angin Angin (m/s)

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 bergoyang, petunjuk arah angin bergerak 5 5,5 – 7,9 Debu jalanan dan kertas berterbangan, ranting pohon bergoyang 6 8,0 – 10,7 Ranting pohon bergoyang, bendera berkibar

7 10,8 – 13,8 Ranting pohon besar bergoyang, air kolam bergoyang kecil 8 13,9 – 17,1 Ujung pohon melengkung, hembusan angin terasa di telinga 9 17,2 – 20,7 Dapat mematahkan ranting pohon, jalan berat melawan arah angin 10 20,8 – 24,4 Dapat mematahkan ranting pohon, rumah rubuh 11 24,5 – 28,4 Dapat merubuhkan pohon dan menimbulkan kerusakan

12 28,5 – 32,5 Dapat menimbulkan kerusakan parah

13 32,6 – 42,3 Angin Topan

(24)

5

2.1.1 Jenis Angin

1. Angin Laut

Angin laut adalah angin yang terjadi pada waktu siang hari,angin ini bergerak dari laut atau danau menuju daratan. Hal ini terjadi dikarenakan udara diatas daratan mengalami pemanasan lebih cepat dibandingkan udara diatas permukaan air, sehingga tekanan udara diatas daratan lebih rendah dibandingkan di atas permukaan laut atau danau seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1.

2. Angin Darat

Angin darat adalah angin yang terjadi pada waktu malam hari, angin ini bergerak dari darat menuju laut. Hal ini terjadi dikarenakan udara diatas daratan mengalami pendinginan lebih cepat dibandingkan udara diatas permukaan air, sehingga tekanan udara diatas permukaan laut atau danau menjadi lebih rendah dibandingkan di atas daratan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.1 Angin Laut. Gambar 2.2 Angin darat.

3 Angin Lembah

(25)

6

cepat dibandingkan lembah, sehingga tekanan udara di atas permukaan gunung menjadi lebih rendah dibandingkan di atas permukaan lembah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3.

4. Angin Gunung

Angin gunung adalah angin yang terjadi pada waktu malam hari di kawasan pengunungan di seluruh dunia. Angin ini bergerak dari gunung menuju lembah. Hal ini terjadi dikarenakan udara di atas gunung mengalami pendingin lebih cepat dibandingkan di atas permukaan lembah, sehingga tekanan udara di atas permukaan lembah menjadi lebih rendah di atas permukaan gunung seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.3 Angin Lembah Gambar 2.4 Angin Gunung

.

5. Angin Muson

(26)

7

samudra. Contoh perairan dan samudra yang dilewati adalah Laut China Selatan dan Samudra Hindia. Angin Musim Barat menyebabkan Indonesia mengalami musim hujan. Angin ini terjadi pada bulan Desember, Januari dan Februari, dan maksimal pada bulan januari dengan Kecepatan Minimum 3 m/s.Angin Musim/Muson Timur adalah angin yang mengalir dari Benua Australia(musim dingin) ke Benua Asia (Musim panas) sedikit curah hujan (kemarau) di Indonesia bagian timur karena angin melewati celah-celah sempit dan berbagai gurun (Gibson, Australia Besar, dan Victoria). Ini yang menyebabkan Indonesia mengalami musim kemarau. Terjadi pada bulan juni, juli dan Agustus, dan maksimal pada bulan juli.

Gambar 2.5 Contoh ( ) angin muson barat dan (---) angin muson timur.

2.2 Kincir Angin

(27)

8

waktu itu banyakdigunakan untuk irigasi, menumbuk hasil pertanian, penggilingan gandum danpembangkit tenaga listrik. Secara umum kincir angin digolongkan menjadi duajenisnya menurut porosnya yaitu kincir angin poros horisontal dan kincir angin porosvertikal.

2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal

Kincir Angin Poros Horisontal atau propeler adalah kincir angin yang memilikiporos utama sejajar dengan tanah dan arah poros utama sesuai dengan arah angin.Kincir angin Poros Horisontal ini memiliki jumlah bilah lebih dari dua, kincir anginini dapat berputar dikarenakan adanya gaya aeorodinamis yang bekerja pada suatukincir. Beberapa jenis kincir angin poros horisontal yang telah banyak dikenal diantaranya ditunjukkan pada Gambar 2.6. Kekurangan dan kelebihan kincir angin poros horisontal:

Kelebihan kincir angin poros horizontal:

1. HAWT mampu mengkonversi energi angin pada kecepatan tinggi. 2. Setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan meningkat sebesar 20%. 3. HAWT tidak memerlukan karateristik angin karena arah angin

langsung menujurotor.

Kekurangan kincir angin poros horizontal:

1. Dibutuhkan konstruksi menara untuk menyangga bilah – bilah, transmisi roda gigi, dan generator.

(28)

9

3. HAWT membutuhkan mekanisme control yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.

Gambar 2.6 Contoh kincir angin poros horisontal.

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal

(29)

10

Kelebihan kincir angin poros vertikal:

1. Dapat menerima arah angin dari segala arah. 2. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar. 3. Dapat bekerja pada putaran rendah.

4. Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah.

5. Tidak perlu mengatur sudut – sudut untuk menggerakan sebuah generator. Kelemahan kincir angin poros vertikal:

1. Bekerja pada putaran rendah, sehingga energi angin yang dihasilkan kecil. 2. Hanya dapat mengkonversi energi angin 50% dikarenakan adanya gaya

dragtambahan.

3. Bekerja pada putaran rendah, sehingga energi angin yang dihasilkan kecil. 4. 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.

Darrieus Savonius

(30)

11

2.3 Grafik Hubungan Antara Cp dan tip speed ratio (tsr)

Menurut Albert Betz Ilmuan Jerman bahwa koefisien daya maksimal dari kincirangin adalah sebesar 59% seperti yang terlihat pada Gambar 2.9 Dia menamai batasmaksimal tersebut dengan Betz limit.

Gambar 2.8 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (Cp) dengan tip speed ratio (tsr) dari beberapa jenis kincir.

2.4 Rumus Perhitungan

Berikut ini adalah rumus–rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungandan analisis kerja kincir angin yang diteliti.

