Unjuk kerja kincir angin model Savonius Dua Sudu Dua Tingkat Dengna Variasi Sirip Arodinamis 90Ëš pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN MODEL SAVONIUS DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN VARIASI SIRIP AERODINAMIS 90˚ PADA BAGIAN DEPAN, TENGAH, DAN BELAKANG SUDU. SKRIPSI. Diajukan sebagai salah satu persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Teknik Mesin. Oleh: ROBERTUS LANDUNG PRASETIYOJATI NIM: 155214070. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA Yogyakarta 2019.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. WORK PERFORMANCE WINDMILD OF SAVONIUS MODEL TWO BLADES TWO LEVELS WITH AERODYNAMIC FIN VARIATIONS OF 90˚ IN THE FRONT, CENTRAL, AND BACK SOON. FINAL PROJECT. As partitial fulfilment of the requirement to obtain Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By: ROBERTUS LANDUNG PRASETIYOJATI Student Number: 155214070. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY Yogyakarta 2019. ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. SKRIPSI UNJUK KERJA KINCIR ANGIN MODEL SAVONIUS DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN VARIASI SIRIP AERODINAMIS 90˚ PADA BAGIAN DEPAN, TENGAH, DAN BELAKANG SUDU. Disusun oleh:. ROBERTUS LANDUNG PRASETIYOJATI NIM: 155214070. Telah disetujui oleh: Dosen Pembimbing Skripsi. iii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Ir. Rines, M.T. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN MODEL SAVONIUS DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN VARIASI SIRIP AERODINAMIS 90˚ PADA BAGIAN DEPAN, TENGAH, DAN BELAKANG SUDU. Dipersiapkan dan disusun oleh:. Nama. : ROBERTUS LANDUNG PRASETIYOJATI. NIM. : 155214070. Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji Pada tanggal 04 November 2019 Dan dinyatakan telah memenuhi syarat. Susunan Dewan Penguji Nama Lengkap. Tanda Tangan. Ketua. : Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T.. ......................... Sekretaris. : Dr. Eng. I Made Wicaksana Ekaputra. ......................... Anggota. : Ir. Rines, M.T. ......................... Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk Memperoleh gelar Sarjana Teknik. Yogyakarta, 04 November 2019 Fakultas Sains dan Teknologi. iv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Universitas Sanata Dharma Yogyakarta Dekan,. Sudi Mukasi, S.Si., M Math.Sc., Ph.D. PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR Dengan ini penulis menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam Skripsi dengan judul:. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN MODEL SAVONIUS DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN VARIASI SIRIP AERODINAMIS 90˚ PADA BAGIAN DEPAN, TENGAH, DAN BELAKANG SUDU. Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh untuk menjadi Sarjana Teknik pada program Sarjana-1, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari Skripsi yang sudah dipublikasikan di Perguruan Tinggi manapun, kecuali bagian informasi yang dicantumkan dalam daftar pustaka.. Dibuat di. : Yogyakarta. Pada Tanggal :04 November 2019. v.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. LEMBAR PERNYA TAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS. Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama. : Robertus Landung Prasetiyojati. Nomor Mahasiswa. : 155214070. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul:. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN MODEL SAVONIUS DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN VARIASI SIRIP AERODINAMIS 90˚ PADA BAGIAN DEPAN, TENGAH, DAN BELAKANG SUDU. Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikannya secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet maupun media lain untuk kepentingan akademis tanpa meminta ijin dari saya maupun memberi royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal 04 November 2019 Yang menyatakan. vi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Robertus Landung Prasetiyojati ABSTRAK Dalam penelitian ini, kincir angin yang digunakan adalah kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Penambahan sirip diharapkan mampu memperoleh putaran maksimal yang lebih tinggi. Hasil penelitian kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90 ˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang adalah (a) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip sebesar 1,55 % pada tip speed ratio 0,441, (b) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan sudu sebesar 1,67 % pada tip speed ratio 0,495, (c) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian tengah sudu sebesar 1,14 % pada tip speed ratio 0,432, (d) Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian belakang sudu sebesar 1,02 % pada tip speed ratio 0,307, (e) Kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ yang memiliki nilai koefisien daya tertinggi adalah kincir angin model Savonius dengan sirip aerodinamis pada bagian depan sudu. Kata Kunci:. Kincir Angin Savonius, Kincir Angin Sumbu Vertikal dan. Horizontal, Energi Angin.