Unjuk kerja kincir angin model savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN MODEL SAVONIUS DUA TINGKAT DENGAN LIMA VARIASI POSISI SUDUT PADA SUDU. SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Teknik Mesin. Oleh: GORDIANO DE SOUSA NIM: 155214100. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2020.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. PERFORMANCE OF TWO STAGE SAVONIUS WINDMILL MODEL WITH FIVE VARIATIONS OF BLADE ANGLE FINAL PROJECT. As partitial fulfilment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By: GORDIANO DE SOUSA Student Number: 155214100. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2020. i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK Energi angin merupakan salah satu sumber energi yang dapat di perbaharui. Turbin angin Savonius merupakan salah satu turbin angin poros vertikal. Turbin angin poros vertikal memiliki self starting yang baik sehingga mampu memutar rotor walaupun dengan kecepatan rendah, selain itu juga dapat berputar secara efektif dengan dorongan angin dari segala arah. Penelitian ini dilakukan untuk mememperoleh karakteristik kincir angin model Savonius dua tingkat dengan kecepatan angin konstan dan lima variasi posisi sudut pada sudu. Pengujian dilakukan dengan sumber angin yang berasal dari blower, kecepatan angin rata-rata yang digunakan yaitu 7,5 m/s. Pengujian dilakukan dengan memvariasikan posisi sudut pada sudu kincir angin yaitu 0, 30, 45, 60, dan 90. Hasil penelitian kincir angin model Savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut adalah (a) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 sebesar 4,57 % pada tip speed rasio () 1,512, (b) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 sebesar 3,36 % pada tip speed rasio () 1,310, (c) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45 sebesar 7,10 % pada tip speed rasio () 1,35, (d) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60 sebesar 7,87 % pada tip speed rasio () 1,68, (e) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 sebesar 7,98 % pada tip speed rasio () 1,809, (f) Kincir angin model Savonius dua tingkat dengan lima variasi sudut yang memiliki nilai koefisien daya tertinggi adalah kincir angin model Savonius pada sudut 90.. Kata Kunci:. Kincir Angin Savonius, Kincir Angin Poros Vertikal, Koefisien Daya, Tip Speed Ratio.. vi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT Wind energy is one of renewable energy sources. Savonius wind turbine is one vertical shaft wind turbines. Vertical shaft wind turbines have good self starting so that they’re able to rotate the rotor even with low speeds, but also can rotate effectively with wind encouragement from all directions. This research was conducted to obtain characteristics of two-level Savonius model windmills with constant wind speed and five variations angular position on the blade. Tests carried out with wind sources derived from blower, the average wind speed used is 7.5 m/s. The test is carried out by varying angular position of windmill blades, which are 0°, 30°, 45°, 60°, and 90°. The results of two-level Savonius model windmill with five variations angular position are (a) Coefficient peak power of two-level Savonius model windmill at 0° angle is 4,57% on tip speed ratio () 1,512; (b) Coefficient peak power of two-level Savonius model windmill at 30° angle is 3,36% on tip speed ratio () 1,310; (c) Coefficient peak power of two-level Savonius model windmill at 45° angle is 7,10% on tip speed ratio () 1,35; (d) Coefficient peak power of two-level Savonius model windmill at 60° angle is 7,87% on tip speed ratio () 1,68; (e) Coefficient peak power of two-level Savonius model windmill at 90° angle is 7,98% on tip speed ratio () 1,809; ( f) A two-level Savonius model windmill with five angular variations that has highest coefficient peak power is Savonius model windmill at an angle 90°.. Keywords:. Savonius Windmill, Vertical Shaft Windmill, Power Coefficient, Tip Speed Ratio.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL……………………………………………………………….i TITLE PAGE………………………………………………………………………i SKRIPSI…………………………………………………………………………...ii HALAMAN PERSETUJUAN…………………………………………………….ii HALAMAN PENGESAHAN……………………………………………………iii PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR…………………………………iv LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI……………………..v ABSTRAK………………………………………………………………………..vi ABSTRAK……………………………………………………………………….vii KATA PENGANTAR…………………………………………………………..viii DAFTAR ISI………………………………………………………………………x DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………xiv DAFTAR TABEL………………………………………………………………xvii BAB I PENDAHULUAN………………………………………………………...1 1.1 Latar Belakang………………………………………………………...1 1.2 Rumusan Masalah……………………………………………………..2 1.3 Tujuan Penelitian……………………………………………………...2 1.4 Batasan Masalah………………………………………………………3 1.5 Manfaat Penelitian…………………………………………………….4 BAB II DASAR TEORI………………………………………………………….5. x.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.1 Energi Angin…………………………………………………………..5 2.2 Klasifikasi Kincir Angin…………………………………………….. 6 2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal……………………………………… 6 2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal…………………………………………. 8 2.3 Perhitungan Pada Kincir……………………………………………..11 2.3.1 Daya Angin…………………………………………………………..11 2.3.2 Torsi Kincir Angin…………………………………………………...12 2.3.3 Daya Kincir Angin…………………………………………………...12 2.3.4 Tip Speed Ratio (tsr)…………………………………………………14 2.3.5 Koefisien Daya (Cp)………………………………………………….14 2.4 Tinjauan Pustaka……………………………………………………..14 BAB III METODE PENELITIAN……………………………………………....16 3.1 Diagram Penelitian…………………………………………………...16 3.2 Objek Penelitian……………………………………………………...18 3.3 Waktu dan Tempat Penelitian………………………………………..19 3.4 Alat dan Bahan……………………………………………………….19 3.4.1 Alat…………………………………………………………………...19 3.4.2 Bahan…………………………………………………………………19 3.4.3 Alat Bantu Penelitian………………………………………………...20 3.5 Proses Pembuatan Kincir Angin……………………………………..23 3.5.1 Sudu Kincir…………………………………………………………..23 3.5.2 Poros………………………………………………………………….24. xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 3.5.3 Posisi Sudu…………………………………………………………...25 3.6 Langkah Percobaan…………………………………………………..27 3.7 Langkah Pengolahan Data……………………………………………28 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN………………………...30 4.1 Data Penelitian……………………………………………………….30 4.2 Pengolahan Data……………………………………………………...36 4.2.1 Perhitungan Daya Angin (Pin)………………………………………..37 4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (Pout)………………………………………37 4.2.3 Perhitungan Tip Speed Ratio (tstr)…………………………………...38 4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya Kincir (Cp)……………………………..38 4.3 Hasil Perhitungan…………………………………………………….38 4.4 Grafik Hasil Perhitungan……………………………………………..44 4.4.1 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Model Savonius Dua Tingkat Pada Sudut 0………………………………………………………………45 4.4.2 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Model Savonius Dua Tingkat Pada Sudut 30……………………………………………………………..46 4.4.3 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Model Savonius Dua Tingkat Pada Sudut 45……………………………………………………………..48 4.4.4 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Model Savonius Dua Tingkat Pada Sudut 60……………………………………………………………..50 4.4.5 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Model Savonius Dua Tingkat Pada Sudut 90……………………………………………………………..52 4.5 Grafik Hubungan Kincir Angin Model Savonius Dua Tingkat Dengan. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Variasi Sudut 0, 30, 45, 60, dan 90…………………………......52 4.5.1 Grafik Hubungan Torsi Dengan Kecepatan Putar Kincir Angin…….54 4.5.2 Grafik Hubungan Koefisien Daya Dengan Tip Speed Ratio…………55 4.6 Pembahasan…………………………………………………………..56 BAB V PENUTUP……………………………………………………………….57 5.1 Kesimpulan……………………………………………………….......57 5.2 Saran………………………………………………………………….57 DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………58. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR. Gambar 2. 1. Kincir angin poros horizontal………………………....................7. Gambar 2. 3. Kincir angin american multiblade…………………………….....7. Gambar 2. 4. Model kincir Savonius…………………………………………...9. Gambar 2. 5. Turbin angin Darrieus…………………………………………..10. Gambar 2. 6. Kincir angin model H-Rotor…………………………………....10. Gambar 2. 7. Diagram Cp vs tsr……………………………………………....12. Gambar 3. 1. Diagram alir langkah kerja penelitian……………………….....15. Gambar 3. 2. Rancangan kincir angin model Savonius dua tingkat……….....16. Gambar 3. 3. Tachometer yang digunakan………………………………..….18. Gambar 3. 4. Anemometer dalam penelitian ini………………………….…..19. Gambar 3. 5. Neraca pegas yang digunakan…………………………….……19. Gambar 3. 6. Mekanisme pembebanan………………………………….……20. Gambar 3. 7. Blower yang digunakan dalam penelitian ini……………...…...21. Gambar 3. 8. Sudu kincir angin dalam penelitian ini………………………....22. Gambar 3. 9. Poros kincir angin dalam penelitian ini…………………...……22. Gambar 3. 10. Sudu dengan variasi sudut 0 pada penelitian ini……….……...23. Gambar 3. 11. Sudu dengan variasi sudut 30 pada penelitian ini……..……....23. Gambar 3. 12. Sudu dengan variasi sudut 45 pada penelitian ini…..………....24. Gambar 3. 13. Sudu dengan variasi sudut 60 pada penelitian ini…………..…24. Gambar 3. 14. Sudu dengan variasi sudut 90 pada penelitian ini…………..…25. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 3. 15. Ketentuan posisi kincir angin dan alat bantu penelitian pada penelitian ini..………………………………………................26. Gambar 4. 1. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0………..…………………………………………………..….43. Gambar 4. 2. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0………………………………………………………….……44. Gambar 4. 3. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30………………………………………………………..….....45. Gambar 4. 4. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30………………………………………………...…………....46. Gambar 4. 5. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada. kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut. 45.....…………………………………………..……………....47 Gambar 4. 6. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45……………………………………………...………………48. Gambar 4. 7. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60…………………………………………...…………………49. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4. 8. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60………………………………………...……………………50. Gambar 4. 9. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90…………………………………...……………………….....50. Gambar 4. 10. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90……………………………………...……………….....……51. Gambar 4. 11. Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 0, 30, 45, 60, dan 90…………………………………………..52. Gambar 4. 12. Grafik hubungan antara tip speed rasio dengan koefisien daya pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 0, 30, 45, 60, dan 90……………………….………..53. xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL. Tabel 4. 1. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………...28. Tabel 4. 2. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………..29. Tabel 4. 3. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………..30. Tabel 4. 4. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………..32. Tabel 4. 5. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………...33. Tabel 4. 6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s………………37. Tabel 4. 7. Data hasil perhitungan kincir angin mode; Savonius dua tingkat pada sudut 30 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………...38. Tabel 4. 8. Data hasil perhitungan kincir angin mode; Savonius dua tingkat pada sudut 45 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………...39. Tabel 4. 9. Data hasil perhitungan kincir angin mode; Savonius dua tingkat pada sudut 60 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………...41. Tabel 4. 10. Data hasil perhitungan kincir angin mode; Savonius dua tingkat pada sudut 90 dengan kecepatan angin 7,5 m/s……………...42. xvii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kebutuhan akan energi semakin hari semakin meningkat seiring dengan. bertambahnya jumlah penduduk, pertumbuhan ekonomi dan konsumsi energi yang sangat tinggi. Lebih dari 86 % dari energi dunia saat ini berasal dari bahan bakar fosil, sementara itu permintaan kebutuhan energi dunia semakin hari tumbuh secara pesat. Salah satu sumber energi terbarukan adalah energi angin. Energi angin merupakan salah satu energi yang ramah lingkungan, sumber energi yang berlimpah dan dapat diperbaharui sehingga sangat berpotensi untuk di kembangkan. Potensi angin di Indonesia pada umumnya memiliki kecepatan angin yang rendah berkisar antara 3 m/s – 7 m/s, sehingga jenis turbin angin vertikal dirasa sangat cocok untuk di gunakan pada kondisi kecepatan angin rendah. Pada umumnya bentuk kincir angin yang banyak digunakan adalah kincir angin sumbu horizontal, walau demikian kincir angin sumbu vertikal menjadi alternatif untuk menghasilkan energi listrik disebabkan oleh beberapa keuntungan. Kincir angin vertikal memiliki self starting yang baik sehingga mampu memutar rotor walaupun kecepatan angin rendah, selain itu torsi yang dihasilkan relatif tinggi (Sargolzaei, 2007). Selain itu juga kelebihan dari kincir sumbu vertikal yaitu dapat berputar secara efektif dengan dorongan angin dari segala arah, sehingga sangat cocok untuk daerah yang arah anginnya bervariasi. Berbeda dengan kincir angin sumbu horizontal, untuk mendapatkan putaran yang efektif kincir angin harus diarahkan pada posisi berlawanan dengan arah angin, ketika kondisi angin bervariasi maka kincir angin jenis horizontal tidak dapat berputar dengan maksimal karena harus mencari posisi efektif dari arah angin terlebih dahulu.. Kincir. angin. sumbu. vertikal. memiliki. efisiensi. yang. kecil. karenamemanfaatkan gaya drag. Daya yang diperoleh berasal dari selisih antara. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. gaya penggerak Fw drive – Fw brake. Turbin angin berdasarkan sumbu putarnya, yaitu turbin angin sumbu vertikal dan turbin angin sumbu horizontal. Turbin angin Savonius merupakan turbin angin sumbu vertikal. Turbin Savonius memiliki dua sudu yang di pasang mengintari poros yang berotasi. Dari sekian banyak model turbin yang ada, perlu penelitian lebih lanjut agar didapatkan turbin angin yang memiliki koefisien daya yang cukup tinggi. Model turbin angin yang diteliti penulis adalah turbin angin model Savonius. Kincir Savonius memiliki diamter 80 cm, tinggi 84 cm dan memiliki sudu berjumlah 4 dengan variasi posisi sudut pada sudu. Dari penelitian ini didapatkan grafik kerja hubungan koefisien daya vs tip speed ratio () dengan cepat menuju efisiensi daya yang cukup tinggi. 