2.4.1 Rumus Energi Kinetik

(31)

12

(1)

dengan :

: Energi kinetic (Joule). : Massa ( kg ).

: Kecepatan angin (m/s).

Daya adalah energi persatuan waktu, sehingga dapat dituliskan dengan rumussebagai berikut :

(2)

dengan :

P : Daya angin (watt)

: Massa udara yang mengalir pada satuan waktu (kg/s) dimana :

= (3)

dengan :

: Massa jenis udara (kg/m³).

A : Luas penampang sudu (m²).

Dengan mengunakan persamaan (3), daya angin dapat dirumuskan menjadi

= , yang dapat disederhanakan menjadi :

(32)

13

2.4.2 Rumus Perhitungan tip speed ratio (tsr)

Tip speed ratio adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir angin dengan kecepatan angin.Kecepatan diujung sudu (Vt) dapat dirumuskan sebagai :

(5)

dengan :

: Kecepatan ujung sudu. : Kecepatan sudut (rad/s). :Jari – jari kincir (m).

sehingga tsr-nya dapat dirumuskan sebagai berikut:

(6)

dengan :

r : jari – jari kincir (m).

n : Putaran poros kincir tiap menit (rpm).

v : Kecepatan angin (m/s).

2.4.3 Rumus Torsi

Torsi adalah hasil kali dari gaya pemebebanan (F) dengan panjang lengantorsi (l). Perhitungan torsi dapat dirumuskan sebagai berikut :

(7)

dengan :

F : Gaya pembebanan (N).

(33)

14

2.4.4 Rumus Daya Mekanis

Daya yang dihasilkan kincir (Pout) adalah daya yang dihasilkan kincir akibat adanya angin yang melintasi sudu kincir. Sehingga daya kincir yang dihasilkan oleh gerakkan melingkar kincir dapat dirumuskan :

(8)

dengan :

T : Torsi (N.m).

: kecepatan sudut (rad/s).

Dengan ini untuk daya yang dihasilkan kincir dapat dinyatakan dengan persamaan (7), yaitu :

(9)

dengan :

: Daya yang dihasilkan oleh kincir angin (watt).

T : Torsi (N.m).

n : Putaran poros (rpm)

2.4.5 Rumus Daya Listrik

Daya Listikadalah daya yang dihasilkan generator. Sehingga daya kincir yang dihasilkan oleh generator dapat dirumuskan :

(10)

Dengan :

(34)

15

2.4.6 Koefisien Daya

Koefisien Daya (Cp) adalah bilangan tak berdimensi yang menunjukkan perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin).Sehingga Cp dapat dirumuskan :

(11)

dengan :

: Koefisien Daya, %

: Daya yang disediakan oleh angin. : Daya yang dihasilkan kincir.

2.5 Komposit

Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit).

Beberapa definisi komposit sebagai berikut

1. Tingkat dasar : pada molekul tunggal dan kisi kristal, bila material yang disusun dari dua atom atau lebih disebut komposit (contoh senyawa, paduan, polymer dan keramik)

(35)

16

3. Makrostruktur : material yang disusun dari campuran dua atau lebih penyusun makro yang berbeda dalam bentuk dan/atau komposisi dan tidak larut satu dengan yang lain disebut material komposit (definisi secara makro ini yang biasa dipakai).

2.5.1 Tujuan Pembuatan Material Komposit

Berikut ini adalah tujuan dari dibentuknya komposit, yatu sebagai berikut : 1. Mempermudah design yang sulit pada manufaktur.

2. Menjadikan bahan lebih ringan.

2.5.2 Properties Komposit

Sifat maupun Karakteristik dari komposit ditentukan oleh: 1. Material yang menjadi penyusun komposit

Karakteristik komposit ditentukan berdasarkan karakteristik material penyusun menurut rule of mixture sehingga akan berbanding secara proporsional.

2. Bentuk dan penyusunan struktural dari penyusun

Bentuk dan cara penyusunan komposit akan mempengaruhi karakteristik komposit.

3. Interaksi antar penyusun

Bila terjadi interaksi antar penyusun akan meningkatkan sifat dari komposit.

2.5.3 Klasifikasi Komposit

(36)

17

Gambar 2.9 Klasifikasi komposit Berdasarkan bentuk dari matriks-nya.

Gambar 2.10 Matriks dari beberapa tipe komposit.

A. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC)

Komposit ini memiliki sifat seperti : ketangguhan yang baik, tahan simpan, kemampuan memngikuti bentuk, lebih ringan dan lain sebagainya.

Keuntungan dari PMC :

1) Ringan 2) Specific stiffness tinggi

3) Specific strength tinggi 4) Anisotropy Jenis polimer yang banyak digunakan :

1) Thermoplastic

Thermoplastic adalah plastic yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang

Matriks phase/ reinforcement

phaase Metal Ceramic Polymer

Metal Powder metallurgy parts - combining inmiscible metals

Polymer Kevlar fibers in an

(37)

18

akanmenjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Contoh dari thermoplastic yaitu Poliester, Nylon 66, PP, PTFE, PET, Polieter sulfon, PES, dan Polieter eterketon (PEEK).

2) Thermoset

Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis termoset tidakbegitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat termoplastik.

B. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC)

Metal Matrix composites adalah salah satu jenis komposit yang memiliki matrik logam. Material MMC mulai dikembangkan sejak tahun 1996. Pada mulanya yangditeliti adalah Continous Filamen MMC yang digunakan dalam aplikasi aerospace.

Kelebihan MMC dibandingkan dengan PMC :

1) Transfer tegangan dan regangan baik. 2) Ketahanan temperature tinggi 3) Tidak menyerap kelembapan. 4) Tidak mudah terbakar.

(38)

19

Kekurangan MMC : 1) Biayanya mahal

2) Standarisasi material dan proses yang sedikit Proses pembuatan MMC :

1) Powder metallurgy 2) Casting/liquid ilfiltration 3) Compocasting

4) Squeeze casting

C. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC)

CMC merupakan material 2 fasa dengan 1 fasa berfungsi sebagai

reinforcement dan 1 fasa sebagai matriks, dimana matriksnya terbuat dari keramik. Reinforcement yang umum digunakan pada CMC adalah oksida, carbide, dan nitrid. Salah satu proses pembuatan dari CMC yaitu dengan proses DIMOX, yaitu proses pembentukankomposit dengan reaksi oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matriks keramik disekeliling daerah filler (penguat). Matrik yang sering digunakan pada CMC adalah :

1) Gelas anorganic. 2) Keramik gelas 3) Alumina 4) Silikon Nitrida Keuntungan dari CMC :

1) Dimensinya stabil bahkan lebih stabil daripada logam.