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT In this study, the windmill used was a two-tiered Savonius two-blade windmill with 90˚ aerodynamic fins on the front, middle, and rear of the blade. The addition of fins is expected to be able to obtain a higher maximum spin. The results of a two-tiered two-blade Savonius windmill model with 90˚ aerodynamic fins on the front, middle and rear are (a) The coefficient of peak power of a two-tiered two-blade Savonius windmill without fins is 1.55 % at a tip speed ratio of 0.441, (b) The coefficient of the peak power of a two-tiered Savonius windmill model with an aerodynamic fin 90˚ at the front of the blade of 1.67 % at a tip speed ratio of 0.495, (c) The peak power coefficient of a two-tiered Savonius windmill model with an aerodynamic fin 90˚ at the center of the blade of 1.14 % at a tip speed ratio of 0.432, (d) The coefficient of peak power of a two-tiered Savonius windmill model with 90 tingkat aerodynamic fins on the back of the blade of 1.02 % at a tip speed ratio of 0.307, (e) the best work performance windmild of savonius model two blades two level with aerodynamic fik variations of 90˚ is windmild with aerodynamic fin at the front of the blade.. Key word: Savonius Windmill, Vertical and Horizontal Axis Windmill, Wind Energy.. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis limpahkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena hanya atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan dan penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1.. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.. 2.. Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.. 3.. Ir. Rines, M.T. sebagai Dosen Pembimbing Skripsi yang telah membimbing penulis selama melakukan pengujian hingga skripsi ini selesai.. 4.. Doddy Purwadianto, S.T., M.T. selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi Yang telah memberikan izin untuk penggunaan laboratorium.. 5.. Segenap Dosen dan Staf Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah bekerja sama dengan baik dalam proses perkuliahan hingga menyelesaikan skripsi penulis.. 6.. Redemsen Sriharjono dan Rita Ekatmi Susilawati selaku Orang Tua penulis yang selalu memberikan dukungan moral maupun materi serta dengan sabar dalam membimbing penulis.. 7.. Redemta Galuh Purbosari selaku Saudara penulis yang selalu memberi semangat dan doa kepada penulis.. 8.. Albertus Sigit Andriyanto, Arya Praditya, Julianto Thomas Geraldo, Mikael Aji Santosa selaku rekan satu tim selama penulis mengerjakan skripsi hingga menyelesaikan skripsi.. 9.. Bayu M. Rizal, Bowo, Natan Andang Pratiwan, Wahyu Setiaji selaku sahabat yang selalu mendukung penulis dalam proses penyelesaian skripsi.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 10. Seluruh sahabat Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Angkatan 2015 yang telah banyak memberikan semangat dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusun skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis menerima segala kritik dan saran yang penulis sadari akan sangat berguna untuk menyempurnakan penyusunan skripsi. Penulis sangat berharap agar skripsi ini dapat berguna untuk menambah wawasan ilmu pengetahuan.. Yogyakarta, 04 November 2019. Penulis. x.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i TITLE PAGE .......................................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iv HALAMAN PERNYATAAN ................................................................................ v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI................................. vi ABSTRAK ............................................................................................................ vii ABSTRACT ......................................................................................................... viii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ............................................................................................... 1. 1.2. Rumusan Masalah .......................................................................................... 2. 1.3. Batasan Masalah ............................................................................................ 2. 1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2. 1.5. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 3. BAB II DASAR TEORI ...................................................................................................... 4 2.1. Energi Angin .................................................................................................. 4. 2.2. Kincir Angin .................................................................................................. 5. 2.3. 2.2.1.. Kincir Angin Poros Horizontal................................................................ 5. 2.2.2.. Kincir Angin Poros Vertikal .................................................................... 6. Perhitungan Pada Kincir ................................................................................ 9 2.3.1.. Daya Angin ................................................................................................ 9. 2.3.2.. Torsi Kincir Angin .................................................................................... 9. 2.3.3.. Daya Kincir Angin .................................................................................... 9. 2.3.4.. Tip speed ratio (tsr) ................................................................................ 11. 2.3.5.. Koefisien Daya (Cp) ................................................................................ 11 xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.4. Tinjauan Pustaka.......................................................................................... 11. BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................................... 12 3.1. Diagram Penelitian ...................................................................................... 12. 3.2. Objek Penelitian........................................................................................... 13. 3.3. Waktu dan Tempat Penelitian...................................................................... 13. 3.4. Alat dan bahan ............................................................................................. 14. 3.5. 3.4.1.. Alat Bantu Penelitian .............................................................................. 14. 3.4.2.. Bahan ........................................................................................................ 17. Proses Pembuatan Kincir Angin Model Savonius Dengan Sirip Aerodinamis ..................................................................................................................... 17 3.5.1.. Sudu Kincir .............................................................................................. 17. 3.5.2.. Poros ......................................................................................................... 18. 3.5.3.. Sirip Aerodinamis ................................................................................... 18. 3.6. Langkah Penelitian ...................................................................................... 20. 3.7. Langkah pengolahan data ............................................................................ 21. BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .................................................... 22 4.1. Data Penelitian ............................................................................................. 22. 4.2. Pengolahan Data .......................................................................................... 30 4.2.1. Perhitungan Daya Angin (Pin) ............................................................... 30. 4.2.2. Perhitungan Daya Kincir (Pout).............................................................. 30. 4.2.3. Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr) ......................................................... 31. 4.2.4. Perhitungan Koefisien Daya Kincir (Cp).............................................. 31. 4.3. Hasil Perhitungan......................................................................................... 31. 4.4. Grafik Perbandingan Kincir Angin Model Savonius Tanpa Sirip Dengan Variasi Sirip Aerodinamis 90˚ Pada Bagian Depan, Tengah, dan Belakang Sudu ............................................................................................................. 40. 4.5. 4.4.1. Grafik Hubungan Kecepatan Putar Kincir Angin Dengan Torsi ...... 40. 4.4.2. Grafik Hubungan Koefisien Daya Dengan Tip Speed Ratio ............. 41. Pembahasan ................................................................................................. 42. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB V PENUTUP ............................................................................................................. 