1.2. Rumusan Masalah Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini. adalah sebagai berikut : 1.. Sebaik apakah unjuk kerja kincir angin Savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu yaitu pada sudut 0, 30, 45, 60, dan 90.. 2.. Kincir angin dengan posisi sudut berapa yang akan menghasilkan kinerja terbaik.. 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian Tugas Akhir ini adalah:. 1.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 0.. 2.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 30.. 3.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 45.. 4.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 60..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. 5.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut 90.. 6.. Menentukan posisi sudut sudu kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya puncak tertinggi.. 1.4. Batasan Masalah Dalam penelitian ini, penelliti memberikan batasan masalah supaya dapat terarah dan sistematis, sebagai berikut :. 1.. Kincir angin yang digunakan model Savonius.. 2.. Sudu yang digunakan sebanyak 4 bilah dan 2 tingkat.. 3.. Diameter kincir 80 cm dan tinggi 84 cm.. 4.. Bahan yang digunakan tripleks dengan tebal 1,2 cm dan seng galvalum tebal 0,4 cm.. 5.. Beban menggunakan sistem pengereman.. 6.. Penelitian dilakukan dengan mengoperasikan fan blower di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma atas pertimbangan waktu pengujian dan dana yang tersedia.. 7.. Variasi posisi sudut pada sudu kincir angin yang di gunakan yaitu 0, 30, 45, 60, dan 90.. 8.. Pengujian model turbin angin tipe Savonius dua tingkat menggunakan sumber angin yang berasal dari fan blower dengan kecepatan angin diatur pada jangkauan 7,5 m/s. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diterima dalam penelitian unjuk kerja kincir angin. model savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu, sebagai berikut: 1.. Memberikan manfaat untuk perkembangan teknologi energi terbarukan, khususnya mengenai energi angin dan kincir angin Savonius.. 2.. Hasil penelitian ini dapat menambah informasi mengenai unjuk kerja model turbin Savonius dengan lima variasi posisi sudut pada sudu..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4. 3.. Hasil penelitian ini dapat menambah referensi riset mengembangkan turbin angin yang cocok dengan kondisi potensi energi angin di indonesia.. 4.. Dapat dikembangkan untuk membuat Pembangkit Listrik Tenaga Angin sekala kecil, sehingga dapat membantu masyarakat khususnya di daerah yang belum mendapatkan pasokan listrik PLN..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI. 2.1. Energi Angin Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara. antara tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yang bertekanan rendah atau dari daerah dengan suhu atau temperatur rendah ke wilayah bersuhu tinggi. Perbedaan tekanan udara dipengaruhi oleh sinar matahari. Angin memiliki energi kinetik karena udara memiliki massa m dan bergerak dengan kecepatan v (Rosidin, 2007). Daerah sekitar khatulistiwa, yaitu pada busur 0˚, adalah daerah yang mengalami pemanasan lebih banyak dari matahari dibandingkan dengan daerah lainya di bumi. Artinya udara di daerah khatulistiwa akan lebih tinggi dibanding dengan udara di daerah kutub. Pertukaran panas pada atmosfer akan terjadi secara konveksi. Berat jenis dan tekanan udara yang disinari cahaya matahari akan lebih kecil dibandingkan jika tidak disinari. Perbedaan berat jenis dan tekanan inilah yang akan menimbulkan adanya pergerakan udara (Trewartha, 1995). Angin diberi nama sesuai dengan dari arah mana angin datang, misalnya angin timur adalah angin yang datang dari arah timur, angin laut adalah angin dari laut menuju ke darat, dan angin lembah adalah angin yang datang dari lembah menaiki gunung. Angin lokal disebabkan perbedaan tekanan lokal dan juga dipengaruhi topograpy, gesekan permukaan disebabkan gunung, lembah, dan lainlain. Variasi harian disebabkan perbedaan temperatur antara siang dan malam. Perbedaan temperatur daratan dan lautan juga mengakibatkan angin sepoi-sepoi, bagaimanapun angin tidak mengalir sangat jauh di daratan (Klara, 2013). Arah angin adalah arah dari mana angin berhembus atau dari mana arus angin datang dan dinyatakan dalam derajat yang ditentukan dengan arah putaran jarum jam dan dimulai dari titik udara bumi dengan kata lain sesuai dengan titik kompas. Kecepatan angin adalah kecepatan dari menjalarnya arus angin dan. 5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. dinyatakan dalam knot atau kilometer per jam maupun dalam meter per detik (Soepangkat, 1994 dalam Fadholi, 2013). Energi angin merupakan energi alternatif yang memiliki prospek baik karena selalu tersedia di alam, dan merupakan sumber energi yang bersih dan terbarukan kembali. Proses pemanfaatan energi angin melalui dua tahapan konversi, yaitu (Habibie dkk, 2011): 1.. Aliran angin akan menggerakkan rotor (baling-baling) yang menyebabkan rotor berputar selaras dengan angin bertiup.. 2.. Putaran rotor dihubungkan dengan generator sehingga dapat dihasilkan listrik.. 2.2. Klasifikasi Kincir Angin Desain dari kincir/turbin angin sangat banyak jenisnya, berdasarkan. bentuk rotor, kincir angin dibagi menjadi dua tipe, yaitu turbin angin sumbu mendatar (horizontal axis wind turbine) dan turbin angin sumbu vertikal (vertical axis wind turbin) (Daryanto, 2007). Sedangkan apabila dilihat dari fungsi aerodinamisnya, maka rotor kincir dibagi menjadi dua tipe. Pertama adalah tipe drag dimana memanfaatkan gaya hambatan sebagai penggerak rotor. Kedua adalah tipe lift yang memanfaatkan gaya angkat sebagai gaya penggerak rotor. Gaya ini terjadi akibat angin yang melewati profil rotor. 2.2.1. Kincir Angin Poros Horizontal Kincir Angin Poros Horizontal ini terdiri dari sebuah menara dan poros utama menghadap sesuai dengan arah datangnya angin. Namun terdapat juga kincir poros yang dibuat melawan arah angin. Hal ini disebabkan untuk mengurangi masalah turbulensi yang terjadi pada bagian belakang menara. Turbin angin ini sangat banyak digunakan karena memiliki efisiensi yang tinggi. a) Kincir Angin Propeller Turbin angin tipe propeller Gambar 2.1 memiliki bentuk sudu yang menyerupai sayap pesawat. Turbin angin inilah yang hingga sekarang masih digunakan dan layak digunakan untuk keperluan komersil, karena kincir angin tipe ini memiliki efisiensi yang sangat baik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Gambar 2. 1 Kincir angin poros horizontal Sumber : www.poweredbymothernature.com b) Kincir Angin American Multiblade American Multiblade Gambar 2.2 dirancang oleh Daniel Halladay pada tahun 1854, desain kincir ini memiliki jumlah sudu yang banyak dan sebuah layar untuk merubah posisi kincir sesuai datangnya arah angin. Kincir angin ini digunakan untuk memompa air tanah menuju permukaan dan kincir angin yang lebih besar digunakan sebagai penggiling gandum dan pemotong jerami.. Gambar 2. 2 Kincir angin american multiblade (Sumber: https://www.shutterstock.com/video/clip-3328 952-multi-blade-windturbine---thailand-flag).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. Kelebihan Kincir Angin Poros Horizontal adalah (Daryanto, 2007): 1.. Dasar menara yang tinggi membuat akses ke angin yang lebih kuat.. 2.. Mampu mengonversi energi angin pada kecepatan tinggi.. 