(39)

20

3) Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus. 4) Unsur kimianya stabil pada temperature tinggi. 5) Tahan pada temperatur tinggi (creep).

Kerugian dari CMC

1) Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar 2) Relative mahal dan non-cot effective 3) Hanya untuk aplikasi tertentu

Adapun pembagian komposit berdasarkan penguatnya dapat dilihat dari gambar 2.11Pembagian komposit berdasarkan penguatnya.

Gambar 2.11 Pembagian komposit berdasarkan penguatnya.

Dari gambar 2.11 komposit berdasakan jenis penguatnya dapat dijelasakan sebagaiberikut :

a. Particulate composite, penguatnya berbentuk partikel b. Fibre composite, penguatnya berbentuk serat

c. Structural composite, cara penggabungan material komposit

(40)

21

Gambar 2.12 Illustrasi komposit berdasarkan penguatnya.

1. Partikel sebagai penguat (Particulate composites)

Keuntungan komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel: a) Kekuatan lebih seragam pada berbagai arah.

b) Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan kekerasanmaterial.

c) Cara penguatan dan pengerasan oleh partikulat adalah dengan menghalangi pergerakan dislokasi.

Proses produksi pada komposit yang disusun oleh reinforcement berbentuk partikel:

a) Metalurgi Serbuk b) Stir Casting c) Infiltration Process d) Spray Deposition e) In-Situ Process

Panjang partikel dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut : 1) Large particle

(41)

22

sebagai matriksdan sand sebagai atau gravel, cemet sebagai matriks dan sand sebagai partikel,Sphereodite steel (cementite sebagai partikulat), Tire (carbon sebagai partikulat),Oxide-Base Cermet (oksida logam sebagai partikulat).

Gambar 2.13 a. Flat flakes sebagai penguat (Flake composites) b. Fillers sebagai penguat (Filler composites).

2) Dispersion strengthened particle

a) Fraksi partikulat sangat kecil, jarang lebih dari 3%. b) Ukuran yang lebih kecil yaitu sekitar 10-250 nm. 2. Fiber sebagai penguat (Fiber composites)

(42)

23

a) Mempunyai diameter yang lebih kecil dari diameter bulknya (matriksnya)namun harus lebih kuat dari bulknya.

b) Harus mempunyai tensile strength yang tinggi.

Parameter fiber dalam pembuatan komposit, yaitu sebagai berikut : a) Distribusi b) Konsentrasi c) Orientasi

d) Bentuk e) ukuran

Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat komposit, yaitu :

Gambar 2.14 Tipe serat pada komposit.

a) Continuous Fiber Composite.

(43)

24

b) Woven Fiber Composite (bi-dirtectional).

Komposit ini tidak mudah terpengaruh pemisahan antar lapisan karena susunanseratnya juga mengikat antar lapisan. Akan tetapi susunan serat memanjangnya yang tidak begitu lurus mengakibatkan kekuatan dan kekakuan tidak sebaik tipe continuous fiber.

c) Discontinuous Fiber Composite (chopped fiber composite).

Komposit dengan tipe serat pendek masih dibedakan lagi menjadi 3, seperti yang ditunjukkan gambar 2.15.

Gambar 2.15 Tipe discontinuous fiber.

1) Aligned discontinuous fiber

2) Off-axis aligned discontinuous fiber 3) Randomly oriented discontinuous fiber

(44)

25

d) Hybrid fiber composite

Hybrid fiber composite merupakan komposit gabungan antara tipe serat lurusdengan serat acak. Pertimbangannya supaya dapat mengeliminir kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

2.6 Serat

Serat adalah suatu jenis bahan berupa potongan – potongan komponen yang membrntuk jaringan memanjang yang utuh. Seratdibagi menjadi dua kategori, yakni Serat Alam dan Serat Buatan. Serat alam menurut Jumaeri, (1977:5), yaitu “Serat yang langsung diperoleh di alam. Sedangkan Serat Buatan menurut Jumaeri, (1979:35), yaitu “Serat yang molekulnya disusun secara sengaja oleh manusia. Sifat-sifat umum dari serat buatan, yaitu kuat dan tahan gesekan”.

2.6.1 Serat Alami

Serat alami meliputi serat yang diproduksi oleh tumbuh-tumbuhan, hewan, dan proses geologis seperti yang ditunjukkan gambar 2.16. Serat jenis ini bersifat dapat mengalami pelapukan. Serat alami dapat digolongkan ke dalam:

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. Serat tumbuhan digunakan sebagai bahan pembuat kertas dan tekstil. Serat tumbuhan juga penting bagi nutrisi manusia.

(45)

26

3. Serat hewan, umumnya tersusun atas protein tertentu. Contoh dari serat hewan yang dimanfaatkan oleh manusia adalah Sutra dan bulu domba (Wol).

2.6.2 Serat Sintetis

Serat sintetis atau serat buatan manusia umumnya berasal dari bahan petrokimia. Namun demikian, ada pula serat sintetis yang dibuat dari selulosa alami seperti rayon. Pada gambar 2.17 menampilkan jenis –jenis serat sintetis.

2.6.3 Serat Kaca

Kaca serat (Bahasa Inggris: fiberglass) atau sering diterjemahkan menjadi serat gelas adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm – 0,01 mm. Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi.Pada gambar 2.18 menunjukkan gambar dari serat kaca. Sifat-sifat fiber-glass, yaitu sebagai berikut :

1. Density cukup rendah (sekitar 2,55 g/cc).

2. Tensile strengthnya cukup tinggi (sekitar 1,8 GPa). 3. Biasanya stiffnessnya rendah (70GPa).

4. Stabilitas dimensinya baik. 6. Tahan korosi.

(46)

27

2. Tahan korosi.

3. Biayanya relatif lebih rendah dari komposit lainnya. Kerugian dari penggunaan fiber-glass yaitu sebagai berikut :

1. Kekuatannya relatif rendah 2. Elongasi tinggi

3. Kekuatan dan beratnya sedang (moderate). Jenis-jenisnya antara lain :

1. E-glass 2. C-glass 3. S-glass

(47)

28

(48)

29

(49)

30

Tabel 2.2 Sifat-sifat dari jenis-jenis fiber-glass.

Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Diakses Juni 2016.

Tabel 2.3 Sifat Serat

Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Diakses Juni 2016.

2.7Matriks

Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matriks mempunyai fungsi sebagai berikut :

a. Mentrasfer tegangan ke serat. b. Melindungi serat.

c. Melepaskan ikatan koheren permukaan matrik dan serat.

Matriks juga berperan memberikan rintangan terhadap serangan alam sekitar dan melindungi permukaan gentian dari pada lelasan atau abrasi secara mekanikal.

Serat Kekuatan

Karbon (Dasar Rayon viskus) 2 0,6 1,66 350 210

Karbon* (Dasar PAN) 1,8 0,5 1,99 400 200

Gelas (Jenis E) 3,2 2,3 2,54 75 30

Baja 3,5 2 7,8 200 26

Kevlar 3,2 6,5 1,44 57 40

Nilon 66 0,9 14 1,14 7 6

(50)

31

Pada gambar 2.19memperlihatkan kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem matriks ideal. Kurva untuk matriks menunjukkan kekuatan puncak tinggi, kekakuan tinggi (ditunjukkan dengan kemiringan awal) dan regangan tinggi terhadap kegagalan. Hal ini berarti bahwa matriks pada awalnya kaku tetapi pada waktu yang sama tidak akan mengalami kegagalan getas.

Gambar 2.19 Kurva Tegangan/Regangan Sistem Matriks Ideal.

(51)

32

Gambar 2.20Kurva Tegangan/Regangan Terhadap Kegagalan Serat.

2.7.1 Resin

Kata “resin” telah diterapkan di dunia moderen untuk semua hampir komponen dari cairan yang akan di tetapkan menjadi lacquer keras atau enamel seperti barang jadi. Contohnya adalah cat kuku,sebuah produk moderen yang berisi resin yang merupakan senyawa organik,tetapi resin tanaman tidak kalsik.Tentunya pengecoran resin dan resin sintetis (seperti epoxy resin )juga telah diberi nama resin karena merekan memperkuat dengan cara yang sama seperti beberapa resin tanaman ,tetapi resin sintetis monomer cair thermosetting plastik,tidak berasal dari tanaman.

2.7.2 Jenis – Jenis Resin

(52)

33

1. Resin Fenol

Fenol-fenol seperti fenol, kresol, klisenol dan lain sebagainya dikondensasikan dengan formadehida untuk menghasilkan termoset.

Keuntungannya adalah sebagai berikut :

a. Mudah dibentuk dan menguntungkan dalam kesetabilan dimensi. Kurang penyusutannya dan keretakannya.

b. Unggul dalam sifat isolasi listrik.

c. Relatif tahan panas dan dapat padam sendiri. d. Unggul dalam ketahanan asam.

Kekurangannya adalah sebagai berikut : a. Kurang tahan terhadap Alkali.

b. Aslinya agak berwarna, jadi tidak bebas dalam pewarnaan.

2. Resin Urea

Ini adalah resin termoset yang dapat lewat reaksi urea dan formalin, dimana urea dan formaldehid ( 37 % formalin) beraksi dalam alkali netral dan lunak. Resin urea sendiri lebih jelek dari pada resin fenol, resin melamin dan lain sebagainya. Dalam hal ketahanan air, kestabilan dimensi dan ketahan terhadap penuaan.

a. Pencetakan

(53)

34

b. Penggunaan

Bila benda cetakan kaku, tahan terhadap pelarut dan busur listrik, jernih dan dapat diwarnai secara bebas, maka bahan ini banyak digunakan untuk barang – barang kecil yang diperlukan sehari – hari seperti pelindung cahaya, soket dan lain – lain.

3. Resin Melamin

Bahan ini lebih unggul dalam bebrbagai sifat dari pada resin urea. a. Pencetakan

Seperti halnya resin urea, dilakukan pencetakan : tekanan, pengalihan dan injeksi. Suhu pencetakan 10 -20 0C lebih tinggi dari pada resin urea. Sebagai kondisi pencetakan standar, digunakan temperatur pencetakan 150-170 0C, tekanan pencetakan 150 – 250 kg/m2, waktu pencetakan 1 menit pada 160 0C atau 40 detik pada 170 0C per 1 mm tebal bahan.

b. Penggunaan

Barang – barang cetakan melamin dapat diwarnai secara bebas. Karena unggul dalam ketahanan air, ketahanan panas, ketahanan terhadap isolasi listrik, ketahanan busur listrik, bahan ini kegunaannya luas. Pengunaan utama adalah untuk: alat – alat makan, bagian – bagian komponen listrik dan mekanik.

4. Resin Poliester Tak Jenuh

(54)

35

lainnya, maka tak perlu diberi tekanan untuk pencetakan. Berdasarkan karakteristik ini, bahan dikembangkan secara luas sebagai plastik penguat serat ( FRP ) dengan menggunakan serat gelas.

5. Resin Epoksi

a. Proses Produksi Bahan

Pada saat ini produknya adalah kebanyakan merupakan kondensat dari bisfenol A (4-4’ dihidroksidifenil 2,2-propanon) dan epiklorhidrin. Bisfenol A diganti dengan novolak atau senyawa tak jenuh, siklopentadien, dsb. Resin epoksi bereaksi dengan pengeras dan menjadi unggul dalam kekuatan mekanik dan ketahanan kimia. Sifatnya bervariasi bergantung pada jenis, kondisi dan pencampuran dengan pengerasnya. Banyaknya campuran dihitung dari ekivalen epoksi (banyaknya resin yang mengandung 1 mol gugus epoksi dalam gram). b. Penggunaan Resin Epoksi.