43 5.1. Kesimpulan .................................................................................................. 43. 5.2. Saran ............................................................................................................ 43. DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 44. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Kincir angin poros horizontal ............................................................. 6 Gambar 2. 2 Model kincir Savonius ....................................................................... 7 Gambar 2. 3 Kincir angin model Darrieus .............................................................. 8 Gambar 2. 4 Kincir angin model H-Rotor .............................................................. 8 Gambar 2. 5 Diagram Cp vs tsr ............................................................................. 10. Gambar 3. 1 Diagram alir langkah kerja penelitian .............................................. 12 Gambar 3. 2 Rancangan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat ....... 13 Gambar 3. 3 Takometer yang digunakan dalam penelitian ini ............................. 14 Gambar 3. 4 Anemometer dalam penelitian ini. ................................................... 15 Gambar 3. 5 Neraca pegas yang digunakan dalam penelitian ini ......................... 15 Gambar 3. 6 Mekanisme pembebanan yang digunakan dalam penelitian ini ....... 16 Gambar 3. 7 Blower yang digunakan dalam penelitian ini ................................... 16 Gambar 3. 8 Sudu kincir angin dalam penelitian ini ............................................. 17 Gambar 3. 9 Poros kincir angin dalam penelitian ini ............................................ 18 Gambar 3. 10 Sirip aerodinamis dalam penelitian ini ........................................... 19 Gambar 3. 11 Posisi sirip pada bagian depan sudu pada penelitian ini ................ 19 Gambar 3. 12 Posisi sirip pada bagian tengah sudu pada penelitian ini ............... 19 Gambar 3. 13 Posisi sirip pada bagian belakang sudu pada penelitian ini ........... 20 Gambar3. 14 Ketentuan posisi kincir angin dan alat bantu penelitian pada penelitian ini ..................................................................................................... 21. Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip, variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu...... 40 Gambar4.2 Grafik hubungan antara tip speed ratio dengan koefisien daya pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip, variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu...................................................................................................41. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 4. 1 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius tanpa sirip ...... 22 Tabel 4. 2 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dengan sirip pada bagian depan sudu ................................................................................ 24 Tabel 4. 3 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dengan sirip pada bagian tengah sudu ............................................................................... 26 Tabel 4. 4 Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dengan sirip pada bagian belakang sudu............................................................................ 28 Tabel 4. 5 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius tanpa sirip ........ 32 Tabel 4. 6 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dengan sirip pada bagian depan sudu ................................................................................ 34 Tabel 4. 7 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dengan sirip pada bagian tengah sudu ............................................................................... 36 Tabel 4. 8 Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dengan sirip pada bagian belakang sudu............................................................................ 37. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sebagaimana diketahui, pada asasnya angin terjadi karena ada perbedaan. temperatur antara udara panas dan udara dingin. Di tiap daerah keadaan temperatur dan kecepatan angin berbeda. Energi angin yang sebenarnya berlimpah di Indonesia ternyata belum sepenuhnya dimanfaatkan sebagai alternatif penghasil listrik, bahkan selama ini masih dipandang sebagai proses alam biasa yang kurang memiliki nilai ekonomis bagi kegiatan produktif masyarakat. Ketahanan energi dunia sekarang menunjukkan penurunan khususnya energi fosil. Di masa depan kebutuhan energi semakin besar, hal ini disebabkan laju pertumbuhan jumlah penduduk. Jika tidak ditemukan alternatif energi