3.. Material yang digunakan lebih sedikit.. 4.. Memiliki faktor keamanan yang baik dikarenakan posisi sudu yang berada di atas menara.. Kekurangan Kincir Angin Poros Horizontal adalah: 1.. Konstruksi yang tinggi menyulitkan dalam proses pemasangan dan pemeliharaan kincir.. 2.. Perlu adanya mekanisme tambahan agar poros dapat menyesuaikan dengan arah datangnya angin.. 3.. Biaya pembuatan yang mahal.. 2.2.2. Kincir Angin Poros Vertikal Kendala penggunaan kincir angin adalah kecepatan angin dan arah angin yang berubah-ubah sepanjang waktu. Oleh karena itu, kincir angin yang baik adalah kincir yang dapat menerima angin dari segala arah. Serta mampu bekerja pada kecepatan angin rendah salah satunya adalah Kincir Angin Poros Vertikal. Kelebihan Kincir Angin Poros Vertikal adalah (Daryanto, 2007): 1.. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.. 2.. Bisa diletakkan dekat dengan tanah, sehingga memudahkan pemeliharaan.. 3.. Memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.. 4.. Tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.. 5.. Bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.. Kekurangan Kincir Angin Poros Vertikal: 1.. Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. 2.. Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar. Ada berbagai model Kincir Angin Poros Vertikal yang sering digunakan. diantaranya adalah model Savonius, model Darrieus, dan model H-Rotor. a.. Model Savonius Turbin ini pertama kali ditemukan di Finlandia oleh insinyur Sigurd J.. Savonius pada tahun 1922. Kincir jenis ini secara umumnya bergerak lebih perlahan dibanding jenis kincir angin horizontal, tetapi menghasilkan torsi yang lebih besar (Rosidin, 2007). Pada perkembangannya turbin Savonius ini banyak mengalami perubahan bentuk rotor. Kincir angin model Savonius dapat dilihat pada Gambar 2.3.. Gambar 2. 3 Model kincir Savonius Sumber : Rosidin, 2007 b.. Model Darrieus Type Darrieus TASV ditemukan oleh seorang insinyur Perancis George. Jeans Maria Darrieus yang dipatenkan pada tahun 1931. Kincir angin Darrieus TASV mempunyai bilah sudu yang disusun dalam posisi simetri dengan sudu bilah yang diatur relatif terhadap poros. Pengaturan ini cukup efektif untuk menangkap berbagai arah angin. Berbeda dengan Savonius, kincir angin Darrieus bergerak dengan memanfaatkan gaya angkat yang terjadi ketika angin bertiup..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. Bilah sudu turbin Darrieus bergerak berputar mengelilingi sumbu. Kincir angin model Darrieus dapat dilihat pada Gambar 2.4.. Gambar 2. 4 Turbin angin Darrieus (sumber : http://www.boggawind.com/about.html) c.. Model H-Rotor Dikembangkan di Inggris melalui penelitian yang dilakukan selama 1970-. 1980an, diuraikan bahwa mekanisme yang digunakan pada pisau berbilah lurus (Straight-bladed) Darrieus TASV tidak diperlukan, ternyata ditemukan bahwa efek hambatan yang diciptakan oleh sebuah pisau akan membatasi kecepatan aliran angin. Oleh karena itu, H-rotor akan mengatur semua kecepatan angin untuk mencapai kecepatan putaran optimalnya. Kincir angin model H-Rotor dapat dilihat pada Gambar 2.5. Gambar 2. 5 Kincir angin model H-Rotor .Sumber : Soelaiman dkk, 2006.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. 2.3. Perhitungan Pada Kincir. 2.3.1. Daya Angin Energi yang terdapat pada angin adalah energi kinetik, sehingga secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut (Sam, 2015): EK=1/2 mv2. (1). dengan EK adalah energi kinetik (J), m adalah massa udara (kg), dan v adalah kecepatan angin (m/s). Daya merupakan energi per satuan waktu, maka dari persamaan di atas dapat dituliskan pada Persamaan (2): Pin= 1/2 ṁ v2. (2). dengan Pin adalah daya yang dihasilkan angin J/s atau watt, ṁ adalah massa udara yang mengalir per satuan waktu (kg/detik), v adalah kecepatan angin (m/detik). Massa udara yang mengalir persatuan waktu adalah ṁ= ρAv. (3). dengan ρ adalah massa jenis udara (1,18 kg/ m3 ) pada suhu sekitar 28°C, A adalah luas penampang yang membentuk sebuah lingkaran (m2). Dengan menggunakan Persamaan (3), maka daya angin (Pin) dapat dirumuskan menjadi:. Pin =1/2(ρAv) v2. Disederhanakan menjadi:. Pin =1/2ρAv3. (4). 2.3.2. Torsi Kincir Angin Torsi adalah gaya yang bekerja pada poros yang dihasilkan oleh gaya dorong pada sumbu kincir, dimana gaya dorong ini memiliki jarak terhadap sumbu poros yang berputar . Persamaannya: T = F.l. (5). dengan T adalah torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros (Nm), F adalah gaya pada poros akibat puntiran (N), dan l adalah jarak lengan torsi ke poros (m). 2.3.3. Daya Kincir Angin Daya kincir angin adalah daya yang dihasilkan oleh poros kincir akibat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. daya angin yang melintasi sudu-sudu kincir. Pada tahun 1919 seorang fisikawan Jerman, Albert Betz, menyimpulkan bahwa tidak akan pernah ada turbin angin yang dapat mengkonversi energi kinetik angin ke dalam bentuk energi yang menggerakkan rotor (kinetik) lebih dari 16/27 (59,3%). Dan hingga hari ini hal tersebut dikenal dengan Betz Limit atau Hukum Betz. Batasan ini tidak ada hubungannya dengan ketidak efisienan pada generator, tapi lebih kepada bentuk turbin angin itu sendiri, Gambar 2.6 menunjukan karakteristik dari beberapa tipe kincir angin pada Diagram Cp vs tsr.. Gambar 2. 6 Diagram Cp vs tsr Sumber:http://mragheb.com/NPRE%20475%20Wind%20Power%20Systems/Optima l%20Rotor%20Tip%20Speed%20Ratio.pdf. Umumnya perhitungan daya gerak melingkar dapat dituliskan dengan persamaan: P = T. Ω dengan T adalah torsi dinamis (Nm), ω adalah kecepatan sudut (rad/s) kecepatan sudut ω didapat dari: ω = n.rpm = rpm =. (6).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. ω=n ω= dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir dinyatakan dengan persamaan: Pout = T ω Pout = T. (7). dengan Pout adalah daya yang dihasilkan kincir angin (watt), n adalah putaran poros (rpm). 2.3.4. Tip speed ratio () Tip Speed Ratio () adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir angin yang berputar dengan kecepatan angin. Rumus kecepatan diujung sudu (Vt) adalah: Vt = ω r dengan Vt adalah kecepatan ujung sudu, ω adalah kecepatan sudut (rad/detik), dan r adalah jari-jari kincir (m). Sehingga tsr nya dapat dirumuskan dengan:. =. (8). dengan r adalah jari-jari kincir angin (m), n adalah kecepatan putaran kincir dengan satuan (rpm), v adalah kecepatan angin (m/s). 2.3.5. Koefisien Daya (Cp) Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin), persamaanya: Cp =. (9). dengan Cp adalah koefisien daya (%).Pout adalah daya yang dihasilkan oleh kincir (watt), Pin adalah daya yang dihasilkan oleh angin (watt). 