Unjuk kerja kincir angin poros horizontal empat sudu berbahan komposit, diameter satu meter dengan variasi lebar maksimal sudu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN POROS HORIZONTAL EMPAT SUDU BERBAHAN KOMPOSIT, DIAMETER SATU METER DENGAN VARIASI LEBAR MAKSIMAL SUDU. HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR Untuk memenuhi sebagai persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin. Diajukan oleh : AGUNG TRI ATMAJA 145214062. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018. i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. PERFORMANCE OF HORIZONTAL AXIS WIND TURBINE FOUR BLADES COMPOSITE MATERIAL, DIAMETER ONE METER WITH MAXIMUM WIDTH VARIATION BLADES TITLE PAGE FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By : AGUNG TRI ATMAJA 145214062. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2018. ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. INTISARI Energi listrik yang diproduksi di Indonesia ini dominan menggunakan sumber energi dari fosil. Sumber energi fosil ini merupakan energi tidak terbaruakan (non renewable energy) yang artinya energi fosil ini akan habis jika digunakan secera terus menerus dan tidak ditemukan cadangan energi fosil yang baru. Untuk mengatasi hal tersebut digunakan energi terbarukan atau renewable energy sebagai energi alternatif yang tidak akan habis jika digunakan terus menerus. Salah satu energi terbarukan yang bisa dimanfaatkan adalah energi angin. Untuk memanfaatkan energi angin tersebut diperlukan kincir angin sebagai medianya. Penelitian kali ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh lebar maksimal sudu kincir angin terhadapa unjuk kerja, koefisien daya, dan tip speed ratio yang dihasilkan oleh kincir angin. Kincir angin yang digunakan berjenis poros horizontal dengan tipe propeler dengan jumlah sudu empat. Bahan yang digunakan untuk membuat sudu adalah komposit dan diameter sudu yang dibuat adalah satu meter. Ada tiga variasi untuk lebar maksimal sudu yaitu 11 cm, 12 cm, dan 13 cm. Kincir angin akan diuji dengan kecepatan angin rendah yaitu 5,9 m/s dan kecepatan tinggi 7,3 m/s. Digunakan wind tunel untuk menghasilkan angin dan digunakan anemometer untuk mengukur kecepatan angin agar sesuai. Menggunakan tachometer untuk mengetahui putaran poros kincir angin dan timbangan digital untuk mengetahui beban torsi yang dihasilkan kincir angin. Hasil dari penelitian adalah, pada kecepatan angin 5,9 m/s torsi maksimal yang dihasilkan adalah 0,788 Nm oleh sudu dengan lebar maksimal 13 cm. Daya kincir paling tinggi adalah 32,194 Watt dihasilkan oleh sudu dengan lebar maksimal 13 cm. Koefisien daya maksimal yang dihasilkan adalah 33,848% pada tsr 3,887 dihasilkan oleh sudu dengan lebar maksimal 13 cm. Pada kecepatan angin 7,3 m/s torsi maksimal yang dihasilkan adalah 1,007 Nm dengan lebar maksimal sudu 13 cm. Daya kincir paling tinggi yang dihasilkan adalah 48,788 Watt dengan lebar maksimal sudu 13 cm. Koefisien daya maksimal yang dihasilkan adalah 26,560% pada tsr 3,488 dengan lebar maksimal sudu 13 cm.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT Electrical energy generated in Indonesia still uses fossil energy such as coal. This fossil energy is a non-renewable energy called fossil energy that will be used today continuously and no new fossil energy reserves are found. To overcome these things renewable energy or renewable energy as an alternative energy that will not be used today continuously. One of the renewable energy that can be utilized is wind energy. To utilize this energy windmill is required as the medium. This study aims to determine the maximum width of the wind turbine blades to the performance, power coefficient, and speed ratio of the tip generated by the windmill The windmill used is a horizontal axle type with a propeller type with an amount of four blades. The material used to make the blade is a composite and the diameter of the blade made is one meter. There are three variations for the maximum width of the blade that is 11 cm, 12 cm, and 13 cm. The windmill will be tested with a low wind speed of 5.9 m / s and a high speed of 7.3 m / s. Used wind tunel to produce wind and used anemometer to measure wind speed to fit. Using a tachometer to know the rotation of the windmill shaft and digital scales to determine the torque load generated by the windmill. The result of the research is, at 5.9 m / s maximum wind speed produced is 0.788 Nm by blade with maximum width of 13 cm. The highest power of the mill is 32.194 Watt produced by the blade with a maximum width of 13 cm. Maximum power coefficient generated is 33.848% at tsr 3.887 produced by blades with a maximum width of 13 cm. At 7.3 m / s wind speed the maximum torque generated is 1.007 Nm with a maximum width of 13 cm blade. The highest generator power produced is 48.788 Watt with a maximum width of 13 cm blade. The maximum power coefficient generated is 26.560% at tsr 3.488 with maximum width of 13 cm blade.. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas rahmat dan berkah-Nya, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 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 dan kendala yang dialami penulis selama proses penulisan tugas akhir ini. Namun karena kuasa Tuhan Yang Maha Esa dan bantuan dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala bantuan dan dukungan baik secara moral, materil, dan spiritual antara lain kepada : 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.,Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas segala yang telah diberikan kepada penulis selama belajar di Fakultas Sains Dan Teknlogi Universitas Sanata Dharma. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin atas segala yang telah diberikan kepada penulis 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 ini. 4. Budi Setyahandana M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan saran dan bimbingan selama penulis belajar di Progam Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains Dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 5. Segenap dosen dan staff Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma atas segala kerja sama, pelayanan, dan bimbingan selama penulis menempuh kuliah dan proses penulisan tugas akhir.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 6. Sudarno dan Sri Winarti, selaku orang tua yang telah memberi doa, dukungan baik moril maupun material, serta semangat kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi dan studi ini. 7. Christian Indrajaya Priharso dan Aditya Adi Pamungkas selaku teman satu tim pembuatan alat penelitian. 8. Teman – teman Teknik Mesin 2014 Universitas Sanata Dharma dan teman – teman dari penulis lainnya yang tidak bisa disebutkan satu per satu yang telam membantu dalam penulisan tugas akhir ini.. Yogyakarta, 24 April 2018. Agung Tri Atmaja. x.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFRTAR ISI HALAMAN JUDUL................................................................................................ i TITLE PAGE ........................................................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................... iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................. v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI................................. vi INTISARI.............................................................................................................. vii ABSTRACT ......................................................................................................... viii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFRTAR ISI ....................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ................................................................................................. xv DAFTAR SIMBOL............................................................................................. xvii BAB I ...................................................................................................................... 1 1.1.. Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1. 1.2.. Rumusan Masalah .................................................................................... 3. 1.3.. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3. 1.4.. Batasan Masalah ....................................................................................... 4. 1.5.. Manfaat Penelitian .................................................................................... 4. BAB II ..................................................................................................................... 5 2.1.. DASAR TEORI ........................................................................................ 5. 2.1.1.. Angin .................................................................................................... 5. 2.1.2.. Jenis Angin ........................................................................................... 6. 2.1.3.. Kincir Angin ....................................................................................... 10. 2.1.4.. Rumus Perhitungan ............................................................................. 16. 