baru maka akan terjadi krisis energi. Beberapa tempat di Indonesia sudah mengalami krisis energi yang parah, sehingga pemadaman listrik sering terjadi khususnya di luar pulau Jawa (DESDM, 2005). Pada perkembangan energi dimasa depan harus ramah lingkungan. Salah satu alternatif energi ramah lingkungan adalah energi angin. Potensi angin yang ada dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik skala kecil, kurang dari satu kWh, dapat dimanfaatkan untuk penerangan dan menghidupkan peralatan listrik. Dengan mendesain alat konversi energi angin ke listrik yang sederhana, hal ini memungkinkan masyarakat awam untuk merawat dan memperbaiki sendiri sehingga transfer energi dapat berjalan dengan cepat. Di dalam sistem konversi energi angin terdapat dua tantangan besar yaitu efisiensi konversi energi keseluruhan dan fluktuasi dalam kecepatan dan arah angin. Keluaran daya potensial energi angin yang lebih rendah menentukan bahwa suatu sistem konversi yang maju harus berukuran besar jika ditunjukkan untuk menghasilkan jumlah listrik yang besar (Chan Shin, 2001). Salah satu cara pemanfaatan energi angin adalah dengan kincir angin. Kincir angin akan mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik yang kemudian dapat dikonversikan menjadi energi listrik. Dalam penelitian ini, kincir angin yang. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. digunakan adalah kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Penambahan sirip diharapkan mampu memperoleh putaran maksimal yang lebih tinggi. 1.2. Rumusan Masalah Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini. adalah sebagai berikut : 1.. Sebaik apakah unjuk kerja kincir angin Savonius sirip aerodinamis dengan sudut 90° pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu ?. 2.. Kincir angin dengan posisi sirip mana yang akan menghasilkan kinerja terbaik ?. 1.3. Batasan Masalah Dalam penelitian ini, peneliti 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 64 cm dan tinggi 87 cm.. 4.. Bahan yang digunakan tripleks dengan tebal 0,8 cm dan seng galvalum tebal 0,04 cm.. 5.. Beban menggunakan sistem pengereman.. 6.. Penelitian dilakukan dengan mengoperasikan blower di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma atas pertimbangan waktu pengujian dan dana yang tersedia.. 7.. Variasi yang digunakan adalah penambahan sirip aerodinamis dengan sudut 90°.. 8.. Sirip akan dipasang secara bergantian pada posisi depan, tengah, dan belakang sudu.. 1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian Tugas Akhir ini adalah:. 1.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. 2.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan sirip aerodinamis 90° pada bagian depan sudu.. 3.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan sirip aerodinamis 90° pada bagian tengah sudu.. 4.. Mengetahui koefisien daya puncak pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan sirip aerodinamis 90° pada bagian belakang sudu.. 5.. Menentukan model-model kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya puncak tertinggi.. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian Tugas Akhir ini adalah :. 1.. Memberikan manfaat untuk perkembangan teknologi energi terbarukan, khususnya mengenai energi angin dan kincir angin Savonius.. 2.. 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 dinyatakan dalam knot atau kilometer per jam maupun dalam meter per detik (Soepangkat, 1994 dalam Fadholi, 2013).. 4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 5. 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. Kincir Angin Kincir angin merupakan sebuah alat yang digunakan dalam Sistem Konversi. Energi Angin (SKEA). Kincir angin berfungsi mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik berupa putaran poros. Putaran poros tersebut kemudian digunakan untuk beberapa hal sesuai dengan kebutuhan seperti memutar dinamo atau generator untuk menghasilkan listrik. 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). 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. Contoh Kincir Angin Poros Horizontal dapat dilihat pada Gambar 2.1. 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..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. 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.. Gambar 2. 1 Kincir angin poros horizontal Sumber : Daryanto, 2007 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..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Kekurangan Kincir Angin Poros Horizontal: 1.. Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.. 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 2.2.. Gambar 2. 