Sebagai perekat hampir semua plastik dapat melekat cukup kuat kecuali resin silicon, fluoresin, polietilen dan polipropilen. Jenis yang lain adalah jenis yang paling sering dipakai. Paling luas digunakan dalam industry penerbangan, konstruksi dan listrik. Dan sebagai bahan cat dapat dipakai terhadap berbagai bahan, dan secara luas digunakan karena pelapisannya kuat, unggul dalam ketahanan air dan ketahanan kimia.

6. Resin Poliuretan

(55)

36

pelarut, maka digunakan untuk plastik busa, bahan elastis, cat perekat, kulit sintetis dan lain – lain.

a. Sifat – Sifat

Poliuretan dengan berbagai sifat dapat dibuat, bergantung pada bahan mentah yang dipilih, tetapi mengenai sifat – saifat yang umum, baik dalam elastisitas dan kekuatan, kekuatan tarik nya tinggi, unggul dalam ketahanan terhadap abrasi, penuaan, minyak, pelarut, dan sifat temperatur rendahnya yang menguntungkan namun demikian, mudah dehidrolisa, relatif kurang kuat terhadap asam dan alkali, dan warnanya mudah luntur oleh panas atau cahaya. b. Penggunaan

(56)

37 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 alirseperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin. Mulai

Perancangan kincir angin poros horisontal tiga sudu

Pembuatan cetakan kincir angin menggunakan pipa 8 inchi

Pembuatan kincir angin berbahan dasar komposit

Pengambilan data; , , , dan

Pengolahan data untuk mencari;

,

,

,

,

da

.

Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan

(57)

38

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 dipertanggung jawabkan kebenarannya.

2. Pembuatan Alat

Pembuatan alat uji kincir angin tipe ini 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 zumbu horizontal pada wind tunnel.

3.2 Alat dan Bahan

Model kincir angin horizontal ini d i b u a t dengan bahan dasar komposit serat gelas dengan 5 lapisan yang di susun secara teratur dan cara pembuatannya memerlukan cetakan yang sudah dibuat menggunakan bahan pipa 8 inchi dengan diameter kincir 100 cm.

1. Sudu kincir angin.

(58)

39

sudu memiliki bentuk dan ukuran yang sama, sudu kincir angin yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Sudu Kincir Angin.

2. Dudukan Sudu.

Dudukan sudu yang merupakan bagian komponen yang berfungsi untuk pemasangan sudu dan juga untuk mengatur kemiringan sudu. Dudukan sudu ini memiliki dua belas buah lubang untuk pemasangan sudu, untuk mengatur kemiringan sudu cukup memutar kemiringan plat dudukan sudu. Posisi plat dudukan dapat disesuaikan dengan kebutuhan yang diperlukan.

(59)

40

3. Fan blower.

Fanblower berfungsi untuk menghisap udara memutar kincir angin, fanblowerdengan daya power sebesar 15 Hp.

Gambar 3.4 Fan Blower.

4. Tachometer.

Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putar poros kincir yang dinyatakan dalam satuan rpm (rotation perminute).Jenis tachometer yang digunakan adalah digitallight tachometer, cara kerjanya cukup sederhana meliputi 3 bagian, yaitu: Sensor, pengolah data dan penampil.

5. Timbangan Digital.

Timbangan Digital digunakan untuk mengetahui beban generator pada saat kincir angin berputar. Timbangan Digital ini diletakan pada bagian lengan generator.

6. Anemometer.

(60)

41

tekanan angin, cuaca, dan tinggi gelombang laut.

Gambar 3.5 Tachometer. Gambar 3.6 Timbangan Digital.

7. Voltmeter.

Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan yang dihasilkan kincir angin oleh setiap variasinya.

Gambar 3.7 Anemometer. Gambar 3.8 Voltmeter.

8. Amperemeter.

(61)

42

9. Pembebanan.

Pembebanan yang dilakukan dengan menggunakan lampu bermaksud untuk mengetahui performa kincir angin. Variasi voltase lampu yang diberikan bermaksud supaya data yang dihasilkan lebih bervariasi. Lampu yang digunakan adalah lampu 40 watt sebanyak 8 buah, lampu 60 watt sebanyak 4 buah, lampu 75 watt sebanyak 3 buah dan lampu 100 watt sebanyak 8 buah.

Gambar 3.10 Skema Pembebanan Lampu. Gambar 3.9 Amperemeter.

3.3 Desain Kincir

(62)

43

Gambar 3.11 Desain kincir.

3.4 Pembuatan Sudu / Blade Kincir Angin

Pembuatan sebuah sudu / blade merupakan proses yang dilakukan secara bertahap serta membutuhkan alat dan bahan, seperti yang ditunjukkan oleh Tabel 3.1

Tabel 3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Sudu.

Dalam proses pembuatan sudu / blade dilakukan dengan beberapa tahapan. tahapan – tahapan pembuatan sudu seperti berikut:

A. Pembuatan Cetakan Pipa:

1. Memotong pipa 8 inchi dengan panjang 45 cm.

Pipa 8 inchi berfungsi sebagai mal / cetakan dari proses pembuatan sudu

ALAT

BAHAN

Mesin Bor Pipa 8 Inchi

Mesin Gerinda Tangan Katalis

Ampelas Resin

Timbangan Serat gelas

Kertas Karton Aluminium foil

(63)

44

blade kincir angin yang mana bahan yang digunakan adalah komposit. Proses memotong menggunakan gerinda dengan panjang pipa yang diinginkan adalah 45 cm. Setelah pipa dipotong, kemudian pipa di belah dua. Hal ini bertujuan pada saat pembentukan pipa dengan mal kertas agar lebih mudah dilakukan dan Pipa yang digunakan adalah Pipa Wavin D 8 inchi.

2. Membentuk Mal / cetakan kertas.

Mal atau cetakan kertas mempermudah pembentukan pipa menjadi sebuah sudu / balde. Mal ditempelkan pada pipa kemudian pipa ditandai sesuai dengan mal menggunakan spidol.

Gambar 3.12 Mal Kertas

3. Membentuk pipa dengan mal kertas.

Pipa yang telah ditandai oleh mal ketas, kemudian dipotong menggunakan gerinda. Proses pembentukan ini dilakukan secara bertahap, pemotongan di mulai dari garis mal yang mudah dipotong.