2.1.5.. Komposit............................................................................................. 21. 2.1.6.. Matrix.................................................................................................. 22. 2.1.7.. Resin ................................................................................................... 27 xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.1.8.. Reinforcement ..................................................................................... 30. 2.1.9.. Serat .................................................................................................... 34. 2.1.10. 2.2.. Fiberglass ........................................................................................ 36. TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 38. BAB III ................................................................................................................. 40 3.1.. Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 40. 3.2.. Desain Sudu Kincir Angin .................................................................... 41. 3.3.. Proses Pembuatan ................................................................................... 42. 3.4.. Alat Dan Bahan ...................................................................................... 45. 3.5.. Langkah Penelitian ................................................................................. 48. 3.6.. Skema Alat Penelitian ............................................................................ 49. 3.7.. Skema Pembebanan ................................................................................ 50. 3.8.. Parameter Yang Dihitung ....................................................................... 50. BAB IV ................................................................................................................. 51 4.1.. Data Hasil Pengujian .............................................................................. 51. 4.2.. Pengolahan Data dan Perhitungan .......................................................... 54. 4.3.. Data Hasil Perhitungan ........................................................................... 57. 4.4.. Grafik Hubungan Antara Daya Kincir Dengan Torsi ............................ 64. 4.5.. Grafik Hubungan Antara RPM Dengan Torsi ........................................ 65. 4.6.. Grafik Hubungan Antara Cp kincir Dengan TSR .................................. 66. BAB V................................................................................................................... 69 5.1.. Kesimpulan ............................................................................................. 69. 5.2.. Saran ....................................................................................................... 69. DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 70 LAMPIRAN .......................................................................................................... 72. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Angin Laut dan Angin Darat ............................................................... 7 Gambar 2.2 Angin Lembah dan Angin Gunung ..................................................... 8 Gambar 2.3 Angin Muson ....................................................................................... 9 Gambar 2.4 Angin Fohn ........................................................................................ 10 Gambar 2.5 Bagian – Bagian Kincir Angin .......................................................... 11 Gambar 2.6 Jenis – Jenis Kincir Angin ................................................................. 15 Gambar 2.8 Grafik hubungan Cp dengan TSR ..................................................... 21 Gambar 2.9 Jenis Komposit Berdasarkan Matrixnya ........................................... 22 Gambar 2.10 Pembagian komposit berdasarkan penguatnya ............................... 30 Gambar 2.11 Tipe penempatan serat pada komposit. ........................................... 32 Gambar 2.12 3 jenis discontinuous fiber composite ............................................. 33 Gambar 2.13 Contoh dari serat alam..................................................................... 35 Gambar 2.14 Klasifikasi serat sintetis ................................................................... 36 Gambar 2.15 Contoh dari fiberglas. ...................................................................... 37 Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin ..................................... 40 Gambar 3.2 Desain sudu kincir angin dengan lebar maksimal 11 cm. ................. 41 Gambar 3.2 Desain sudu kincir angin dengan lebar maksimal 12 cm. ................. 41 Gambar 3.3 Desain sudu kincir angin dengan lebar maksimal 13 cm. ................. 41 Gambar 3.4 Fiberglass yang digunakan sebagai penguat komposit. .................... 43 Gambar 3.5 Sudu yang sudah kering dan sudah dirapikan. .................................. 44 Gambar 3.6 Sudu yang sudah diberi lubang baut. ................................................ 44 Gambar 3.7 Hub (dudukan) sudu. ......................................................................... 45. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 3.8 Fan blower. ........................................................................................ 46 Gambar 3.9 Tachometer. ....................................................................................... 46 Gambar 3.10 Timbangan ....................................................................................... 47 Gambar 3.11 Multitester ....................................................................................... 47 Gambar 3.12 Anemometer .................................................................................... 48 Gambar 3.13 Potensio ........................................................................................... 48 Gambar 3.13 Skema alat penelitian. ..................................................................... 49 Gambar 4.1 Grafik hubungan antara daya kincir dengan torsi pada kecepatan angin 5,9 m/s. ........................................................................................................ 64 Gambar 4.2 Grafik Hubungan antara daya kincir dengan torsi pada kecepatan angin 7,3 m/s. ........................................................................................................ 64 Gambar 4.5 Grafik hubungan antara Cp kincir dengan tsr pada kecepatan angin 5,9 m/s. .................................................................................................................. 66 Gambar 4.6 Grafik hubungan antara Cp kincir dengan tsr pada kecepatan angin 7,3 m/s. .................................................................................................................. 67 Gambar 4.7 Grafik hubungan antara Cp kincir dengan tsr pada semua kecepatan ............................................................................................................... 67. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Produksi Energi dan Cadangan Milik Indonesia Tahun 2015 ................ 2 Tabel 1.2 Energi terbarukan yang digunakan di Indonesia pada tahun 2015 ......... 2 Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin ....................................................................... 6 Tabel 2.2 Kekuatan resin thermoplastic................................................................ 25 Tabel 2.3 Kekuatan resin thermoset ...................................................................... 27 Tabel 2.4 Sifat – sifat dari setiap jenis fiberglass.................................................. 38 Tabel 4.1 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 11 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. ....................................................................................... 51 Tabel 4.2 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 11 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. ....................................................................................... 52 Tabel 4.3 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 12 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. ....................................................................................... 52 Tabel 4.4 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 12 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. ....................................................................................... 53 Tabel 4.5 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 13 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. ....................................................................................... 53 Tabel 4.6 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 13 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. ....................................................................................... 54 Tabel 4.7 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 11 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. .......................................................................... 