2.4. Tinjauan Pustaka Pada tahun 2015 telah dilakukan penelitian oleh Septian Harry Pamuji. dengan judul “Uji Perfomance Turbin Angin Poros Vertikal Tipe Savonius Bertingkat Dengan Variasi Posisi Sudut” menyatakan dalam penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. dilakukan untuk memperoleh karakteristik Performance turbin angin dua tingkat dengan variasi kecepatan angin dan posisi sudut yang berbeda pada masingmasing tingkat. Pengujian dilakukan dengan sumber angin yang berasal dari empat buah kipas angin dengan menggunakan Wind Tunnel, kecepatan angin yang digunakan terdapat empat variasi yaitu 3,43 m/s, 4,22 m/s, 4,75 m/s, dan 5 m/s. Variasi pengujian juga dilakukan dengan variasi posisi sudut turbin yaitu 0, 30, 45, 60, dan 90 pada tiap tingkat. Hasil penelitian ditampilkan dalam bentuk grafik kecepatan angin terhadap putaran rotor, kecepatan angin terhadap Tip Speed Ratio (), dan Tip Speed Ratio () terhadap koefisien daya (CP). Kecepatan putaran rotor maksimum dihasilkan pada kecepatan angin 5 m/s dengan posisi sudut 0 sebesar 150,60 rpm. Daya rotor maksimum dihasilkan pada kecepatan angin 5 m/s dengan posisi sudut 0 yaitu sebesar 1,53 Watt. Nilai CP maksimum yang dicapai turbin angin bertingkat tipe Savonius ini adalah 12 % diperoleh pada saat TSR sebesar 0,61 dengan kecepatan angin 5 m/s..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Diagram Penelitian Langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian ini disajikan dalam. diagram alir penelitian seperti yang dirumuskan pada Gambar 3.1. 3.2. Objek Penelitian Objek pada penelitian ini adalah kincir angin Savonius dua tingkat dengan. lima variasi posisi sudut pada sudu. Sudu kincir angin Savonius bagian bawah di desain dapat bergeser rotasi pada sudut 0, 30, 45, 60, dan 90 sedangkan sudu kincir angin Savonius bagian atas di desain tidak dapat bergeser. Menurut penelitian yang dilakukan Septian Harry Pamuji, kincir angin model Savonius bertingkat dengan variasi posisi sudut dari semua variasi sudut yang dilakukan, didapatkan kecepatan putaran rotor maksimum dihasilkan pada kecepatan angin 5 m/s dengan posisi sudut 0. Gambar 3.2 menunjukkan perancangan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat. 3.3. Waktu dan Tempat Penelitian Pembuatan kincir angin dilakukan pada bulan Agustus 2019 sampai. September 2019 dan pengambilan data dilakukan pada bulan Oktober 2019 di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma. 3.4. Alat dan bahan. Dalam proses pembuatan kincir angin model Savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu memerlukan alat dan bahan sebagai berikut : 3.4.1. Alat Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan kincir angin sebagai berikut: a. Mistar baja b. Gunting pelat c. Obeng d. Palu. 15.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. e. Mur f. Baut g. Paku h. Mesin Bor i. Gergaji potong j. Pisau cutter k. Kunci pas l. Lakban 3.4.2. Bahan Bahan yang digunakan dalam proses pembuatan kincir angin sebagai berikut: a.. Plywood atau papan tripleks. b.. Pipa besi. c.. Galvalum. d.. Lem. e.. Amplas. 3.4.3. Alat Bantu Penelitian Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian, antara lain sebagai berikut: a.. Tachometer Tachometer merupakan alat pengukur kecepatan putar poros kincir angin. dengan satuan yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Dalam penelitian ini menggunakan satuan rpm. Gambar 3.3 menunjukkan tachometer. b.. Anemometer Anemometer merupakan alat pengukur kecepatan angin dengan satuan. yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Dalam penelitian ini menggunakan satuan m/s. Gambar 3.4 menunjukkan anemometer..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. Mulai. Perancangan kincir angin model Savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu. Persiapan alat dan bahan pembuatan kincir angin model Savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu Perakitan kincir angin model Savonius dua tingkat dengan lima variasi posisi sudut pada sudu. Salah. Benar. Uji coba kincir. Pengujian dan pengambilan data (kecepatan angin, kecepatan putar kincir, dan beban pengereman). Variasi sudut sudu 0. Variasi sudut sudu 30. Variasi sudut sudu 45. Variasi sudut sudu 60. Pengolahan data untuk mengetahui hubungan antara tip speed ratio dan koefisien daya Analisis hasil pengujian dan pembahasan. Kesimpulan dan saran. Selesai Gambar 3. 1 Diagram alir langkah kerja penelitian. Variasi sudut sudu 90.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. 40 cm. 40 cm. 40 cm 4 cm 84 cm. Gambar 3. 2 Rancangan kincir angin model Savonius dua tingkat. Gambar 3. 3 Tachometer yang digunakan dalam penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. Gambar 3. 4 Anemometer dalam penelitian ini. c.. Neraca Pegas Neraca pegas merupakan alat pengukur gaya pengimbang saat dilakukan. pembebanan dengan mekanisme pengereman. Dalam penelitian ini menggunakan satuan Newton (N). Gambar 3.5 menunjukkan neraca pegas.. Gambar 3. 5 Neraca pegas yang digunakan dalam penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. d.. Mekanisme Pengereman Poros kincir yang berputar dihubungkan dengan mekanisme pengereman. yang diberi pembebanan. Pembebanan dilakukan dengan cara memberi karet pada tuas pengereman. Mekanisme pembebanan dilakukan hingga kincir angin berhenti berputar. Gambar 3.6 menunjukkan mekanisme pembebanan.. Gambar 3. 6 Mekanisme pembebanan yang digunakan dalam penelitian ini. e.. Blower Blower berfungsi sebagai penyuplai daya angin. Kecepatan angin yang. berhembus dapat diatur menggunakan inventor pada blower. Kecepatan angin dapat dinaikkan maupun diturunkan sesuai kebutuhan. Dalam penelitian ini menggunakan kecepatan angin 7,5 m/s. Gambar 3.7 menunjukkan blower. 3.5. Proses Pembuatan Kincir Angin Model Savonius Dua Tingkat Dengan Variasi Posisi Sudut Pada Sudu Kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi sudut pada sudu. memiliki 3 bagian utama, antara lain : 3.5.1. Sudu Kincir Pada penelitian ini menggunakan 4 bilah sudu yang terbagi menjadi 2 bilah sudu di tingkat pertama dan 2 bilah sudu di tingkat kedua. Sudu terbuat dari seng.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. galvalum. Sudu dapat dilihat pada Gambar 3.8. Sudu pada penelitian ini menggunakan sudu tipe U dengan ketentuan ukuran sebagai berikut: Tinggi sudu. : 42 cm. Diameter sudu. : 40 cm. Ketebalan seng. : 0,04 cm. Gambar 3. 7 Blower yang digunakan dalam penelitian ini. Gambar 3. 8 Sudu kincir angin dalam penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. 3.5.2. Poros Pada penelitian ini menggunakan pipa besi. Poros berfungsi untuk mentransmisikan putaran kincir menuju mekanisme pembebanan. Pada bagian kedua ujung poros terdapat pipa aluminium dengan diameter 3 cm dan tinggi 3 cm. Pipa aluminium berfungsi sebagai dudukan pada laker. Poros dapat dilihat pada Gambar 3.9. pipa poros memiliki ketentuan ukuran sebagai berikut: Diameter luar poros. : 2,54 cm. Panjang poros. : 120 cm. Gambar 3. 9 Poros kincir angin dalam penelitian ini 3.5.3. Posisi Sudu Posisi sudu akan divariasi pada sudut 0, 30, 45, 60, dan 90 pada kincir angin. Sudu turbin terbuat dari seng galvalum dengan ketebalan 0,4 mm. Sudu dengan variasi sudut 0 dapat dilihat pada Gambar 3.10, sudu dengan variasi sudut 30 dapat dilihat pada Gambar 3.11, sudu dengan variasi sudut 45 dapat dilihat pada Gambar 3.12, sudu dengan variasi sudut 60 dapat dilihat pada Gambar 3.13, sedangkan sudu dengan variasi sudut 90 dapat dilihat pada Gambar 3.14. 3.6. Langkah Percobaan Percobaan pada penelitian ini akan dilakukan pengambilan data kecepatan. angin, beban, dan kecepatan putar poros kincir secara bersama-sama. Kincir angin dan alat bantu penelitian akan diletakkan seperti pada Gambar 3.15 adapun langkah-langkah percobaan yang dilakukan sebagai berikut: 1.. Memasang kincir angin model Savonius pada dudukan kincir angin.. 