4. Menghaluskan pipa.

(64)

45

Gambar 3.13 Pembentukan sudu pada pipa.

Gambar 3.14 Bentuk cetakan sudu kincir angin.

B. Pembuatan sudu / blade: 1. Pelapisan cetakan pipa.

(65)

46

agar cetakan dengan sudu yang telah jadi tidak menempel.

Gambar 3.15 Pelapisan Mal. 2. Pencampuran Resin dan Katalis.

Pencampuran resin dan katalis dilkakukan didalam wadah/gelas. Katalis berfungsi untuk mengeraskan campuran dan resin adalah bahan yang dikeraskan.

Gambar 3.16 Resin dan Katalis

3. Pembuatan Sudu / Blade.

Dalam membuat sebuah sudu dengan bahan komposit yang terdiri dari Resin, Katalis dan Serat Glass. Proses pembuatan sudu / blade dilakukan secara berulang dan cepat. Karena saya mengharapkan sebuah sudu yang jadi nantinya terdiri dari lima lapis serat glass. Di antara lapisan kedua dan ketiga serat glass

diberikan sebuah plat alumunium pada pangkal sudu yang berukuran 2,5 cm x 6 cm. Pemberian sebuah plat pada lapisan serat glass bertujuan untuk

(66)

47

Langkah – langkah pembuatan sudu sebagai berikut:

a. Mengoleskan campuran resin dan katalis pada permukaan pipa yang telah dilapisi alumunium foil menggunakan kuas.

Gambar 3.17 Pengolesan resin dan katalis ke cetakan

b. Menempelkan lapisan pertama serat glass pada cetakan yang telah dioleskan campuran resin dan katalis.

Gambar 3.18 Peletakan serat glass pada cetakaan sudu

c. Mengoleskan campuran resin dan katalis pada lapisan serat glass pertama.

d. Menempelkan lapisan kedua serat glass kedua.

e. Mengoleskan campuran resin dan katalis pada lapisan serat gelas kedua.

f. Menempelkan plat alumuium diantara lapisan kedua dan ketiga Serat glass

(67)

48

Gambar 3.19 Peletakan plat pada ujung sudu kincir.

g. Menempelkan lapisan ketiga serat glass.

h. Mengoleskan campuran resin dan katalis pada lapisan ketiga serat glass.

i. Menempelkan lapisan keempat serat glass.

j. Mengoleskan campuran resin dan katalis pada lapisan keempat serat glass

k. Menempelkan lapisan kelima serat glass.

l. Mengoleskan campuran resin dan katalis pada lapisan kelima serat glass.

4. Pengeringan sudu / Blade

Setelah proses pembuatan sudu selesai dilakukan, kemudian sudu / blade dikeringkan dengan cara dijemur dibawah matahari. Proses pengeringan yang dilkukan dibawah matahari memerlukan waktu 2 -3 hari.

5. Finishing sudu / blade.

(68)

49

menyamakan berat sudu menjadi 215 gram menggunakan timbangan duduk digital.

6. Pembuatan Lubang Baut.

Pembuatan lubang pada sudu dilakukan menggunakan bor dengan diameter lubang baut 12.

3.5 Langkah Penelitian

Langkah yang dilakukan sebelum pengambilan data penelitian adalah pemaasangan kincir angin di depan fan blower, pemasangan komponen poros penghubung kincir angin dengan sistem pembebanan lampuyang berada dibagian belakang kincir Angin. Proses pengambilan data kecepatan angin, Putaran poros (rpm), tegangan, arus listrik dan pembebanan kincir angin ada beberapa hal yang perlu dilakukanyaitu:

1) Poros kincir di hubungkan dengan mekanisme pembebanan lampu. 2) Memasang Blade / Sudu pada dudukan sudu.

3) Memasang anemometer pada tiang di depan kincir angin untuk mengukur kecepatan angin.

4) Memasang timbangan digital pada lengan generator. 5) Memasang generator pada poros kincir angin. 6) Merangkai pembebanan lampu pada generator.

7) Jika sudah siap, fanblower dihidupkan untuk memutar kinicir.

(69)

50

8,2 m/s, percobaan ketiga kincir angin tiga sudu dengan kecepatan angin 6,1 m/s.

9) Untuk mengatur kecepatan angin dalam terowongan angin dengan cara memundurkan jarak gawang kincir angin terhadap fan blower agar dapat menentukan kecepatan angin.

10) Bila kecepatan angin dan variasi beban telah sesuai dengan yang diinginkan, maka pengukuran dapat dilakukan dengan membaca massa pengimbang yang terukur pada timbangan digital.

11) Mengukur kecepatan angin dengan menggunakan anemometer dan kecepatan kincir angin dengan mengunakanTachometer.

(70)

51 BAB IV

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Pengujian

Setelah sudu kincir angin poros horisontal berbahan komposit diuji, maka data seperti putaran poros, kecepatan angin, tegangan dan arus didapat. Seperti yang ditunjukkan oleh tabel 4.1, 4.2 dan 4.3.

(71)

52

(72)

53

Lanjutan Tabel 4.3

8 613 43,10 0,70 280

9 589 42,10 0,76 300

10 576 41,90 0,83 300

11 556 40,60 0,91 310

12 535 39,20 1,00 320

4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan

Dalam pengolahan data yang digunakan beberapa asumsi untuk mempermudah pengolahan dan perhitungan data sebagai berikut :

a. Percepatan gravitasi bumi = 9,81 m/s2 b. Massa jenis udara = 1.18 kg/m3

4.2.1 Perhitungan Daya Angin

Sebagai contoh perhitungan daya angin diambil dari tabel pengujian 4.3 pada pengujian keempat diperoleh kecepatan angin 10,2 m/s, massa jenis udara (ρ) sebesar 1,18 kg/m3 dan luas penampang (A) adalah 0,785 m2. Maka dapat dihitung daya angin sebesar :

= 492 watt

(73)

54

4.2.2 Perhitungan Torsi

Sebagai contoh perhitungan nilai torsi diambil, dari tabel 4.3 pada pengujian keempat. Dari data diperoleh besaran gaya (F) = 1,96 N dan jarak lengan torsi keporos sebesar 0,27 m, maka torsi dapat dihitung :

Jadi Torsi yang dihasilkan sebesar 0,53 N.m

4.2.3 Perhitungan Daya Kincir

Sebagai contoh perhitungan diambil dari tabel pengujian 4.3 pada beban lampu kedua. Diperoleh kecepatan angin 10,2 m/s, putaran poros (n) sebesar 776 rpm, dan torsi yang telah diperhitungkan pada sub bab 4.2.2 sebesar 0,53 N.m, maka besarnya daya kincir dapat dihitung :

(74)

55

4.2.4 Perhitungan Daya Listrik

Sebagai contoh perhitungan daya listrik diambil dari tabel pengujian 4.3 pada pengujian keempat. Diperoleh tegangan sebesar 51,4 volt dan arus sebesar 0,36 ampere, maka daya listrik dapat dihitung :

.