58 Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 11 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. .......................................................................... 59. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 12 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. .......................................................................... 60 Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 12 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. .......................................................................... 61 Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 13 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. .......................................................................... 62 Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 13 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. .......................................................................... 63. xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR SIMBOL 𝜌. : massa jenis (kg/m3). Ek. : energi kinetik (Joule). m. : massa (kg). ṁ. : laju aliran massa (kg/s). r. : jari – jari (m). A. : luas penampang (m2). v. : kecepatan (m/s). vt. : kecepatan ujung sudu (m/s). ω. : kecepatan sudut (rad/s). n. : kecepatan poros (rpm). F. : gaya (N). T. : torsi (Nm). Pin. : daya angin (Watt). Pout. : daya kincir (Watt). Cp. : koefisien daya. tsr. : tip speed ratio. xvii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Energi listrik yang yang dibutuhkan oleh masyarakat Indonesia dari tahun ke tahun selalu meningkat. Hal ini terjadi karena adanya pertambahan jumlah penduduk, pertumbuhan ekonomi, dan kemajuan teknologi. Beberapa hal tadi adalah hal yang mempengaruhi bertambahnya kebutuhan listrik di Indonesia. Saat ini energi listrik di Indonesia sebagian besar masih dihasilkan menggunakan energi fosil seperti batubara. Bertambahnya konsumsi listrik yang terjadi pada masyarakat Indonesia ini tidak dibarengi dengan pertambahan jumlah energi fosil sebagai bahan bakar utama pembangkit listrik di Indonesia. Karena energi fosil adalah non renewable energi atau energi yang tidak terbarukan yang artinya bahan bakar fosil ini dapat habis suatu saat nanti ketika terus digunakan. Cadangan energi fosil yang dimiliki Indonesia saat ini masih dapat untuk memenuhi kebutuhan kebutuhan energi setiap harinya. Tapi lama kelamaan energi fosil ini akan habis jika tidak ditemukan energi penggantinya. Menurut data dari kementrian ESDM energi fosil yang masih dimiliki Indonesia terdapat dalam Tabel 1.1.. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. Tabel 1.1 Produksi Energi dan Cadangan Milik Indonesia Tahun 2015 Sumber : Cecilya Malik, dkk, Outlook Energi Indonesia 2016, Dewan Energi Nasional 2016 No. Energi Fosil Sumber Daya Cadangan 1.. Minyak Bumi (milyar barel). 3.70. 3.60. 2.. Gas Bumi (TSCF). 150.39. 101.54. 3.. Batubara (Milyar Ton). 127. 32.3. Untuk menghindari masalah akan habisnya energi fosil yang dimiliki oleh Indonesia maka diperlukan alternatif energi terbarukan atau renewable energy. Indosesia memiliki banyak sekali potensi yang sangat besar untuk energi terbarukan. Salah satu energi terbarukan yang dapat digunakan adalah energi angin. Tabel 1.2 Energi terbarukan yang digunakan di Indonesia pada tahun 2015 Sumber : Cecilya Malik, dkk, Outlook Energi Indonesia 2016, Dewan Energi Nasional 2016, Jenis Energi. Sumber Daya. Tenaga Air Panas Bumi. 94.476 MW 29.544 MW 4,80 kWh/m2/day 207,9 GW 3 – 6 m/s 60 GW. Surya Angin. Kapasitas Terpasang 5.024 MW 1.403,5 MW 78,5 MW 3,1 MW. Kecepatan angin di Indonesia rata – rata berhembus 3 – 6 m/s. Kecepatan angin sudah memenuhi kriteria untuk dikonversi menjadi energi listrik oleh kincir angin. Tetapi angin yang berhembus di permukaan daratan tidak stabil. Hembusan angin lebih stabil pada ketinggian, maka dari itu diperlukan kincir angin yang dapat difungsikan pada ketinggian. Kincir.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. angin poros horizontal yang mempunyai tiang penyangga tinggi lebih cocok digunakan di Indonesia. Salah satu faktor yang menentukan bahwa kincir angin dapat dikatakan baik adalah dapat menghasilkan daya mekanis yang tinggi. Tugas akhir ini penulis akan menguji bagaimana daya mekanis kincir yang dihasilkan apabila kincir angin diberikan variasi yang telah ditetapkan. Variasi yang digunakan adalah lebar maksimal sudu 11 cm, 12 cm, 13 cm dan menggunakan kecepatan angin 5,9 m/s dan 7,3 m/s.. 1.2.Rumusan Masalah Masalah yang akan dirumuskan pada penelitian kali ini adalah pengoptimalan energi angin sebagai energi terbarukan dengan menggunakan kincir angin sebagai alat yang digunakan untuk mengubah energi angin agar dapat dimanfaatkan dengan efisiensi yang tinggi menggunakan bahan komposit dan pipa pvc 8 inchi sebagai kelengkungannya. 1.3.Tujuan Penelitian Tujuan daripenelitian ini adalah : a. Membuat kincir angin poros horizontal berbahan komposit dan menggunakan pipa PVC 8 inchi sebagai cetakan kelengkungan sudu. b. Mengetahui unjuk kerja dari kincir angin dari setiap variasi. c. Mengetahui nilai koefisien daya (Cp) yang tertinggi dari setiap variasi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4. 1.4. Batasan Masalah Batasan masalah yang ada dalam penelitian ini adalah : a. Sudu kincir angin dibuat dari bahan komposit dengan matrix resin epoksi dan penguat serat kaca. b. Kelengkungan dari sudu berdassarkan pipa pvc 8 inchi. c. Kincir angin yang dibuat berjenis Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) dengan tipe propeller. d. Lebar maksimal dari sudu adalah 11cm, 12cm dengan jarak 13cm dengan diameter sudu 1 meter. e. Kecepatan angin yang digunakan 5,9 m/s dan 7,3 m/s. f. Penelitian dilaksanakan di laboraturium konversi energi Universitas Sanata Dharma 1.5. Manfaat Penelitian a. Pengembangan kincir angin sebagai pembangkit listrik. b. Memberikan informasi mengenai pemanfaatan kincir angin sebagai pengaplikasian energi terbarukan dan juga alternatif pembangkit tenaga listrik..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5. BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA 2.1. DASAR TEORI 2.1.1. Angin Angin adalah massa udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara di permukaan bumi. Angin bergerak dari tekanan yang lebih tinggi menuju ke tekanan yang lebih rendah. Perbedaan tekanan ini dipengaruhi oleh perbedaan penerimaan dan penyerapan panas matahari. Angin yang bergerak ini dapat dimanfaatkan untuk menjadi pembangkit listrik. Energi kinetik yang terdapat dalam hembusan angin dapat diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan kincir angin. Energi listrik yang dihasilkan dapat dimanfaatkan secara langsung atau disimpan menggunakan batteray. Kecepatan angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik memiliki batasan, batasnya dapat dilihat dalam Tabel 2.1. Batas minimum yang dapat menggerakkan kincir angin adalah angin kelas ke-3 dan batas maksimumnya adalah angin kelas ke-8..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin Sumber : http://s2.wahyudiharto.com/2009/01/opini-alternatif-energi-listrik.html Kelas Angin 1 2 3 4. Kecepatan Angin (m/s) 0,00 – 0,02 0,3 – 1,5 1,6 – 3,3 3,4 – 5,4. 5. 5,5 – 7,9. 6 7 8 9. 8,0 – 10,7 10,8 – 13,8 13,9 – 17,1 17,2 – 20,7. 10 11 12 13. 20,8 – 24,4 24,5 – 28,4 28,5 – 32,5 32,6 – 42,3. Kondisi Alam di Daratan _____________________________ Angin bertiup, asap lurus ke atas Asap bergerak mengikuti arah angin Wajah terasa ada angin, daun bergoyang petunjuk arah angin bergerak Debu jalanan dan kertas berterbangan, ranting pohon bergoyang Ranting pohon bergoyang, bendera berkibar Ranting pohon besar bergoyang , air kolam bergoyang kecil Ujung pohon melengkung, hembusan angin terasa ditelinga Dapat mematahkan ranting pohon, jalan berat melawan arah angin Dapat mematahkan ranting pohon dan rumah rubuh Dapat merubuhkan pohon dan membuat kerusakan Dapatmenimbulkan kerusakan parah Angin topan. 2.1.2. Jenis Angin 1. Angin Laut dan Angin Darat a. Angin Laut Angin laut adalah angin yang bergerak dari laut menuju daratan. Hal ini terjadi saat siang hari, daratan memiiki tekanan udara yang lebih rendah dibandingkan di atas permukaan laut atau danau. Hal ini terjadi karena daratan lebih cepat menyerap panas matahari dibandingkan air laut, sehingga suhu di daratan lebih cepat panas dibandingkan permukaan air laut. Hai ini menyebabkan tekanan didaratan lebih kecil dibandingkan permukaan air laut..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. b. Angin Darat Angin darat adalah angin yang bergerak dari darat menuju ke laut. Hal ini terjadi pada saat malam hari, saat malam hari permukaan. laut. lebih. lama. menyimpan. panas. matahari. dibandingkan daratan sehingga suhu di permukaan air laut lebih panas daripada daratan hai ini menyebabkan tekanan di permukaan air laut lebih kecil dibandingkan daratan.. Gambar 2.1 Angin Laut dan Angin Darat Sumber : http://www.mistamajahp.com/angin-darat-dan-anginlaut/#z 2. Angin Lembah dan Angin Gunung a. Angin Lembah Angin lembah adalah angin yang bergerak dari lembah menuju puncak gunung. Biasanya angin ini terjadi pada saat siang hari karena udara diatas gunung mengalami pemanasan yang lebih cepat dibandingkan lembah. Sehingga tekanan udara yang berada di puncak gunung lebih rendah dibandingkan tekanan udara di lembah..