2.. Memasang neraca pegas serta pengaitnya pada tempat yang sudah ditentukan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. 3.. Memasang tali pengait pada neraca pegas yang dihubungkan dengan sistem pengereman.. 4.. Memasang anemometer pada tempat yang sudah ditentukan.. 5.. Menyiapkan takometer.. 6.. Menghidupkan blower dengan kecepatan angin rata-rata 7,5 m/s.. 7.. Menunggu beberapa saat supaya kecepatan putar poros kincir konstan. Pada penelitian ini menunggu selama 2 menit setelah pembacaan data.. 8.. Pengambilan data pertama yaitu mengukur kecepatan putar poros kincir pada variasi sudu 0 dan tanpa pembebanan. Pembacaan kecepatan putar poros kincir menggunakan alat bantu yaitu takometer.. 9.. Pengambilan data kedua yaitu mengukur kecepatan putar poros kincir angin dengan diberi beban pada mekanisme pengereman (memberi karet pada tuas pengereman). Pembacaan beban menggunakan alat bantu yaitu neraca pegas. Pengambilan data dilakukan hingga kincir angin benar-benar berhenti.. 10. Mengulangi langkah 8 dan 9 untuk variasi sudu kincir angin model Savonius pada sudut 30, 45, 60, dan 90. 11. Satu variasi sudut pada sudu dilakukan 3 kali percobaan pengambilan data. 3.7. Langkah pengolahan data Adapun langkah yang dilakukan dalam pengolahan data adalah sebagai. berikut: 1.. Setelah diketahui kecepatan angin (v) dan luasan kincir (A), maka akan diperoleh daya angin (Pin) dengan Persamaan 4.. 2.. Data beban pegas (F) dapat digunakan untuk mencari torsi (T) dengan Persamaan 5.. 3.. Data putaran poros (n) dan torsi (T) dapat digunakan untuk mencari daya yang dihasilkan kincir (Pout) dengan Persamaan 7.. 4.. Dengan membandingkan kecepatan keliling diujung sudu dan kecepatan angin, maka tip speed rasio dapat dicari dengan Persamaan 8..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. 5.. Dari daya kincir (Pout) dan daya angin (Pin) maka koefisien daya dapat diketahui dengan Persamaan 9.. Gambar 3. 10 Sudu dengan variasi sudut 0 pada penelitian ini. Gambar 3. 11 Sudu dengan variasi sudut 30 pada penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. Gambar 3. 12 Sudu dengan variasi sudut 45 pada penelitian ini. Gambar 3. 13 Sudu dengan variasi sudut 60 pada penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. Gambar 3. 14 Sudu dengan variasi sudut 90 pada penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. Gambar 3. 15 Ketentuan posisi kincir angin dan alat bantu penelitian pada penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Data Penelitian Pengambilan data pada penelitian ini ada beberapa variasi. Tabel 4.1. merupakan data kincir angin Savonius dua tingkat pada sudut 0, Tabel 4.2 merupakan data kincir angin Savonius dua tingkat pada sudut 30, Tabel 4.3 merupakan data kincir angin Savonius dua tingkat pada sudut 45, Tabel 4.4 merupakan data kincir angin Savonius dua tingkat pada sudut 60, dan Tabel 4.5 merupakan data kincir angin Savonius dua tingkat pada sudut 90. Pada pengambilan data ini menggunakan kecepatan angin 7,5 m/s. Tabel 4. 1. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,20 0,20 0,20 0,80 0,80 0,80 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 1,70 1,70 1,70. 489 530 591 465 451 490 385 398 370 343 291 332 297 285 278 138 141 168. 28.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. Tabel 4.1. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 2,00 2,00 2,00 2,20 2,20 2,20 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00. 59 58 60 46 44 45 36 33 32 27 30 31 22 23 26. Tabel 4. 2 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 dengan kecepatan angin 7,5 m/s No.. 1. 2. 3. 4. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,20 0,20 0,20 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20 1,20. 450 458 460 431 425 430 381 372 383 231 233 230.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. Tabel 4. 2 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan) No.. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,50 1,50 1,50 1,80 1,80 1,80 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00. 222 210 215 177 160 175 138 130 127 68 70 72 50 53 52 29 26 28 18 16 17.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. Tabel 4.3. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,30 0,30 0,30 0,95 0,95 0,95 1,45 1,45 1,45 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,70 2,70 2,70 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20 3,50 3,50 3,50. 484 487 479 419 417 420 369 373 360 302 315 310 282 285 279 214 217 216 151 160 172 119 117 120 96 90 94 41 43 40 26 20 23.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. Tabel 4.4 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60 dengan kecepatan angin 7,5 m/s No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,30 0,30 0,30 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,70 2,70 2,70 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20. 560 569 565 513 517 514 456 470 465 424 430 432 384 370 386 313 315 310 209 212 215 149 152 150 132 130 134 90 92 95 70 73 72.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. Tabel 4.4 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan) No.. 12. 13. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 3,50 3,50 3,50 3,70 3,70 3,70. 42 45 41 22 20 19. Tabel 4.5 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 dengan kecepatan angin 7,5 m/s No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,30 0,30 0,30 0,90 0,90 0,90 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 1,80 1,80 1,80. 614 620 612 555 560 565 520 525 523 495 480 492 409 415 412 358 355 357.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. Tabel 4.5 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan) No.. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 4.2. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 2,00 2,00. 280 288. 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20 3,50 3,50 3,50. 300 220 215 230 152 135 140 98 102 105 75 78 76 40 38 42 25 20 23. Pengolahan Data Pengolahan data meliputi perhitungan daya yang dihasilkan oleh angin,. daya mekanis yang dihasilkan oleh kincir, torsi yang bekerja, tsr, dan koefisien daya untuk menentukan unjuk kerja kincir angin model Savonius dua tingkat dengan variasi posisi sudut pada sudu. Dalam perhitungan data diambil dari Tabel 4.1 pada langkah percobaan pertama dan pembebanan lima. Untuk mempermudah proses perhitungan, digunakan beberapa ketentuan sebagai berikut: a.. Panjang lengan torsi. :20 cm. b.. Massa jenis udara. :1,18 kg/m3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35. c.. Luas tangkap angin. :0,672 m2. d.. Kecepatan angin. :7,5 m/s. 4.2.1 Perhitungan Daya Angin (Pin) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kelima diketahui massa jenis udara (ρ) 1,18 kg/m3, luas tangkapan angin (A) 0,672 m2, dan kecepatan angin (v) sebesar 7,5 m/s. Maka besarnya daya angin (Pin) yang diterima kincir dapat dicari dengan Persamaan (4) sebagai berikut: Pin =1/2ρAv3 =(1/2).(1,18 kg/m3).( 0,672 m2).