Jadi Daya listrik yang dihasilkan sebesar 18,5 watt.

4.2.5 Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr)

Sebagai contoh perhitungan diambil dari table pengujian 4.3 pada pengujian keempat, diperoleh putaran poros kincir angin sebesar 776 rpm, jari-jari kincir angin sebesar (r) = 0,5 m, dan kecepatan angin sebesar 10,2 m/s, maka tip speed ratio dapat dihitung :

=

= 3,98

(75)

56

4.2.6 Perhitungan Koefisien Daya (Cp)

Sebagai contoh perhitungan diambil dari perhitugan diatas yakni, daya angin pada sub bab 4.2.1 sebesar 496 watt dan daya yang dihasilkan kincir angin pada sub bab 4.2.3 sebesar 43,05 watt, maka koefisien daya dapat dihitung :

Jadi Koefisien daya yang dihasilkan sebesar 8,75%.

4.3 Data Hasil Perhitungan

(76)

57

Tabel 4.4 Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 10,2 m/s, kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.

Tabel 4.5 Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 8,2 m/s, kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.

(77)

58

Lanjutan Tabel 4.5

Tabel 4.6 Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 6,1 m/s, kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.

4.4 Grafik Hasil Perhitungan

Pengolahan data yang dilakukan pada Sub Bab 4.2 dan 4.3 mendapatkan hasil grafik. Grafik – grafik hubungan tersebutantara lain grafik antara rpm dan daya, grafik hubungan antararpm dan torsi, dan grafik hubungan antaratip speed ratio dengan koefisien daya. Penjelasan untuk grafik hubungan diatas, lebih lengkapnya dapat dilihat pada grafik – grafik di halaman selanjutnya.

(78)

59

4.4.1 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros dan Daya Mekanis Untuk Tiga

Kecepatan Angin, Kincir Angin Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1m,

Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros.

Data dari Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya, dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara putaran poros (rpm) dan daya mekanis. Pada Gambar 4.1 menunjukan bahwa nilai tertinggi daya kincir mekanis ( yang dihasilkan kincir angin bahan komposit bersudu tiga ada pada kecepatan angin 10,2 m/s. Dari grafik hubungan antara putaran poros dan daya mekanis ini, dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai dari putaran poros maka semakin besar pula daya yang dihasilkan oleh kincir. Daya mekanis maksimal yang dicapai sekitar 58,9 watt pada putaran poros 644 rpm.

Gambar 4.1 Grafik hubungan Putaran Poros dan Daya Mekanis pada tiga kecepatan

angin. Kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter

1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.

kec.angin 10,2 m/s. kec.angin 8,2 m/s. kec.angin 6,1 m/s.

39,1 watt

58,9 watt

(79)

60

4.4.2 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros dan Daya Elektris Untuk Tiga

Kecepatan Angin, Kincir Angin Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1m,

Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros.

Data dari Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara putaran poros (rpm) dan daya listrik. Pada Gambar 4.2 menunjukan bahwa nilai tertinggi daya kincir elektris ( ) yang dihasilkan kincir angin bahan komposit bersudu tiga ada pada kecepatan angin 10,2 m/s. Dari grafik hubungan antara putaran poros dan daya elektris ini, dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai dari putaran poros maka semakin besar pula daya yang dihasilkan oleh kincir. Daya maksimal elektris yang dicapai yaitu sekitar 50,5 watt pada putaran poros 587 rpm.

Gambar 4.2 Grafik hubungan Putaran Poros dan Daya Elektris pada tiga

kecepatan angin kincir angin komposit tiga sudu berbahan

komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.

kec.angin 10,2 m/s kec.angin 8,2m/s kec.angin 6,1 m/s

50,5 watt

39,2 watt

(80)

61

4.4.3 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros dan Torsi Untuk Tiga

Kecepatan Angin, Kincir Angin Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1m,

Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros.

Data dari Tabel 4.4, Tabel 4.5 dan Tabel 4.6 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara rpm dan torsi. Pada Gambar 4.3 menunjukan nilai torsi yang dihasilkan kincir angin dengan tiga kecepatan angin. Dapat dilihat bahwa semakin besar torsi yang dihasilkan maka rpm semakin kecil. Pada kecepatan angin 8,2 m/s, torsi maksimal yang dihasilkan sebesar 0,85 N.m, Pada kecepatan angin 6,1 m/s torsi maksimal yang dihasilkan sebesar 0,82. Dan untuk kecepatan angin 10,2 m/s torsi maksimal yang dihasilkan sebesar 0,93 N.m.

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros dan Torsi pada tiga kecepatan

angin. Kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit,

diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.

0,0

(81)

62

4.4.4 Grafik Hubungan Antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Koefisien Daya (Cp) Pada Kecepatan Angin 10,2 m/s, Kincir Angin Tiga Sudu Berbahan

Komposit, Diameter 1m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros.

Pada Gambar 4.4 menunjukan grafik hubungan antara TSR dan koefisien daya untuk kincir angin pada kecepatan angin 10,2 m/s. Koefisien daya maksimal

yang dihasilkan sekitar 11,8 % yang terjadi pada tsr sebesar 3,38.

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan

angin 10,2 m/s. Kincir angin tiga sudu berbahan komposit, diameter

1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros. 0

2 4 6 8 10 12 14

0 1 1 2 2 3 3 4 4 5

CP

%

TSR

(82)

63

4.4.5 Grafik Hubungan Antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Koefisien Daya Pada Kecepatan Angin 8,2 m/s, Kincir Angin Tiga Sudu Berbahan Komposit,

Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros.