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. b. Angin Gunung Angin gunung adalah angin yang bergerak dari puncak gunung menuju ke lembah. Biasanya angin ini terjadi saat malam hari karena puncak gunung mengalami pendinginan lebih cepat dibandingkan di lembah. Sehingga tekanan udara di puncak gunung lebih tinggi dibandingkan di lembah.angin. Gambar 2.2 Angin Lembah dan Angin Gunung Sumber : http://www.artikelsiana.com/2015/04/anginPengertian-angin-jenis-macam-macam-angin.html. 3. Angin Muson Angin muson yang terjadi di Indonesia ada dua, yaitu muson barat dan muson timur. Angin ini disebabkan karena perbedaan tekanan dari dua benua yang mengapit Indonesia, yaitu Benua Asia yang memiliki banyak perairan dan Australia yang kering. Angin muson barat adalah angin yang mengalir dari benua Asia (musim dingin) ke benua Australia (musim panas) dan mengandung curah hujan yang banyak di Indonesia bagian barat. Angin muson barat menyebabkan Indonesia.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. mengalami musim penghujan. Kecepatan minimum angin muson barat adalah 3 m/s.angin muson timur adalah angin yang mengalir dari benua Australia (musim dingin) menuju benua Asia (musim panas). Angin ini membuat Indonesia mengalami musim kemarau atau kering karen angin muson timur melewati celah celah sempit dan juga melewati beberapa gurun (Gibson, Australia Besar, Victoria).. Gambar 2.3 Angin Muson Sumber : http://www.referensibebas.com/2017/01/akibat-dari-adanyaangin-muson-barat.html. 4. Angin Fohn Angin fohn (angin jatuh) adalah angin yang terjadi setelah hujan orografis. Angin ini terjadi karena adanya pergerakan massa udara yang naik ke atas pegunungan yang tingginya lebih dari 200 meter, naik disatu sisi turun di sisi lainnya. Massa udara yang mencapai puncak pegunungan tersebut akan mengalami kondensasi dan akhirnya akan timbul hujan pada sisi lereng. Dan setelah angin mencapai puncak pegunungan angin tersebut akan turun, angin yang menuruni.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. pegunungan inilah yang disebut angin fohn. Angin fohn yang jatuh dari puncak pegunungan bersifat panas dan kering karena uap air sudah dibuang saat hujan orografis.. Gambar 2.4 Angin Fohn Sumber : https://www.plukme.com/post/angin-fohn-bersifat-panas-dankering-kenapa-lMTCGh5. 2.1.3. Kincir Angin Kincir angin adalah alat yang digerakkan oleh energi angin sehingga menghasilkan energi mekanik berupa putaran sudu kincir. Di dalam kincir energi kinetik yang ada pada hembusan angin diubah menjadu energi mekanik oleh sudu – sudu kincir. Angin yang berhembus akan memutar sudu milik kincir angin karena sudu ini terhubung dengan poros sehinnga poros kincir angin ikut berputar. Poros kincir angin juga terhubung dengan sebuah generator, karena adanya putaran di dalam generator, generator tersebut menghasilkan energi listrik. Secara umum kincir angin digolongkan menjadi 2 menurut poros penggeraknya, yaitu kincir angin poros horizontal dan kincir angin poros vertikal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. Bagin – bagian kincir angin :. Gambar 2.5 Bagian – Bagian Kincir Angin Sumber : http://mit.ilearning.me/kincir-angin-pembangkit-listrik/ 1. Sudu – Sudu (Blade) Sudu – sudu berfungsi unntuk mengubah energi kinetik yang ada di dalam hembusan angin menjadi energi mekanik atau gerak berputar. Semakin panjang sudu – sudu kincir angin maka akan semakin besar pula area terpaan angin yang mengenai kincir angin. Hal ini akan membuat energi mekanik yang dihasilkan kincir akan semakin besar. Energi mekanik ini akan digunakan untuk memutar generatoruntuk menghasilkan nergi listrik. 2. Gearbox Gearbox ini digunakan untuk menambah atau mengurangi kecepatan putar poros. Jika putaran poros yang dihasilkan oleh hembusan angin terlalu cepat, putaran yang masuk ke dalam gearbox.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. dapat. dikurangi. dengan menggunakan. gearbox. Begitu juga. sebaliknya, jika putaran poros yang dihasilkan oleh hembusan angin terlalu lambat putaran yang masuk ke dalam generator. dapat ditambah menggunakan gearbox. 3. Generator Generator berfungsi untuk mengubah energi mekanik yang dihasilkan susu – sudu kincir angin menjadi energi listrik. 4. Controller Controller berfungsi untuk menyearahkan arus listrik yang dihasilkan oleh generator. Selain itu controller juga mengontrol energi listrik yang diberikan ke baterai atau penyimpan lisrik agar suplai energi listrik tidak berlebihan. 5. Baterai Baterai merupakan tempat untuk menyimpan energi listrik yang dihasilkan mekanisme kincir angin. Selama listrik belum digunakan, listrik akan tersimpan di dalam baterai. A. Kincir Angin Poros Horizontal Kincir angin poros horizontal atau HAWT adalah kincir angin dengan poros utama sejajar dengan tanah atau sejajar dengan arah angin. HAWT ini memiliki jumlah bilah lebih dari dua, kincir ini berputar karena hembusan angin yang memutar sudu kincir. Beberapa jenis kincir angin poros horizontal yang sering dikenal dapat dilihat pada Gambar 2.6..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. Kelebihan kincir angin poros horizontal : 1. Mampu mengkonversi angin pada kecepatan tinggi. 2. Setiap sepuluh meter keatas, kecepatan meningkat sebesar 20%. 3. Tidak memerlukan karakteristik angin, karena angin langsung menuju ke rotor. Kekurangan kincir angin poros horizontal : 1. Dibutuhkan konstruksi menara yang kuat untuk menyangga sudu – sudu, roda gigi, dan generator. 2. Kincir angin poros horizontal yang mempunyai menara yang tinggi akan sulit dipasang karena dibutuhkan derek yang sangat tinggi dan operator yang profesional. 3. Membutuhkan mekanisme control yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.. B. Kincir Angin Poros Vertikal Kincir angin poros vertikal atau VAWT adalah kincir angin yang mempunyai poros utama tegak lurus dengan arah angin. Kincir ini dapat mengkonversi energi angin dari segala arah kecuali dari atas ke bawah atau sebaliknya. Beberapa jenis VAWT yang telah banyak dikenal dapat dilihat dalam Gambar 2.6..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. Keuntungan kincir angin poros vertikal : 1. Dapat menerima angin dari segala arah. 2. Tidak memerlukan struktur menara yang sangat besar. 3. Dapat bekerja pada putaran rendah. 4. Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah. 5. Tidak perlu mengatur sudut – sudut untuk menggerakkan sebuah generator. Kekurangan kincir angin poros vertikal : 1. Bekerja pada putaran rendah, sehingga energi yang dihasilkann kecil. 2. Hanya dapat mengkonversi angin sebesar 50% karena adanya gaya drag tambahan. 3. Kincir angin poros vertikal 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..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 15. Gambar 2.6 Jenis – Jenis Kincir Angin Sumber : http://benergi.com/jenis-turbin-angin-lengkap-dengan-kekurangan-dankelebihannya. C. Kincir Angin Propeller Kincir angin propeller merupakan kincir angin poros horizontal. Kincir angin ini biasanya memiliki sudu berjumlah 2, 3, atau 4. Efisien yang dimiliki oleh kincir angin propeller cukup tinggi, ini dibuktikan dalam grafik betz limit. Efisien yang dimiliki kincir angin propeller memiliki grafik yang paling tinggi dibandingkan kincir angin tipe lainnya. Model dari kincir angin propeller dapat dilihat dalam Gambar 2.7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. Gambar 2.7 Kincir angin propeller. Sumber : https://pxhere.com/id/photo/521562 2.1.4. Rumus Perhitungan 1. Daya Angin Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya bisa dikonversi atau diubah karena energi itu kekal. Udara yang bergerak memiliki energi di dalamnya yaitu energi kinetik. Udara bergerak akibat dari adanya perbedaan tekanan. Udara bergerak dari tekanan tinggi menuju tekanan rendah dan sering dikenal dengan sebutan angin. Energi Kinetik dirumuskan :. Ek = Dengan, Ek. : energi kinetik (joule). m. : massa (kg). v. : kecepatan angin (m/s). (1).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. Daya adalah energi per satuan waktu, sehingga dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut :. Pin =. ̇. (2). Dengan, P ̇. : daya amgin (watt) : massa udara yang mengalir pada satuan waktu (kg/s) : kecepatan angin (m/s). Dimana :. ̇. (3). Dengan : = massa jenis udara (kg/m3) = luas penampang Luas penampang yang digunakan adalah luas daerah angin yang menerpa kincir angin. Dengan mengunakan persamaan (3), daya angin dapat dirumuskan sebagai berikut :. Pin = Dapat disederhanakan menjadi :. Pin =. (4).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. 2. Torsi Yang Dialami Oleh Kincir Angin Torsi adalah hasil kali dari gaya pembebanan (F) dengan panjang lengan torsi (l). Perhitungan torsi dapat dirumuskan sebagai berikut :. T=. (5). Dengan, T. : torsi (Nm). F. : gaya pembebanan (N). l. : panjang lengan torsi ke poros (m). 