2 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. Bilah sudu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. turbin Darrieus bergerak berputar mengelilingi sumbu. Kincir angin model Darrieus dapat dilihat pada Gambar 2.3.. Gambar 2. 3 Kincir angin model Darrieus Sumber : Rosidin, 2007 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 2.4. . Gambar 2. 4 Kincir angin model H-Rotor Sumber : Rosidin, 2007.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. 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 (N.m), 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 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.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. 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 2.5 menunjukan karakteristik dari beberapa tipe kincir angin pada Diagram Cp vs tsr.. Gambar 2. 5 Diagram Cp vs tsr Sumber :Rines, 2016 Umumnya perhitungan daya gerak melingkar dapat dituliskan dengan persamaan: P = T. ω. (6). dengan T adalah torsi dinamis (Nm), ω adalah kecepatan sudut (rad/s) kecepatan sudut ω didapat dari: ω = n.rpm = rpm =. putaran menit. 2.𝜋 rad. ω = n 60 detik 𝑛.𝜋. ω = 30 detik rad/detik dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir dinyatakan dengan persamaan: Pout = T ω Pout = T. 𝑛.𝜋 30. watt. (7).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. dengan Pout adalah daya yang dihasilkan kincir angin (watt), n adalah putaran poros (rpm). 2.3.4. Tip speed ratio (tsr) Tip speed ratio (tsr) 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: tsr =. 𝜋 .𝑟 .𝑛 30.𝑣. (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 =. 𝑃𝑜𝑢𝑡 𝑃𝑖𝑛. 100%. (9). dengan Cp adalah koefisien daya (%).Pout adalah daya yang dihasilkan oleh kincir (watt), Pin adalah daya yang disediakan oleh angin (watt). 2.4. Tinjauan Pustaka Pada tahun 2010 telah dilakukan penelitian mengenai unjuk kerja kincir. angin model Savonius dengan penambahan sirip pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Kincir angin ini didesain dengan jari-jari lengan 10 cm dengan tinggi 20 cm. Modifikasi sudu Savonius dengan merekayasa sirip aerodinamis dan memvariasi penempatan sirip aerodinamis pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Hasil yang didapat kincir angin dengan sirip pada bagian depan, tengah, dan belakang secara berturut-turut sebesar 175 rpm, 157 rpm, dan 137 rpm. Kincir dengan posisi sirip pada bagian depan sudu menghasilkan kinerja terbaik..

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. Mulai. Perancangan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90° pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Persiapan alat dan bahan pembuatan kincir angin model Savonius dan sirip aerodinamis 90˚ Perakitan kincir angin model Savonius dan sirip aerodinamis 90°. Salah. Benar Uji coba kincir angin model Pengujian dan pengambilan data (kecepatan angin, Savonius kecepatan putar kincir, dan beban pengereman). Pengolahan data untuk mengetahui hubungan antara tip speed ratio dan koefisien daya. Penulisan naskah skripsi Selesai Gambar 3. 1 Diagram alir langkah kerja penelitian. 12.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. 3.2. Objek Penelitian Objek pada penelitian ini adalah kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat. dengan variasi sirip aerodinamis 90˚. Sirip aerodinamis akan dipasang secara bergantian pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. Gambar 3.2 menunjukkan perancangan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat.. 64 cm. Belakang sudu. Depan sudu. 87 cm. Tengah sudu. Gambar 3. 2 Rancangan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat 3.3. Waktu dan Tempat Penelitian Pembuatan kincir angin dilakukan pada bulan April 2019 sampai Juni 2019. dan pengambilan data dilakukan pada bulan Juli 2019 di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. 3.4. Alat dan bahan Dalam proses pembuatan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat. dengan sirip aerodinamis 90˚ memerlukan alat dan bahan sebagai berikut : 3.4.1. Alat Bantu Penelitian Dalam proses pengambilan data diperlukan alat bantu penelitian, antara lain sebagai berikut: a.. Takometer Takometer 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 takometer.. Gambar 3. 3 Takometer yang digunakan dalam penelitian ini 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 15. 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 d.. Mekanisme Pembebanan Poros turbin yang berputar diberi pembebanan, pembebanan berupa. mekanisme pengereman, di mana karet beban diberikan pada bagian tuas..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. Mekanisme pembebanan dilakukan berangsur 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. menggunakan kecepatan angin 7-7,5 m/s. Gambar 3.7 menunjukkan blower.. Gambar 3. 