( 7,5 m/s)3 =167,27 watt jadi daya angin(Pin) yang dihasilkan sebesar 167,27 watt 4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (Pout) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kelima dapat dicari Torsi (T) 0,30 N.m, putaran poros (n) 297 rpm, kecepatan sudut (ω) sebesar 31.09 rad/s. Maka besar daya kincir (Pout) dapat dicari dengan Persamaan (7) sebagai berikut: Pout =T =0,30. =9,33 watt jadi daya kincir (Pout) yang dihasilkan sebesar 9,33 watt 4.2.3 Perhitungan Tip Speed Rasio (tsr) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kelima diketahui jari-jari kincir (r) 0,4 m, putaran poros (n) 297 rpm, dan kecepatan angin (v) sebesar 7,5 m/s. Maka tsr dapat dicari menggunakan Persamaan (8) sebagai berikut:  = =.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. =1,66 jadi tsr yang dihasilkan sebesar 1,66 4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya Kincir (Cp) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kelima diketahui daya kincir angin (Pout) 9,33 watt, dan daya angin (Pin) sebesar 167,27 watt. Maka besar koefisien daya kincir (Cp) dapat dicari dengan Persamaan (9) sebagai berikut: Cp = = =5,58 % jadi koefisien daya kincir (Cp) yang dihasilkan sebesar 5,58 % 4.3. Hasil Perhitungan Berikut merupakan data hasil perhitungan dari kincir angin model. Savonius dua tingkat dengan variasi posisi sudut. Tabel 4.6 merupakan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0, Tabel 4.7 merupakan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30, Tabel 4.8 merupakan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45, Tabel 4.9 merupakan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60, dan Tabel 4.10 merupakan data kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 Tabel 4. 6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 0,00 0,00 0,00 0,20 0,20 0,20. 489 530 591 465 451 490. 51,18 55,47 61,86 48,67 47,20 51,29. 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,04. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 0,00 0,00 0,00 1,95 1,89 2,05. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 2,73 2,96 3,30 2,60 2,52 2,74. 0,00 0,00 0,00 1,16 1,13 1,23.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. Tabel 4. 6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 0,80 0,80 0,80 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 1,70 1,70 1,70 2,00 2,00 2,00 2,20 2,20 2,20 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00. 385 398 370 343 291 332 297 285 278 138 141 168 59 58 60 46 44 45 36 33 32 27 30 31 22 23 26. 40,30 41,66 38,73 35,90 30,46 34,75 31,09 29,83 29,10 14,44 14,76 17,58 6,18 6,07 6,28 4,81 4,61 4,71 3,77 3,45 3,35 2,83 3,14 3,24 2,30 2,41 2,72. 0,16 0,16 0,16 0,24 0,24 0,24 0,30 0,30 0,30 0,34 0,34 0,34 0,40 0,40 0,40 0,46 0,46 0,46 0,50 0,50 0,50 0,56 0,56 0,56 0,60 0,60 0,60. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 6,45 6,67 6,20 8,62 7,31 8,34 9,33 8,95 8,73 4,91 5,02 5,98 2,47 2,43 2,51 2,12 2,03 2,07 1,88 1,73 1,67 1,58 1,76 1,82 1,38 1,44 1,63. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 2,15 2,22 2,07 1,91 1,62 1,85 1,66 1,59 1,55 0,77 0,79 0,94 0,33 0,32 0,33 0,26 0,25 0,25 0,20 0,18 0,18 0,15 0,17 0,17 0,12 0,13 0,15. 3,85 3,98 3,70 5,15 4,37 4,99 5,58 5,35 5,22 2,94 3,00 3,57 1,48 1,45 1,50 1,27 1,21 1,24 1,13 1,03 1,00 0,95 1,05 1,09 0,83 0,86 0,98.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. Tabel 4. 7. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 0,00 0,00 0,00 0,20 0,20 0,20 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 1,80 1,80 1,80 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00. 450 458 460 431 425 430 381 372 383 231 233 230 222 210 215 177 160 175 138 130 127 68 70 72 50 53 52 29 26 28 18 16 17. 9,00 9,11 9,11 8,48 8,37 8,48 7,54 7,33 7,33 6,49 6,59 6,80 6,28 6,38 6,18 18,53 16,75 18,32 14,44 13,61 13,29 7,12 7,33 7,54 5,23 5,55 5,44 3,04 2,72 2,93 1,88 1,67 1,73. 0,00 0,00 0,00 0,04 0,04 0,04 0,16 0,16 0,16 0,24 0,24 0,24 0,30 0,30 0,30 0,36 0,36 0,36 0,40 0,40 0,40 0,46 0,46 0,46 0,50 0,50 0,50 0,56 0,56 0,56 0,60 0,60 0,60. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 0,00 0,00 0,00 0,34 0,33 0,34 1,21 1,17 1,17 1,56 1,58 1,63 1,88 1,92 1,85 6,67 6,03 6,59 5,78 5,44 5,32 3,27 3,37 3,47 2,62 2,77 2,72 1,70 1,52 1,64 1,13 1,00 1,07. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 0,,48 0,49 0,49 0,45 0,45 0,45 0,40 0,39 0,39 0,35 0,35 0,36 0,33 0,34 0,33 0,99 0,89 0,98 0,77 0,73 0,71 0,38 0,39 0,40 0,28 0,30 0,29 0,16 0,15 0,16 0,10 0,09 0,09. 0,00 0,00 0,00 0,20 0,20 0,20 0,72 0,70 0,70 0,93 0,95 0,98 1,13 1,15 1,11 3,99 3,60 3,94 3,45 3,25 3,18 1,96 2,01 2,07 1,56 1,66 1,63 1,02 0,91 0,98 0,68 0,60 0,64.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. Tabel 4. 8. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 0,00 0,00 0,00 0,30 0,30 0,30 0,95 0,95 0,95 1,45 1,45 1,45 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,70 2,70 2,70 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20 3,50 3,50 3,50. 484 487 479 419 417 420 369 373 360 302 315 310 282 285 279 214 217 216 151 160 172 119 117 120 96 90 94 41 43 40 26 20 23. 50,66 50,97 50,14 43,86 43,65 43,96 38,62 39,04 37,68 31,61 32,97 32,45 29,52 29,83 29,20 22,40 22,71 22,61 15,80 16,75 18,00 12,46 12,25 12,56 10,05 9,42 9,84 4,29 4,50 4,19 2,72 2,09 2,41. 0,00 0,00 0,00 0,06 0,06 0,06 0,19 0,19 0,19 0,29 0,29 0,29 0,40 0,40 0,40 0,46 0,46 0,46 0,50 0,50 0,50 0,54 0,54 0,54 0,60 0,60 0,60 0,64 0,64 0,64 0,70 0,70 0,70. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 0,00 0,00 0,00 2,63 2,62 2,64 7,34 7,42 7,16 9,17 9,56 9,41 11,81 11,93 11,68 10,30 10,45 10,40 7,90 8,37 9,00 6,73 6,61 6,78 6,03 5,65 5,90 2,75 2,88 2,68 1,90 1,47 1,69. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 2,70 2,72 2,67 2,34 2,33 2,34 2,06 2,08 2,01 1,69 1,76 1,73 1,57 1,59 1,56 1,19 1,21 1,21 0,84 0,89 0,96 0,66 0,65 0,67 0,54 0,50 0,52 0,23 0,24 0,22 0,15 0,11 0,13. 0,00 0,00 0,00 1,57 1,57 1,58 4,39 4,43 4,28 5,48 5,72 5,63 7,06 7,13 6,98 6,16 6,25 6,22 4,72 5,01 5,38 4,02 3,95 4,05 3,60 3,38 3,53 1,64 1,72 1,60 1,14 0,88 1,01.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40. Tabel 4. 9. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 0,00 0,00 0,00 0,30 0,30 0,30 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,70 2,70 2,70 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20. 560 569 565 513 517 514 456 470 465 424 430 432 384 370 386 313 315 310 209 212 215 149 152 150 132 130 134 90 92 95 70 73 72. 58,61 59,56 59,14 53,69 54,11 53,80 47,73 49,19 48,67 44,38 43,96 45,22 40,19 38,73 40,40 32,76 32,97 32,45 21,88 22,19 22,50 15,60 15,91 15,70 13,82 13,61 14,03 9,42 9,63 9,94 7,33 7,64 7,54. 0,00 0,00 0,00 0,06 0,06 0,06 0,20 0,20 0,20 0,24 0,24 0,24 0,30 0,30 0,30 0,40 0,40 0,40 0,46 0,46 0,46 0,50 0,50 0,50 0,54 0,54 0,54 0,60 0,60 0,60 0,64 0,64 0,64. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 0,00 0,00 0,00 3,22 3,25 3,23 9,55 9,84 9,73 10,65 10,55 10,85 12,06 11,62 12,12 13,10 13,19 12,98 10,06 10,21 10,35 7,80 7,95 7,85 7,46 7,35 7,57 5,65 5,78 5,97 4,69 4,89 4,82. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 3,13 3,18 3,15 2,86 2,89 2,87 2,55 2,62 2,60 2,37 2,34 2,41 2,14 2,07 2,15 1,75 1,76 1,73 1,17 1,18 1,20 0,83 0,85 0,84 0,74 0,73 0,75 0,50 0,51 0,53 0,39 0,41 0,40. 0,00 0,00 0,00 1,93 1,94 1,93 5,71 5,88 5,82 6,37 6,31 6,49 7,21 6,95 7,25 7,83 7,88 7,76 6,02 6,10 6,19 4,66 4,76 4,69 4,46 4,39 4,53 3,38 3,45 3,57 2,80 2,92 2,88.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. Tabel 4.9. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 60 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 3,50 3,50 3,50 3,70 3,70 3,70. 42 45 41 22 20 19. 4,40 4,71 4,29 2,30 2,09 1,99. 0,70 0,70 0,70 0,74 0,74 0,74. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 3,08 3,30 3,00 1,70 1,55 1,47. Table 4.10. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 0,23 0,25 0,23 0,12 0,11 0,11. 1,84 1,97 1,80 1,02 0,93 0,88. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 0,00 0,00 0,00 0,30 0,30 0,30 0,90 0,90 0,90 1,20 1,20 1,20 1,50 1,50 1,50 1,80 1,80 1,80. 614 620 612 555 560 565 520 525 523 495 480 492 409 415 412 358 355 357. 64,27 64,89 64,06 58,09 58,61 59,14 54,43 54,95 54,74 51,81 50,24 51,50 42,81 43,44 43,12 37,47 37,16 37,37. 0,00 0,00 0,00 0,06 0,06 0,06 0,18 0,18 0,18 0,24 0,24 0,24 0,30 0,30 0,30 0,36 0,36 0,36. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 0,00 0,00 0,00 3,49 3,52 3,55 9,80 9,89 9,85 12,43 12,06 12,36 12,84 13,03 12,94 13,49 13,38 13,45. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 3,43 3,46 3,42 3,10 3,13 3,15 2,90 2,93 2,92 2,76 2,68 2,75 2,28 2,32 2,30 2,00 1,98 1,99. 0,00 0,00 0,00 2,08 2,10 2,12 5,86 5,91 5,89 7,43 7,21 7,39 7,68 7,79 7,73 8,06 8,00 8,04.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. Table 4.10. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 90 dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 4.4. Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). (N). (rpm). (rad/s). N.m. Watt. Watt. 2,00 2,00 2,00 2,30 2,30 2,30 2,50 2,50 2,50 2,80 2,80 2,80 3,00 3,00 3,00 3,20 3,20 3,20 3,50 3,50 3,50. 280 288 280 220 215 230 152 135 140 98 102 105 75 78 76 40 38 42 25 20 23. 29,31 30,14 29,31 23,03 22,50 24,07 15,91 14,13 14,65 10,26 10,68 10,99 7,85 8,16 7,95 4,19 3,98 4,40 2,62 2,09 2,41. 0,40 0,40 0,40 0,46 0,46 0,46 0,50 0,50 0,50 0,56 0,56 0,56 0,60 0,60 0,60 0,64 0,64 0,64 0,70 0,70 0,70. 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27 167,27. 11,72 12,06 11,72 10,59 10,35 11,07 7,95 7,07 7,33 5,74 5,98 6,15 4,71 4,90 4,77 2,68 2,55 2,81 1,83 1,47 1,69. Tip Speed Rasio (). Koefisien daya (Cp) %. 1,56 1,61 1,56 1,23 1,20 1,28 0,85 0,75 0,78 0,55 0,57 0,59 0,42 0,44 0,42 0,22 0,21 0,23 0,14 0,11 0,13. 7,01 7,21 7,01 6,33 6,19 6,62 4,76 4,22 4,38 3,43 3,57 3,68 2,82 2,93 2,85 1,60 1,52 1,68 1,10 0,88 1,01. Grafik Hasil Perhitungan Dari data yang diperoleh, kemudian diolah ke dalam bentuk grafik untuk. mengetahui hubungan antara torsi (T) dengan kecepatan putar kincir (n), dan koefisien daya kincir (Cp) dengan tip speed rasio (). Grafik yang disajikan untuk setiap percobaan variasi dengan percobaan terbaik dapat dilihat pada grafik berikut ini:.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43. 4.4.1 Grafik hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 a.. Grafik hubungan torsi dengan kecepatan putaran poros Pada Gambar 4.1 dapat disimpulkan semakin besar gaya pengimbang yang. diberikan kepada kincir angin maka torsi yang dihasilkan semakin besar, sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada kincir angin model Savonius pada sudut 0 dengan kecepatan angin 7,5 m/s menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,60 N.m pada kecepatan putar kincir 26 rpm sedangkan kecepatan putar kincir optimal mencapai 591 rpm pada saat tanpa beban. Kecepatan putar kincir, n (rpm). 700 600 500 400 300 200. 100 0 0.0. 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5. 0.6. 0.7. Torsi, T (N.m) Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 b.. Grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed rasio () Pada Gambar 4.2 grafik hubungan tip speed rasio () pada koefisien daya (Cp) diperoleh persamaan Cp = -2,02362 + 6,1203 – 0,0589. Dari persamaan tersebut dapat digunakan untuk mengetahui nilai tip speed rasio () pada saat koefisien daya maksimal dengan cara sebagai berikut:.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. Cp = -2,02362 + 6,1203 – 0,0589 . = 2(-2,0236) + 6,1203. 0. = -4,0472 + 6,1203. . = = 1,512. Setelah diketahui nilai tip speed rasio () sebesar 1,512 maka dapat disubstitusikan ke dalam persamaan Cp = -2,02362 + 6,1203– 0,0589 untuk mengetahui koefisien daya maksimal Cp = -2,02362 + 6,1203 – 0,0589 = -2,0236 (1,512)2 + 6,1203 (1,512) – 0,0589 = -4,6262 + 9,2538 - 0,0589 = 4,57 Dari perhitungan tersebut diperoleh koefisien daya maksimal sebesar 4,57 % pada saat nilai tip speed rasio () optimal sebesar 1,512.. Koefisien daya, Cp (%). 6 5 4. 3 2. Cp = -2,0236 2 + 6,1203  - 0,0589. 1. 0 0.0. 0.5. 1.0. 1.5. 2.0. 2.5. 3.0. 3.5. Tip speed ratio, () Gambar 4. 2 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio () pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 0 4.4.2 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Model Savonius dua tingkat pada sudut 30 a.. Grafik hubungan torsi dengan kecepatan putaran poros Pada Gambar 4.3 dapat disimpulkan semakin besar gaya pengimbang yang. diberikan kepada kincir angin maka torsi yang dihasilkan semakin besar,.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45. sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada kincir angin model Savonius pada sudut 30 menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,60 N.m pada kecepatan putar kincir 18 rpm sedangkan. Kecepatan putar kincir, n (rpm). kecepatan putar kincir optimal mencapai 460 rpm pada saat tanpa beban. 500 400 300 200. 100 0 0.0. 0.1. 0.2. 0.3. 0.4. 0.5. 0.6. Torsi, T (N.m) Gambar 4. 3 Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putaran poros pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 b.. Grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed rasio () Pada Gambar 4.4 grafik hubungan tip speed rasio () pada koefisien daya (Cp) diperoleh persamaan Cp = -2,43172 + 6,5041 0,0989. Dari persamaan tersebut dapat digunakan untuk mengetahui nilai tip speed rasio () pada saat koefisien daya maksimal dengan cara sebagai berikut: Cp = -2,43172 + 6,5041 - 0,0989 . = 2(-2,4317) + 6,5041. 0. = -4,8634 + 6,5041. . = = 1,310. Setelah diketahui nilai tip speed rasio () sebesar 1,310 maka dapat disubstitusikan ke dalam persamaan Cp = -2,43172 + 6,5041 - 0,0989 untuk mengetahui koefisien daya maksimal.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46. Cp = -2,43172 + 6,5041 - 0,0989 = -2,4317 (1,310)2 + 6,5041 (1,310) - 0,0989 = -4,173 + 8,520 – 0,989 = 3,36 Dari perhitungan tersebut diperoleh koefisien daya maksimal sebesar 3,36 % pada saat nilai tip speed rasio () optimal sebesar 1,310. 6 Koefisien daya, Cp (%). 5 4 3 2. Cp = -2,4317 2 + 6,5041  - 0,0989. 1 0 0.0. 0.5. 1.0. 1.5. 2.0. 2.5. 3.0. Tip speed ratio, () Gambar 4. 4 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio () pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 30 4.4.3 Grafik Hasil Perhitungan Kincir Angin Model Savonius Dua Tingkat Pada Sudut 45 a.. Grafik hubungan torsi dengan kecepatan putaran poros Pada Gambar 4.5 dapat disimpulkan semakin besar gaya pengimbang yang. diberikan kepada kincir angin maka torsi yang dihasilkan semakin besar, sedangkan kecepatan putar kincir angin akan berkurang seiring bertambahnya beban. Pada kincir angin model Savonius dua tingkat pada sudut 45 dengan kecepatan angin 7,5 m/s menghasilkan torsi maksimal sebesar 0,70 N.m pada kecepatan putar kincir 26 rpm sedangkan kecepatan putar kincir optimal mencapai 487 rpm pada saat tanpa beban..