3. Daya Mekanis atau Daya Kincir Daya mekanis adalah daya yang dihasilkan dari akibat adanya sudu – sudu yang mengkonversi energi kinetik dari hembusan angin menjadi daya mekanik berupa putaran poros pada kincir angin. Daya mekanis dapat dirumuskan sebagai berikut :. Pout = Dengan. : Pout T. (6) : daya yang dihasilkan kincir angin (watt) : Torsi (Nm) : kecepatan sudut (rad/s). Satuan kecepatan sudut adalah radian per detik,satuan lain yang dapat digunakan adalah rpm. Konversi yang menghubungkan rad/s menjadi rpm dapat dirumuskan :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. (7) Dengan. : n : putaran poros (rpm). Dengan mensubtitusikan persamaan 7 ke persamaan 6 diperoleh persamaan. Pout =. (8). 4. tsr (Tip Speed Ratio) Tip Speed Ratio adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir angin dengan kecepatan angin. Kecepatan ujung sudu dapat dirumuskan :. Vt = Dengan. (9) : Vt. : kecepatan ujung sudu : kecepatan sudut (rad/s). r. : jari – jari kincir (m). sehingga TSR dapat dirumuskan :. tsr = Dengan, r. : jari – jari kincir (m). n. : putaran poros kincir (rpm). v. : kecepatan angin. (10).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. 5. Koefisien Daya Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin). Secara teori koefisien daya dapat dirumuskan :. Cp =. (11). dengan, Cp. : koefisien daya. Pin. : daya yang disediakan angin. Pout. : daya yang dihilkan kincir. 6. Grafik Hubungan Antara Cp dengan TSR Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan oleh ilmuan Jerman bernama Albert Betz, efisiensi maksimal yang diperoleh dari kincir angin adalah 59,3%. Angka tersebut diberi nama dengan nama Betz Limit..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. Gambar 2.8 Grafik hubungan Cp dengan TSR Sumber : https://www.quora.com/Can-the-same-inverter-be-used-for-solar-paneland-wind-mill-in-a-hybrid-sysytem. 2.1.5.. Komposit Komposit adalah suatu material yang terdiri dari 2 material atau lebih yang. dicampur tapi sifat sifat material tersebut tetap dipertahankan. Pada umumnya komposit yang digunakan untuk pembuatan kincir angin adalah serat fiber (reinforcement) yang diikat oleh matrix. Bahan reinforcement yang biasa digunakan adalah fiberglass dan serat karbon. Matrix yang biasa digunakan adalah yaitu polyester, epoxy, dan vinyl ester. Pada kincir angin, komposit biasanya digunakan untuk membuat sudu – sudu kincir..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. Keunggulan menggunakan materialkomposit adalah : a. Pembuatan sudu yang mudah walaupun berbentuk aerodinamika. b. Memiliki kekuatan yang tinggi. c. Memiliki perbandingan tingkat kekuatan yang tinggi terhadap beratnya. d. Tahan korosi. e. Fleksibel dalam variasi pembuatannya. 2.1.6. Matrix Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Fungsi matrix adalah : a. Mentransfer tegangan ke serat. b. Melindungi serat. c. Melepaskan ikatan koheren permukaan matriks dan serat. Matrix yang digunakan dalam bahan komposit ada tiga jenis matrix yaitu :. Gambar 2.9 Jenis Komposit Berdasarkan Matrixnya Sumber : https://logamcor.com/2014/04/15/materil-komposit/.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. 1. Ceramic Matrix Composite (CMC) CMC adalah komposit yang memiliki matrix terbuat dari keramik. Reinforcement yang biasanya digunakan untuk CMC adalah oksida, carbide, dan nitride. Salah satu proses pembuatan CMC adalah dengan proses DIMOX, yaitu dengan reaksi oksidasi leburan logam untuk pertumbuhan matrix keramik disekeliling daerah reinforcement. Matrix yang digunakan untuk CMC : a. Gelas anorganik b. Keramik gelas c. Alumina d. Silikon nitrida Keuntungan dari CMC : a. Dimensinya stabil, bahkan lebih stabil dari logam. b. Sangat tangguh bahkan hampir sama dengan ketangguhan dari cast iron. c. Mempunyai karakteristik permukaan yang tahan aus. d. Unsur kimianya stabil pada tekanan tinggi. e. Tahan pada temperatur tinggi (creep). Kerugian dari CMC : a. Sulit di produksi dalam jumlah besar. b. Relatif mahal dan non-cot effective. c. Hanya untuk aplikasi tertentu..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. 2. Metal Matrix Composite (MMC) MMC adalah komposit yang memiliki matrix logam. Pada awalnya MMC digunakan dalam aplikasi aerospace pada tahun 1996. Kelebihan MMC : a. Transfer tegangan dan regangan baik. b. Tidak menyerap kelembapan. c. Kekuatan tekan dan geser baik. d. Ketahanan temperatur tinggi. e. Tidak mudah terbakar. Kekurangan MMC: a. Biaya mahal. b. Standarisasi material dan proses yang sedikit. Cara pembuatan MMC: a. Powder metalurgi b. Casting atau liquid ilfiltration c. Compocasting d. Squeeze casting 3. Polimer Matrix Composite (PMC) Sifat dari PMC : a. Ketangguhan yang baik b. Tahan simpan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. c. Kemampuan mengikuti bentuk d. Lebih ringan e. Tahan simpan Keuntungan dari PMC : a. Ringan b. Specific stiffness tinggi c. Spesicif strength tinggi d. Anisotropy Jenis – jenis PMC yang digunakan : 1. Thermoplastic Thermoplastic adalah plastik yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic ini akan meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat kembali ke sifat aslinya (reversibel) yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Kekuatan dari polimer thermoplastic dapat dilihat pada Tabel 2.2. 2. Thermoset Thermoset. tidak. dapat. mengikuti. perubahan. suhu. (irreversible). Bila sekali pengerasan sekali terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan lagi. Pemanasan yang tinggi tidak dapat melunakkan thermoset melainkan akan membentuk arang dan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. terurai karena sifatnya. Kekuatan dari polimer thermoset dapat dilihat pada Tabel 2.3.. Tabel 2.2 Kekuatan resin thermoplastic Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Resin Thermoplastic -------------------Stiren : G.P. Dikopolimerkan Dengan Akrilonotril Resin ABS Nilon : Nilon 6 Nilon 66 Polietilen : Massa Jenis Tinggi Massa Jenis Rendah Polipropilen --Resin PVC : Kaku Dengan Pemlastis Poliasetal : Delrin Polikarbonat : --Politetrafluoroetilen : (Telfon) Baja Lunak -------------------Untuk Konstruksi 0,1 - 0,2% C. Kekuatan Tarik (kgf/mm2). Perpanjangan (%). Modulus Elastik (kgf/mm2 X 102). Kekuatan Tekan (kgf/mm2). Kekuatan Lentur (kgf/mm2). 4,5 - 6,3. 1,0 - 2,5. 2,8 - 3,5. 8 - 11,2. 6,9 - 9,8. 6,6 - 8,4 1,6 - 6,3. 1,5 - 3,5 10 - 140. 2,8 - 3,9 0,7 - 2,8. 9,8 - 11,9 1,7 - 7,7. 9,8 - 13,3 2,5 - 9,4. 7,1 - 8,4 4,9 - 8,4. 25 - 320 25 - 200. 1,0 - 2,6 1,8 - 2,8. 4,6 - 8,5 5 - 9,1. 5,6 - 11,2 5,6 - 9,6. 2,1 - 3,8 0,7 - 1,4. 15 - 100 90 - 650. 0,4 – 1 0,14 - 0,24. 2,2 ---. 0,7 ---. 3,3 - 4,2. 200 - 700. 1,1 - 1,4. 4,2 - 5,6. 4,2 - 5,6. 3,5 - 6,3 0,7 - 2,4. 2,4 - 4,2 ---. 5,6 - 9,1 0,7 - 1,2. 7 - 11,2 ---. 6,1 - 7. 2,0 -40 200 - 400 15 - 40 ext. 75. 2,4 - 2,8. 12,6. 8,4 - 9,8. 5,6 - 6,6. 60 - 100. 22. 7,7. 7,7 - 9,1. 1,4 - 3,1. 200 - 400. 0,4. 1,19. ---. 38. 30. 300. 38.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. Tabel 2.3 Kekuatan resin thermoset Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Kekuatan Tarik (kgf/mm2). Perpanjangan (%). Modulus Elastik (kgf/mm2 X 102). Kekuatan Tekan (kgf/mm2). Kekuatan Lentur (kgf/mm2). Resin Fenol (Bakelit) : Tanpa pengisi Dengan bubuk kayu Dengan asbes Dengan serat glass. 4,9 - 5,6 4,5 – 7 3,8 - 5,2 3,6 – 7. 1,0 - 1,5 0,4 - 0,5 0,18 - 0,5 0,2. 5,2 - 7 5,6 - 12 7,0 - 21 23,1. 7,0 - 21 15,4 - 25,2 14 - 24 12 - 24,0. 8,4 - 10,5 5,9 - 8,4 5,6 - 9,8 7,0 – 42. Resin Melamin : Dengan pengisi Dengan selulosa. --4,9 - 9,1. --0,6 - 1,0. --8,4 - 9,8. --17,5 - 30,1. --7 - 11,2. Resin Urea : Dengan selulosa. 4,2 - 9,1. 0,4 - 1,0. 7 - 10,5. 17,5 - 31. 7 - 11,2. Resin Poliester : Dengan pengisi (coran kaku) Dengan serat glass Dengan serat sintetik. 4,2 - 9,1 17,5 - 2,1 3,1 4,2. <5 0,5 - 5,0 ---. 2,1 - 4,2 5,6 - 14 ---. 9,1 - 25 10,5 - 21 14 - 21. 5,9 - 16,1 7,0 – 28 7,0 - 8,4. 2,8 - 9,1. 3,0 - 6,0. 2,4. 10,5 - 17,5. 9,3 - 14,7. 9,8 - 2,1. 4. 2,1. 21 - 26. 14 – 21. 2,8 - 3,5. ---. ---. 7,0 - 10,5. 7 - 9,8. Resin Thermoset. Resin Epoksi : Dengan pengisi (coran) Dengan serat glass Resin Silikon : Dengan serat glass. 2.1.7. Resin Resin adalah bahan kimia yang berbentuk cair seperti air tapi aagak kental. Jika dicampur dengan hardener resin ini akan mengeras dan akan menjadi kaku. Resin ini dapat digunakan untuk membuat sudu – sudu kincir sebagai matrixnya. Resin memiliki beberapa jenis, yaitu :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. a. Resin Fenol Resin Fenol merupakan resin sintetik yang dibuat dengan mereaksikan Fenol dengan formaldehida. Keuntungan : 1. Mudah dibentuk dan menguntungkan dalam kestabilan dimensinya. Kurang penyusutannya dan keretakkannya. 2. Unggul dalam sifat isolasi listrik. 