Pada Gambar 4.5 menunjukan grafik hubungan antara TSR dan Koefisien daya untuk kincir angin dengan kecepatan angin 8,2 m/s. Koefisien daya mekanis maksimal yang dihasilkan sebesar 19,35 % yang terjadi pada nilai tsr sebesar 3,77.

Gambar 4.5 Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan

(83)

64

4.4.6 Grafik Hubungan Antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Koefisien Daya Pada Kecepatan Angin 6,1 m/s, Kincir Angin Tiga Sudu Berbahan Komposit,

Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros.

Pada Gambar 4.6 menunjukan grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr

untuk kincir angin dengan kecepatan angin 6,1 m/s. Koefisien daya mekanis maksimal yang dihasilkan (Cpmax Mekanis)sebesar 36,45 % yang terjadi pada nilai

tsr sebesar 4,45.

Gambar 4.6 Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan

Figur

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara tip speed ratio (tsr)  Dan Koefisien Daya Pada Tiga Kecepatan Angin, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ...........................................

Gambar 4.7

Grafik Hubungan Antara tip speed ratio (tsr) Dan Koefisien Daya Pada Tiga Kecepatan Angin, Kincir Angin Komposit Tiga Sudu Berbahan Komposit, Diameter 1 m, Lmax 13 cm Pada Jarak 20 cm Dari Pusat Poros ........................................... p.16
Tabel 4.2 Data Pengujian Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin 8,2 m/s, Kincir Angin

Tabel 4.2

Data Pengujian Tiga Sudu Pada Kecepatan Angin 8,2 m/s, Kincir Angin p.17
Gambar 1.1 Peningkatan pemanfaatan energi angin di dunia.

Gambar 1.1

Peningkatan pemanfaatan energi angin di dunia. p.20
Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin.

Tabel 2.1

Tingkat Kecepatan Angin. p.23
Gambar 2.1 Angin Laut.

Gambar 2.1

Angin Laut. p.24
Gambar 2.5 Contoh (      ) angin muson barat dan (-----) angin muson timur.

Gambar 2.5

Contoh ( ) angin muson barat dan (-----) angin muson timur. p.26
Gambar 2.6 Contoh kincir angin poros horisontal.

Gambar 2.6

Contoh kincir angin poros horisontal. p.28
Gambar 2.7 Contoh kincir angin poros vertikal.

Gambar 2.7

Contoh kincir angin poros vertikal. p.29
Gambar 2.8  Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (Cp) dengan tip speed ratio

Gambar 2.8

Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (Cp) dengan tip speed ratio p.30
Gambar 2.11 Pembagian komposit berdasarkan penguatnya.

Gambar 2.11

Pembagian komposit berdasarkan penguatnya. p.39
Gambar 2.12 Illustrasi komposit berdasarkan penguatnya.

Gambar 2.12

Illustrasi komposit berdasarkan penguatnya. p.40
Gambar 2.13 a. Flat flakes sebagai penguat (Flake composites) b. Fillers sebagai

Gambar 2.13

a. Flat flakes sebagai penguat (Flake composites) b. Fillers sebagai p.41
Tabel 2.3 Sifat Serat

Tabel 2.3

Sifat Serat p.49
Gambar 2.19 Kurva Tegangan/Regangan Sistem Matriks Ideal.

Gambar 2.19

Kurva Tegangan/Regangan Sistem Matriks Ideal. p.50
Gambar 2.20Kurva Tegangan/Regangan Terhadap Kegagalan Serat.

Gambar 2.20Kurva

Tegangan/Regangan Terhadap Kegagalan Serat. p.51
Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin.

Gambar 3.1

Diagram alir metode penelitian kincir angin. p.56
Gambar 3.10                         Skema Pembebanan Lampu.      Gambar 3.9 Amperemeter

Gambar 3.10

Skema Pembebanan Lampu. Gambar 3.9 Amperemeter p.61
Gambar 3.11 Desain kincir.

Gambar 3.11

Desain kincir. p.62
Gambar 3.16 Resin dan Katalis

Gambar 3.16

Resin dan Katalis p.65
Gambar 3.17 Pengolesan resin dan katalis ke cetakan

Gambar 3.17

Pengolesan resin dan katalis ke cetakan p.66
Tabel 4.1 Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 6,1 m/s,

Tabel 4.1

Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 6,1 m/s, p.70
Tabel 4.3   Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 8,2 m/s,

Tabel 4.3

Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 8,2 m/s, p.71
Tabel 4.5  Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 8,2 m/s, kincir angin

Tabel 4.5

Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 8,2 m/s, kincir angin p.76
Tabel 4.6  Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 6,1 m/s, kincir angin

Tabel 4.6

Data pengujian tiga sudu dengan kecepatan angin 6,1 m/s, kincir angin p.77
Gambar 4.1  Grafik hubungan Putaran Poros dan Daya Mekanis pada tiga kecepatan angin. Kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter       1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros

Gambar 4.1

Grafik hubungan Putaran Poros dan Daya Mekanis pada tiga kecepatan angin. Kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros p.78
Gambar 4.2 Grafik hubungan Putaran Poros dan Daya Elektris pada tiga kecepatan angin kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros

Gambar 4.2

Grafik hubungan Putaran Poros dan Daya Elektris pada tiga kecepatan angin kincir angin komposit tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m, Lmax 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros p.79
Gambar 4.3   Grafik Hubungan Antara Putaran Poros dan Torsi pada tiga kecepatan angin

Gambar 4.3

Grafik Hubungan Antara Putaran Poros dan Torsi pada tiga kecepatan angin p.80
Gambar 4.4  Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr)  dan Cp (%) pada kecepatan angin 10,2 m/s

Gambar 4.4

Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan angin 10,2 m/s p.81
Gambar 4.5   Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan

Gambar 4.5

Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan p.82
Gambar 4.6  Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan

Gambar 4.6

Grafik hubungan antara Tip Speed Ratio (tsr) dan Cp (%) pada kecepatan p.83

Referensi

Memperbarui...

Outline : Komposit