3. Tahan terhadap panas. Dan air. 4. Unggul dalam ketahanan asam. Kerugian : 1. Kurang tahan terhadap alkali. b. Resin Urea Resin urea adalah resin thermoset, dimana urea dan formaldehida (37% formalin) bereaksi dalam alkali netral dan lunak. Resin urea sendiri lebih jelek daripada resin fenol dalam ketahanan terhadap air, kestabilan dimensi, dan ketahanan terhadap penuaan. Resin urea biasa digunakan untuk barang – barang kecil yang digunakan sehri – hari seperti pelindung cahaya, soket, dan lain – lainnya. c. Resin Melamin Resin melamin adalah resin yang diproduksi dengan cara reaksi polikondensasi antara melamin dengan for,aldehida. Dibandingkan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. dengan resin urea, resin melamin mempunyai kelebihan yaitu transparan, kekerasan yang lebih baik, stabilitas thermal yang lebih tinggi. Bahan ini tahan terhadap air, bahan kimia, dan goresan. Resin melamin biasa digunakan untuk industri perekat,tekstil, laminasi,kertas, pelapisan permukaan (surface coatings), moulding, dan lain sebagainya. d. Resin Poliester Tak Jenuh Resin ini sering disebut resin poliester saja. Resin ini berbentuk zat cir yang mempunyai viskositas relatif rendah. Resin poliester yang dicampur dengan katalis dapat mengeras dengan suhu kamar e. Resin Epoksi Resin epoksi termasuk dalam jenis Polimer Matrix Composite (PMC). Produk resin epoksi kebanyakan merupakan kondensat dari bisfenol A (4-4’ dihidroksidifenil 2,2-propanon) dan epiklorhidrin. Resin epoksi bereaksi terhadap 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). Sifat fisik : Resin epoksi adalah isolator listrik dan konduktor panas yang buruk. Sifat mekanik :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. Dalam bentuk aslinya resin epoksi keras dan getas, tapi dalam penggunaannya resin epoksi akan dicampur bahan lain untuk memodifikasi sifat mekaniknya baik dari sisi kekuatan dan keuletan. Resin epoksi ini sering dipakai dalam industri penerbangan, konstruksi, dan listrik. f. Resin Silikon Polimer dengan silikon sebagai bahan dasar, mempunyai sifat yang sangat berbeda dengan bahan dasar plastik (atom karbon) lain nya. Sifatsifat spesifik nya adalah: stabilitas (tahan terhadap suhu tinggi), kedap air, oleh karena itu sering digunakan untuk membuat: minyak gemuk (fat), resin, perekat dan karet sintetis. 2.1.8. Reinforcement Reinforcement adalah bahan penguat yang berada di dalam komposit.. Berdasarkan. reinforcement. atau. penguatnya. dikelompokan menjadi tiga.. Gambar 2.10 Pembagian komposit berdasarkan penguatnya Sumber : https://logamcor.com/2014/04/15/materil-komposit/. komposit.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. 1. Partikulat Komposit Partikulat komposit adalah komposit yang penguatnya berbentuk partikel. Keuntungan dari penguatyang berbentuk partikel adalah : a. Kekuatan lebih seragam dari berbagai arah. b. Dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan meningkatkan kekerasan material. c. Cara penguatan dan pengerasan oleh partikulat adalah dengan menghalangi pergerakan dislokasi. Cara pembuatan dari komposit yang penguatnya berbentuk partikel adalah: 1. Metalurgi serbuk 2. Stir casting 3. Infiltration proses 4. Spray deposition 5. In-situ process. 2. Fiber Komposit Fiber komposit adalah komposit yang penguatnya berbentuk serat. Sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposite bergantung dari serat yang digunakan. Oleh karena itu serat yang digunakan harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada matrix penyusun komposit. Syarat fiber yang dapat digunakan sebagai penguat dalam komposit :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. a. Mempunyai diameter yang lebih kecil dari diameter matrixnya tapi harus lebih kuat. b. Harus mempunyai tensile strength yang tinggi. Untuk memperoleh komposit yang kuat ada beberapa jenis penempatan serat, antara lain :. Gambar 2.11 Tipe penempatan serat pada komposit. Sumber : https://logamcor.com/2014/04/15/materil-komposit/. a. Continuous Fiber Composite Serat yang digunakan adalah serat yang panjang dan lurus. Jenis komposit ini adalah yang paling sering digunakan tapi mempunyai kelemahan pada pemisah antar lapisan hanya ditentukan oleh kekuatan matrixnya. b. Woven Fiber Composite Susunan serat pada komposit ini akan mengikat antar lapisan sehingga sehingga kekuatan antar lapisan menjadi kuat. Akan tetapi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. susunan serat memanjangnyatidak begitu lurus, akibatnya kekuatan dan kekakuan tidak sebaik continuous fiber composite.. c. Discontinous Fiber Composite Susunan serat pada komposit jenis ini menggunakan serat berukuran pendek. Pada susunan serat jenis ini dibedakan menjadi 3:. Gambar 2.12 3 jenis discontinuous fiber composite Sumber : https://logamcor.com/2014/04/15/materil-komposit/. d. Hybrid Fiber Composite Serat yang tersusun pada komposit jenis ini adalah gabungan dari tipe serat lurus dan tipe serat acak. Pertimbangannya supaya dapat melengkapi kelemahan dari kedua tipe serat ini dan dapat menggabungkan kelebihannya. 3. Struktural Komposit Struktural komposit adalah komposit yang bentuk penguatnya berupa lembaran – lembaran seperti kain..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. 2.1.9. Serat Serat adalah komponen yang digunakan untuk pengisi matrik dan berfungsi melengkapi sifat yang tidak dimiliki matrik agar komposit mempunyai kekuatan untuk menahan gaya yang terjadi dan mempunyai sifat seperti yang diharapkan, selain itu serat juga memiliki fungsi untuk memperbaiki struktur dan sifat yang tidak dimiliki matrik agar menghasilkan komposit yang bagus. Terdapat 2 jenis serat, yaitu: a. Serat Alami Serat alami adalah jenis serat yang berasal dari alam seperti hewan, tumbuhan, dan proses geologis. Contoh serat alami adalah sebagai berikut : 1. Serat kayu, serat yang berasal dari batang tumbuhan berkayu 2. Serat hewan, Serat ini didapat dari hewan dan tersusun atas protein tertentu. Contoh serat yang paling umum digunakan adalah bulu domba (wol) dan serat ulat (sutra) 3. Serat mineral, umumnya dibuat dari asbestos. Asbestos adalah mineral yang secara alami mempunyai bentuk serat panjang. 4. Serat tumbuhan, sering juga disebut dengan serat pangan yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa dan kadang mengandung lignin. Serat tumbuhan biasa digunakan untuk bahan pembuat tekstil dan kertas, serat tumbuhan yang biasa digunakan adalah kain ramie dan katun..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35. Gambar 2.13 Contoh dari serat alam Sumber : http://pustakamateri.web.id/jenis-serat-tekstil-alami/. b. Serat Sintetis Serat sintetis adalah serat yang dibuat manusia yang umumnya berasal dari bahan petrokimia. Namun ada juga serat sintetis yang terbuat dari bahan selulosa alami seperti crayon. Klasifikasi serat sintetis dapat dilihat dari Gambar 2.13..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. Gambar 2.14 Klasifikasi serat sintetis Sumber : http://pustakamateri.web.id/jenis-serat-tekstil-sintetis/. 2.1.10. Fiberglass Fiberglass atau yang sering disebut serat kaca merupakan serat sintetis anorganik. Serat kaca terbuat dari kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan diameter 0,005 mm – 0,001 mm. Serat ini biasa dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain (lembaran) yang akan digunakan untuk menjadi penguat sebuah komposit. Resin yang dicampurkan dengan fiberglass akan menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. Sifat – sifat fiberglass yaitu : a. Density cukup rendah (sekitar 2,55 g/cc). b. Tensile strenghtnya cukup tinggi (sekitar 3,2 Gpa). c. Stabilitas dimensinya baik. d. Tahan korosi. Keuntungan menggunakan fiberglass adalah : a. Biaya murah. b. Tahan korosi. c. Biaya relatif rendah dari komposit lainnya.. Gambar 2.15 Contoh dari fiberglas. 2.1.10.. Jenis – Jenis Fiberglass. a. E-glass. b. C-glass. c. S-glass.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. Tabel 2.4 Sifat – sifat dari setiap jenis fiberglass. Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005.. Tabel 2.5 Sifat serat Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Serat Karbon (Dasar Rayon Viskus) Karbon* (Dasar PAN) Gelas (Jenis E) Baja Kevlar Nilon 66 Poliester. Kekuatan Tarik. Perpanjangan Patah. Massa Jenis. Modulus Young. Modulus Jenis. (GN/m2). (%). (g/cm3). (GN/M2). (MJ/Kg). 2. 0,6. 1,66. 350. 210. 1,8 3,2 3,5 3,2 0,9 1,1. 0,5 2,3 2 6,5 14 9. 1,99 2,54 7,8 1,44 1,14 1,38. 400 75 200 57 7 15. 200 30 26 40 6 11. 2.2. TINJAUAN PUSTAKA. Juanda Anthonius Sitorus, 2016, “Unjuk Kerja Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 M Lebar Maksimum 13 cm Dengan Jarak 12.5 cm Dari Pusat Poros”, Penelitian tentang kincir angin poros horizontal berjenis propeller bersudu 3 dengan bahan komposit. Kecepatan angin yang digunakan adalah 6.4 m/s, 8.3 m/s, dan 10.3 m/s..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. Dengan hasil bahwa pada kecepatan 6.4 m/s kincir angin menghasilkan koefisien daya paling maksimal dan tsr paling tinggi. Yoseph Arga Nugraha, 2017,”Unjuk Kerja Kincir Angin Poros Horizontal Empat Sudu, Berbahan Komposit, Berdiameter 100cm, Lebar Maksimum 13cm Pada Jarak 20cm Dari Pusat Poros”. Penelitian ini tentang kincir angin poros horizontal 4 sudu yang terbuat dari bahan komposit dengan lebar maksimal 13cm yang diuji dengan 3 variasi kecepatan angin yaitu 5,3 m/s, 6,2 m/s, dan 7,3 m/s. Hasilnya adalah kincir angin menghasilkan koefisien daya mekanis maksimal sebesar 39,63% pada tsr 3,47 saat diuji dengan kecepatan angin 5,3 m/s. Sutrisno Teng, 2010, “Perancangan Turbin Angin Propeler Pada Gedung Hemat Energi”. Penelitian dilakukan dengan membuah 3 model sudu yaitu Uniform Ideal Blade, Uniform Linear Blade, dan Mixed Ideal Blade. Ketiga jenis sudu diuji dengan kecepatan angin 1 m/s – 15m/s. Penelitian menghasilkan bahwa Mixed Ideal Blade menghasilkan efisiensi terbesar yaitu 38.36%..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Diagram Alir Penelitian Langkah kerja dalam penelitianini meliputi perencangan kincir hingga analisis data. Langkah kerja dalam penelitian dalam bentuk gambar diagram alir seperti ditunjukkan Gambar 3.1. Mulai Perancangan sudu kincir angin. Pembuatan sudu kincir angin. Tidak. Uji coba. Pengambilan data kecepatan angin (v), rpm (n), dan beban torsi (m). Pengolahan data. Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan. Selesai Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin. 40.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. 3.2. Desain Sudu Kincir Angin. Gambar 3.2 Desain sudu kincir angin dengan lebar maksimal 11 cm.. Gambar 3.2 Desain sudu kincir angin dengan lebar maksimal 12 cm.. Gambar 3.3 Desain sudu kincir angin dengan lebar maksimal 13 cm..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. 3.3. Proses Pembuatan Sudu yang dibuat ini menggunakan matrix resin epoksi dengan penguat serat kaca. Untuk proses pembuatannya adalah sebagai berikut : 1. Desain Sudu Desain ini untuk mengawali dalam proses pembuatan sudu kincir angin. Desain sudu kincir angin sudah ditampilkan pada sub bab 3.2. 2. Membentuk Cetakan Kertas Desain yang sudah ada kemudian dibentuk dalam cetakan kertas. Cetakan kertas mempermudah pembentukan cetakan pada pipa pvc 8 inchi. Cetakan kertas yang sudah jadi ditempelkan pada pipa pvc kemudian ditandai dengan menggunakan spidol. 3. Membentuk Pipa PVC 8 inchi Pipa yang telah ditandai dengan cetakan kertas kemudian dipotong menggunakan gerindra sesuai dengan gambar. 4. Menghaluskan Cetakan Pipa Setelah pipa yang dibentuk sesuai dengan bentuk mal kertas, kemudian pinggiran pipa dihaluskan. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan ukuran yang presisi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43. 5. Pelapisan Cetakan Pipa Cetakan sudu yang sudah siap digunakan dilapisi terlebih dahulu menggunakan koran. Hal ini dilakukan agar cetakan dan sudu yag sudah jadi tidak menempel. 6. Pencampuran Resin Dengan Harderner Resin yang akan digunakan untuk mem buat sudu dicampur dengan hardener dengan perbandingan 4 : 1. Hardener berfungsi untuk mengeraskan resin. 7. Pembuatan Sudu Dalam membuat sudu dari bahan komposit ini membutuhkan fiberglass sebagai penguat dalam komposit. Fiberglass diletakkan diatas cetakan lalu dioles dengan campuran resin dan hardener, hal ini dilakukan sampai empat lapis fiberglass. Hal ini harus dilakukan dengan cepat karena campuran resin dan hardener ini akan cepat mengeras.. Gambar 3.4 Fiberglass yang digunakan sebagai penguat komposit..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. 8. Pengeringan Sudu Sudu kemudian dikeringkan dibawah sinar matahari. Proses pengeringan ini berlangsung selama 2 – 3 hari. 9. Finishing Setelah sudu kering kemudian dilepaskan dari cetakannya. Setelah itu bagin – bagian yang tidak sesuai dengan desain awal dipotong dan dihaluskan.. Gambar 3.5 Sudu yang sudah kering dan sudah dirapikan. 10. Pembuatan Lubang Baut Lubang baut dibuat agar sudu bisa dipasang pada hub yang telah tersedia. Lubang baut dibua menggunakan bor untuk baut berukuran 10.. Gambar 3.6 Sudu yang sudah diberi lubang baut..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45. 3.4. Alat Dan Bahan 1. Sudu Kincir Angin Sudu kincir angin yang sudah dibuat dengan 3 ukuran lebar maksimal yaitu 11 cm, 12 cm, dan 13 cm dengan diameter yang sama yaitu 1 meter. 2. Dudukan Sudu Dudukan sudu adalah komponen yang digunakan untuk memasang sudu – sudu kincir angin.. Gambar 3.7 Sudu yang sudah terpasang pada dudukan sudu. 3. Fan Blower Fan blower adalah alat yang digunakan untuk menciptakan angin. Kecepatan angin yang dihasilkan oleh fan blower ini dapat diatur sesuai dengan keinginan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46. Gambar 3.8 Fan blower. 4. Tachometer Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putaran poros kincir angin dengan satuan RPM. Jenis tachometer yang digunakan adalah digital light tachometer.. Gambar 3.9 Tachometer. 5. Timbangan Digital Timbangan digital digunakan untuk beban generator saat kincir angin berputar. Timbangan digital ini diletakkan di lengan generator..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47. Gambar 3.10 Timbangan 6. Multimeter Multimeter ini digunakan untuk mengukur arus listrik yang dihasilkan oleh generator. Jika ingin mengukur arus listrik maka multimeter dirangkai secara seri.. Gambar 3.11 Multitester 7. Anemomoter Anemometer digunakan untuk mengukur kecepatan angin yang dihasilkan oleh fan blower..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48. Gambar 3.12 Anemometer 8. Potensio Potensio adalah alat untuk mengatur pembebanan pada kincir angin. Potensio ini akan mengatur beban yang akan diterima kincir secara bertahap.. Gambar 3.13 Potensio 3.5. Langkah Penelitian 1. Membuat sudu kincir 2. Memasang sudu kincir pada hub atau dudukan yang telah tersedia di lab Teknik Mesin Universitas Sanat Dharma. 3. Memasang anemometer ditiang depan sudu untuk mengetahui kecepatan angin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49. 4. Memasang pembebanan lampu pada generator. 5. Jika sudah terpasang semua fan blower dihidupkan dan kincir sudah siap untuk pengambilan data. 6. Jika sudah siap, fan blower dihiupkan dan kecepatan angin diatur pada kecepatan yang sesuai dengan variasi angin yang ditentukan. 7. Setelah itu dilakukan percobaan dengan pembebanan secara bertahap sampai kincir angin berhenti. 8. Variabel data yang diambil adalah : a. Putaran poros kincir (RPM) b. Beban torsi c. Arus 9. Data – data tersebut diambil pada kecepatan angin 5,9 m/s dan 7,3 m/s. 3.6. Skema Alat Penelitian Pada saat pengambilan data, alat dan bahan dirangkai menjadi satu rangkaian. Rangkaian tersebut digambarkan seperti Gambar 3.11 dibawah.. Gambar 3.13 Skema alat penelitian..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 50. 3.7. Skema Pembebanan Agar kincir menghasilkan torsi maka kincir tersebut harus diberikan beban. Beban pada kincir ini menggunakan arus listrik pada bola lampu. Dengan pembebanan ini nantinya kincir angin dapat menghasilkan beban torsi. Skema dari pembebanan ditunjukkan pada Gambar 3.12.. Gambar 3.14 Skema pembebanan kincir angin. 3.8. Parameter Yang Dihitung 1. Daya Angin 2. Kecepatan Sudut 3. Torsi 4. Daya Mekanis 5. Koefisien Daya (Cp) 6. tsr.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51. BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN 4.1. Data Hasil Pengujian Setelah dilakukan pengujian terhadap sudu kincir angin yang telah dibuat, maka diperoleh data berupa kecepatan angin, RPM, tegangan, arus, dan beban. Data – data tersebut ditunjukkan pada tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, dan 4.6. Tabel 4.1 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 11 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. Arus. Beban Torsi. Ampere. Kg. 1. 0,000. 0,095. 645. 2. 0,030. 0,105. 629. 3. 0,060. 0,115. 613. 4. 0,090. 0,125. 599. 5. 0,120. 0,135. 588. 6. 0,150. 0,145. 571. 7. 0,180. 0,155. 558. 8. 0,210. 0,160. 544. 9. 0,240. 0,165. 543. 10. 0,270. 0,175. 508. 11. 0,300. 0,180. 475. No.. RPM.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 52. Tabel 4.2 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 11 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. Arus. Beban Torsi. Ampere. Kg. 1. 0,000. 0,100. 744. 2. 0,050. 0,125. 721. 3. 0,100. 0,135. 704. 4. 0,150. 0,145. 693. 5. 0,200. 0,155. 682. 6. 0,250. 0,165. 666. 7. 0,300. 0,180. 651. 8. 0,350. 0,190. 638. 9. 0,400. 0,205. 618. 10. 0,450. 0,220. 596. 11. 0,500. 0,230. 582. 12. 0,550. 0,240. 568. 13. 0,600. 0,250. 551. 14. 0,650. 0,260. 539. 15. 0,700. 0,275. 522. 16. 0,750. 0,280. 498. No.. RPM. Tabel 4.3 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 12 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13. Arus. Beban Torsi. Ampere 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60. Kg 0,100 0,115 0,130 0,140 0,150 0,170 0,180 0,190 0,200 0,215 0,225 0,230 0,235. RPM 624 597 573 566 548 519 508 497 488 472 456 434 398.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 53. Tabel 4.4 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 12 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. Arus. Beban Torsi. Ampere. Kg. 0,00 0,07 0,14 0,21 0,28 0,35 0,42 0,49 0,56 0,63 0,70 0,77 0,84 0,91 0,98. 0,100 0,125 0,145 0,160 0,175 0,190 0,210 0,225 0,240 0,255 0,270 0,290 0,305 0,320 0,330. RPM 711 698 680 662 648 624 604 586 574 560 548 526 504 484 450. Tabel 4.5 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 13 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. Arus. Beban Torsi. Ampere. Kg. 0,00 0,06 0,12 0,18 0,24 0,30 0,36 0,42 0,48 0,54 0,60 0,66 0,72 0,76 0,80. 0,100 0,125 0,135 0,150 0,165 0,180 0,200 0,210 0,230 0,240 0,255 0,265 0,275 0,285 0,290. RPM 582 561 554 545 532 520 510 500 485 474 454 438 418 398 384.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 54. Tabel 4.6 Data pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 13 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. Arus. Beban Torsi. Ampere. Kg. 1. 0,0. 0,100. 680. 2. 0,1. 0,125. 666. 3. 0,2. 0,150. 648. 4. 0,3. 0,170. 631. 5. 0,4. 0,190. 612. 6. 0,5. 0,225. 591. 7. 0,6. 0,250. 572. 8. 0,7. 0,270. 558. 9. 0,8. 0,305. 533. 10. 0,9. 0,325. 519. 11. 1,0. 0,355. 486. 12. 1,1. 0,370. 456. 13. 1,2. 0,380. 412. No.. RPM. 4.2. Pengolahan Data dan Perhitungan Dari data yang sudah didapat dari hasil pengujian kemudian dilakukan perhitungan untuk mencari daya angin, daya kincir, daya listrik, torsi, Cp mekanis, Cp elektris, dan tsr. Untuk memprmudah perhitungan digunakan asumsi sebagai berikut : a) Percepatan gravitasi bumi (g) = 9,81 m/s2 b). Massa jenis udara (. udara). = 1,18 kg/m3. sebagai contoh perhitungan akan diambil data pada tabel 4.6 data ke 13, yaitu pengujian kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal 13 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 55. Arus. Beban Torsi. Ampere. Kg. 1,2. 0,380. RPM 412. 4.2.1. Menghitung Daya Angin Kecepatan angin (v) yang digunakan saat saat pengujian adalah 7,3 m/s, dengan massa jenis udara (. udara). sebesar 1,18 kg/m3 dan luas. penampang (A) adalah 0,785 m2. Maka dapat dihitung daya angin (Pin) dari kincir angin adalah : Pin =. Pin = Pin = 180,173 Watt Jadi daya angin yang memutar kincir angin sebesar 180,173 Watt. 4.2.2. Mengitung Torsi Untuk menghitung torsi dari kincir angin adalah dengan mengalikan gaya yang dihasilkan oleh kincir angin (0,380 kg) dengan panjang lengan torsi dengan panjang 0,27 m. Maka torsi dapat dihitung sebagai berikut : T= T = (0,380x9,81) x 0,27 T = 1,007 N.m.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 56. Jadi tosi yang dihasilkan kincir angin sebesar 1,007 N.m. 4.2.3. Menghitung Daya Kincir Angin Dari hasil pengujian didapatkan putaran poros (n) sebesar 412 RPM dan torsi kincir angin dari hasil perhitungan Sub bab 4.2.2. sebesar 1,007 N.m maka daya kincir angin dapat dihitung sebagai berikut : Pout = Pout = 1,007 x. Pout = 1,007 x Pout = 43,425 Watt Jadi daya yang dihasilkan oleh kincir angin sebesar 43,425 Watt. 4.2.4. Menghitung Koefisien Daya (Cp) Sudah diperoleh daya angin (Pin) yang dihitung pada Sub bab 4.2.1. sebesar 180,173 Watt dan juga daya kincir angin (Pout) yang juga sudah dihitung pada Sub bab 4.2.3. sebesar 43,425 Watt, maka Cp dapat dihitung sebagai berikut :. Cp = Cp = Cp = 24,102 %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 57. Jadi koefisien daya kincir angin sebesar 24,102 %. 4.2.5. Menghitung Tip Speed Ratio (tsr) Kincir angin yang diuji mempunyai jari – jari (r) sudu 0,5 m, jika kecepatan angin (v) yang digunakan untuk memutar kincir angin sebesar 7,3 m/s dan putaran poros (n) sebesar 412 RPM, maka menghitung tsr adalah sebagai berikut :. tsr =. tsr =. tsr = 2,955 Jadi tsr yang dihasilkan kincir angin sebesar 2,955. 4.3. Data Hasil Perhitungan Data – data yang telah didapat dari hasil penelitian kemudian diolah menggunakan software Microsoft Excel untuk menampilkan grafik hubungan antara daya kincir dengan torsi, putaran poros dengan torsi, Cp dengan tsr pada setiap variasi kecepatan angin..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.7 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 11 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. Kecepatan. Daya. Daya. CP. Sudut. Angin. Kincir. Kincir. Nm. rad/s. Watt. Watt. %. 0,932. 0,252. 67,544. 95,121. 16,996. 17,868. 5,724. 629. 1,030. 0,278. 65,869. 95,121. 18,319. 19,259. 5,582. 0,115. 613. 1,128. 0,305. 64,193. 95,121. 19,553. 20,556. 5,440. 0,090. 0,125. 599. 1,226. 0,331. 62,727. 95,121. 20,768. 21,833. 5,316. 5. 0,120. 0,135. 588. 1,324. 0,358. 61,575. 95,121. 22,018. 23,147. 5,218. 6. 0,150. 0,145. 571. 1,422. 0,384. 59,795. 95,121. 22,965. 24,143. 5,067. 7. 0,180. 0,155. 558. 1,521. 0,411. 58,434. 95,121. 23,990. 25,220. 4,952. 8. 0,210. 0,160. 544. 1,570. 0,424. 56,968. 95,121. 24,142. 25,381. 4,828. 9. 0,240. 0,165. 543. 1,619. 0,437. 56,863. 95,121. 24,851. 26,126. 4,819. 10. 0,270. 0,175. 508. 1,717. 0,464. 53,198. 95,121. 24,658. 25,923. 4,508. 11. 0,300. 0,180. 475. 1,766. 0,477. 49,742. 95,121. 23,715. 24,932. 4,215. Arus. Beban Torsi. Gaya. Torsi. Ampere. Kg. N. 1. 0,000. 0,095. 645. 2. 0,030. 0,105. 3. 0,060. 4. No.. RPM. Tsr. 58.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 11 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. Kecepatan. Daya. Daya. CP. Sudut. Kincir Watt. Kincir %. tsr. rad/s. Angin Watt. 0,265. 77,911. 180,173. 20,636. 11,454. 5,336. 1,226. 0,331. 75,503. 180,173. 24,998. 13,874. 5,171. 704. 1,324. 0,358. 73,723. 180,173. 26,361. 14,631. 5,050. 0,145. 693. 1,422. 0,384. 72,571. 180,173. 27,872. 15,469. 4,971. 0,20. 0,155. 682. 1,521. 0,411. 71,419. 180,173. 29,321. 16,274. 4,892. 6. 0,25. 0,165. 666. 1,619. 0,437. 69,743. 180,173. 30,480. 16,917. 4,777. 7. 0,30. 0,180. 651. 1,766. 0,477. 68,173. 180,173. 32,502. 18,040. 4,669. 8. 0,35. 0,190. 638. 1,864. 0,503. 66,811. 180,173. 33,623. 18,661. 4,576. 9. 0,40. 0,205. 618. 2,011. 0,543. 64,717. 180,173. 35,140. 19,504. 4,433. 10. 0,45. 0,220. 596. 2,158. 0,583. 62,413. 180,173. 36,369. 20,186. 4,275. 11. 0,50. 0,230. 582. 2,256. 0,609. 60,947. 180,173. 37,129. 20,607. 4,174. 12. 0,55. 0,240. 568. 2,354. 0,636. 59,481. 180,173. 37,811. 20,986. 4,074. 13. 0,60. 0,250. 551. 2,453. 0,662. 57,701. 180,173. 38,208. 21,206. 3,952. 14. 0,65. 0,260. 539. 2,551. 0,689. 56,444. 180,173. 38,871. 21,574. 3,866. 15. 0,70. 0,275. 522. 2,698. 0,728. 54,664. 180,173. 39,817. 22,099. 3,744. 16. 0,75. 0,280. 498. 2,747. 0,742. 52,150. 180,173. 38,677. 21,466. 3,572. Arus. Beban Torsi. Gaya. Torsi. Ampere. Kg. N. Nm. 1. 0,00. 0,100. 744. 0,981. 2. 0,05. 0,125. 721. 3. 0,10. 0,135. 4. 0,15. 5. No.. RPM. 59.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 12 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. Kecepatan. Daya. Daya. CP. Sudut. Angin. Kincir. Kincir. Nm. rad/s. Watt. Watt. %. 0,981. 0,265. 65,345. 95,121. 17,308. 18,196. 5,538. 597. 1,128. 0,305. 62,518. 95,121. 19,043. 20,020. 5,298. 0,130. 573. 1,275. 0,344. 60,004. 95,121. 20,661. 21,721. 5,085. 0,15. 0,140. 566. 1,373. 0,371. 59,271. 95,121. 21,979. 23,106. 5,023. 5. 0,20. 0,150. 548. 1,472. 0,397. 57,386. 95,121. 22,800. 23,969. 4,863. 6. 0,25. 0,170. 519. 1,668. 0,450. 54,350. 95,121. 24,472. 25,728. 4,606. 7. 0,30. 0,180. 508. 1,766. 0,477. 53,198. 95,121. 25,363. 26,664. 4,508. 8. 0,35. 0,190. 497. 1,864. 0,503. 52,046. 95,121. 26,192. 27,536. 4,411. 9. 0,40. 0,200. 488. 1,962. 0,530. 51,103. 95,121. 27,071. 28,460. 4,331. 10. 0,45. 0,215. 472. 2,109. 0,569. 49,428. 95,121. 28,148. 29,591. 4,189. 11. 0,50. 0,225. 456. 2,207. 0,596. 47,752. 95,121. 28,458. 29,918. 4,047. 12. 0,55. 0,230. 434. 2,256. 0,609. 45,448. 95,121. 27,687. 29,107. 3,852. 13. 0,60. 0,235. 398. 2,305. 0,622. 41,678. 95,121. 25,943. 27,273. 3,532. Arus. Beban Torsi. Gaya. Torsi. Ampere. Kg. N. 1. 0,00. 0,100. 624. 2. 0,05. 0,115. 3. 0,10. 4. No.. RPM. tsr. 60.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 12 cm dan kecepatan angin 7,3 m/s. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. Arus. Beban Torsi. Ampere 0,00 0,07 0,14 0,21 0,28 0,35 0,42 0,49 0,56 0,63 0,70 0,77 0,84 0,91 0,98. Kg 0,100 0,125 0,145 0,160 0,175 0,190 0,210 0,225 0,240 0,255 0,270 0,290 0,305 0,320 0,330. RPM 711 698 680 662 648 624 604 586 574 560 548 526 504 484 450. Gaya. Torsi. N 0,981 1,226 1,422 1,570 1,717 1,864 2,060 2,207 2,354 2,502 2,649 2,845 2,992 3,139 3,237. Nm 0,265 0,331 0,384 0,424 0,464 0,503 0,556 0,596 0,636 0,675 0,715 0,768 0,808 0,848 0,874. Kecepatan Sudut rad/s 74,456 73,094 71,209 69,324 67,858 65,345 63,251 61,366 60,109 58,643 57,386 55,083 52,779 50,684 47,124. Daya Angin Watt 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173 180,173. Daya Kincir Watt 19,721 24,201 27,349 29,379 31,454 32,885 35,182 36,571 38,211 39,609 41,040 42,310 42,638 42,959 41,190. CP Kincir % 10,946 13,432 15,179 16,306 17,458 18,252 19,527 20,298 21,208 21,984 22,778 23,483 23,665 23,843 22,861. tsr 5,100 5,006 4,877 4,748 4,648 4,476 4,332 4,203 4,117 4,017 3,931 3,773 3,615 3,472 3,228. 61.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin 4 sudu dengan lebar maksimal sudu 13 cm dan kecepatan angin 5,9 m/s. Kecepatan. Daya. Daya. CP. Sudut. Angin. Kincir. Kincir. Nm. rad/s. Watt. Watt. %. 0,981. 0,265. 60,947. 95,121. 16,143. 16,971. 5,165. 561. 1,226. 0,331. 58,748. 95,121. 19,451. 20,448. 4,979. 0,135. 554. 1,324. 0,358. 58,015. 95,121. 20,745. 21,809. 4,917. 0,18. 0,150. 545. 1,472. 0,397. 57,072. 95,121. 22,675. 23,838. 4,837. 5. 0,24. 0,165. 532. 1,619. 0,437. 55,711. 95,121. 24,348. 25,596. 4,721. 6. 0,30. 0,180. 520. 1,766. 0,477. 54,454. 95,121. 25,962. 27,294. 4,615. 7. 0,36. 0,200. 510. 1,962. 0,530. 53,407. 95,121. 28,292. 29,743. 4,526. 8. 0,42. 0,210. 500. 2,060. 0,556. 52,360. 95,121. 29,124. 30,618. 4,437. 9. 0,48. 0,230. 485. 2,256. 0,609. 50,789. 95,121. 30,941. 32,528. 4,304. 10. 0,54. 0,240. 474. 2,354. 0,636. 49,637. 95,121. 31,554. 33,172. 4,207. 11. 0,60. 0,255. 454. 2,502. 0,675. 47,543. 95,121. 32,111. 33,758. 4,029. 12. 0,66. 0,265. 438. 2,600. 0,702. 45,867. 95,121. 32,194. 33,846. 3,887. 13. 0,72. 0,275. 418. 2,698. 0,728. 43,773. 95,121. 31,884. 33,519. 3,710. 14. 0,76. 0,285. 398. 2,796. 0,755. 41,678. 95,121. 31,462. 33,076. 3,532. 15. 0,80. 0,290. 384. 2,845. 0,768. 40,212. 95,121. 30,888. 32,472. 3,408. Arus. Beban Torsi. Gaya. Torsi. Ampere. Kg. N. 1. 0,00. 0,100. 582. 2. 0,06. 0,125. 3. 0,12. 4. No.. RPM. tsr. 62.