7 Blower yang digunakan dalam penelitian ini. ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. 3.4.2. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah papan tripleks dengan ketebalan 0,8 cm. Dan seng galvalum dengan ketebalan 0,4 mm untuk pembuatn sudu kincir. 3.5. Proses Pembuatan Kincir Angin Model Savonius Dengan Sirip Aerodinamis Kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis. 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 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. 8 Sudu kincir angin dalam penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. 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. Sirip Aerodinamis Posisi sirip aerodinamis akan divariasi pada bagian depan, tengah, dan belakang pada sudu di tingkat pertama dan tingkat kedua pada kincir angin. Sirip aerodinamis terbuat dari seng galvalum dengan ketebalan 0,04 mm. Gambar 3.10 menunjukkan sirip aerodinamis. Sirip dengan posisi pada bagian depan sudu dapat dilihat pada Gambar 3.11, sirip pada bagian tengah sudu dapat dilihat pada Gambar 3.12, sedangkan sirip pada posisi belakang sudu dapat dilihat pada Gambar 3.13. Sirip aerodinamis memiliki ketentuan ukuran sebagai berikut: Lebar. : 6,5 cm. Tinggi. : 5 cm. Panjang. : 42 cm.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. Gambar 3. 10 Sirip aerodinamis dalam penelitian ini. Gambar 3. 11 Posisi sirip pada bagian depan sudu pada penelitian ini. Gambar 3. 12 Posisi sirip pada bagian tengah sudu pada penelitian ini.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. Gambar 3. 13 Posisi sirip pada bagian belakang sudu pada penelitian ini 3.6. Langkah Penelitian 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 3.14. adapun langkahlangkah 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.. 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 7-7,5 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 tanpa sirip 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..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. 10. Mengulangi langkah 8 dan 9 untuk variasi kincir angin model Savonius dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. 11. Satu variasi posisi sirip dilakukan 3 kali percobaan pengambilan data, sehingga total pengambilan data sebanyak 12 kali data percobaan. 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 ratio dapat dicari dengan Persamaan 8.. 5.. Dari daya kincir (Pout) dan daya angin (Pin) maka koefisien daya dapat diketahui dengan Persamaan 9.. Gambar 3. 14 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 sudu dua tingkat tanpa sirip, Tabel 4.2 merupakan data variasi sirip aerodinamis pada bagian depan sudu. Tabel 4.3 menunjukkan data variasi sirip pada bagian tengah sudu, dan Tabel 4.4 merupakan data variasi sirip aerodinamis pada bagian belakang sudu. Pada pengambilan data ini menggunakan kecepatan angin 7,5 m/s. Tabel 4. 1. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 0,00 0,00 0,00 0,50 0,50 0,50 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,75 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,90 0,90 0,90. 179 180 180 157 156 156 144 145 146 135 134 136 125 124 125 119 114 116 110 109 107. 22.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. Tabel 4.1. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,05 1,05 1,05 1,15 1,15 1,15 1,20 1,20 1,20 1,25 1,25 1,25 1,30 1,30 1,30 1,35 1,35 1,35 1,40 1,40 1,40 1,45 1,45 1,45 1,50 1,50 1,50 1,55 1,55 1.55 1,60 1,60 1,60. 101 98 98 91 90 90 79 79 80 68 67 69 58 58 57 49 48 49 42 41 40 34 32 32 27 28 29 22 23 21 16 17 14.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. Tabel 4. 2. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian depan sudu 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 0,50 0,50 0,50 0,55 0,55 0,55 0,60 0,60 0,60 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,75 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,85 0,85 0,85 0,90 0,90 0,90 1,00 1,00 1,00. 189 190 187 179 181 177 171 170 169 160 159 155 152 152 151 148 147 144 142 143 139 129 128 129 122 123 124 119 116 117 110 109 109.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. Tabel 4.2. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian depan sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,10 1,10 1,10 1,20 1,20 1,20 1,25 1,25 1,25 1,35 1,35 1,35 1,45 1,45 1,45 1,50 1,50 1,50 1,55 1,55 1,55. 98 96 99 78 79 79 65 66 66 54 54 56 46 44 43 37 36 35 24 24 22.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. Tabel 4. 3. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian tengah sudu 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 0,50 0,50 0,50 0,55 0,55 0,55 0,60 0,60 0,60 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,75 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,85 0,85 0,85 0,90 0,90 0,90 1,00 1,00 1,00. 176 175 178 144 148 149 138 142 140 120 130 130 115 115 119 99 102 103 93 94 87 79 82 81 74 77 73 65 66 67 59 58 60.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. Tabel 4.3. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian tengah sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,10 1,10 1,10 1,20 1,20 1,20 1,25 1,25 1,25 1,35 1,35 1,35 1,45 1,45 1,45 1,50 1,50 1,50. 49 52 56 46 47 49 38 39 39 33 34 33 27 24 25 21 22 22.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. Tabel 4. 4. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian belakang sudu 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 0,50 0,50 0,50 0,55 0,55 0,55 0,60 0,60 0,60 0,65 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,75 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,85 0,85 0,85 0,90 0,90 0,90 1,00 1,00 1,00. 140 144 140 112 120 114 105 107 105 103 102 101 98 93 94 93 85 88 80 80 83 75 76 78 74 72 72 66 67 68 63 65 64.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. Tabel 4.4. Hasil pengambilan data kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian belakang sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Gaya Pengimbang (N). Putaran Poros (rpm). 1,10 1,10 1,10 1,20 1,20 1,20 1,25 1,25 1,25 1,35 1,35 1,35 1,45 1,45 1,45 1,50 1,50 1,50 1,55 1,55 1,55 1,60 1,60 1,60. 60 61 61 55 54 56 52 50 51 49 48 47 46 44 45 42 41 42 39 39 39 33 34 33.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 30. 4.2. 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 sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis. Dalam perhitungan data diambil dari Tabel 4.1 pada langkah percobaan pertama dan pembebanan delapan. Untuk mempermudah proses perhitungan, digunakan beberapa asumsi sebagai berikut: a.. Panjang lengan torsi. :0,2 m. b.. Massa jenis udara. :1,18 kg/m3. c.. Luas tangkap angin. :0,556 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 kedelapan diketahui massa jenis udara (ρ) 1,18 kg/m3, luas tangkapan angin (A) 0,556 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).( 0,556 m2).( 7,5 m/s)3 =138,39 watt jadi daya angin(Pin) yang dihasilkan sebesar 138,39 watt 4.2.2 Perhitungan Daya Kincir (Pout) Dari data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan dapat dicari Torsi (T) 0,21 N.m, putaran poros (n) 101 rpm, kecepatan sudut (ω) sebesar 10,57 rad/s. Maka besar daya kincir (Pout) dapat dicari dengan Persamaan (7) sebagai berikut: Pout =T. 𝑛.𝜋 30. =0,21.. 101.𝜋 30. =2,22 watt jadi daya kincir (Pout) yang dihasilkan sebesar 2,22 watt.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. 4.2.3 Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr) Pada data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan diketahui jari-jari kincir (r) 0,32 m, putaran poros (n) 101 rpm, dan kecepatan angin (v) sebesar 7,5 m/s. Maka tsr dapat dicari menggunakan Persamaan (8) sebagai berikut: tsr. =. 𝜋 .𝑟 .𝑛 30.𝑣. =. 𝜋 . 0,32 .101 30.7,5. =0,45 jadi tsr yang dihasilkan sebesar 0,45 4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya Kincir (Cp) Dari data Tabel 4.1 langkah percobaan pertama dan pembebanan kedelapan dapat diketahui daya kincir angin (Pout) 2,22 watt, dan daya angin (Pin) sebesar 138,39 watt. Maka besar koefisien daya kincir (Cp) dapat dicari dengan Persamaan (9) sebagai berikut: Cp = 𝑃𝑜𝑢𝑡 100% 𝑃𝑖𝑛 2,22. = 138,39 100% =1,60 % jadi koefisien daya kincir (Cp) yang dihasilkan sebesar 1,60 % 4.3. Hasil Perhitungan Berikut merupakan data hasil perhitungan dari kincir angin model Savonius. tanpa sirip dan masing-masing variasi. Tabel 4.5 merupakan data kincir angin model Savonius tanpa sirip, Tabel 4.6 merupakan data kincir angin model Savonius dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian depan sudu, Tabel 4.7 merupakan data kincir angin model Savonius dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian tengah sudu, dan Tabel 4.8 merupakan data kincir angin model Savonius dengan variasi sirip aerodinamis pada bagian belakang sudu..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. Tabel 4. 5. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 0,00. 179. 18,74. 0,00. 138,39. 0,00. 0,80. 0,00. 0,00. 180. 18,84. 0,00. 138,39. 0,00. 0,80. 0,00. 0,00. 180. 18,84. 0,00. 138,39. 0,00. 0,80. 0,00. 0,50. 157. 16,43. 0,10. 138,39. 1,64. 0,70. 1,19. 0,50. 156. 16,33. 0,10. 138,39. 1,63. 0,70. 1,18. 0,50. 156. 16,33. 0,10. 138,39. 1,63. 0,70. 1,18. 0,65. 144. 15,07. 0,13. 138,39. 1,96. 0,64. 1,42. 0,65. 145. 15,18. 0,13. 138,39. 1,97. 0,65. 1,43. 0,65. 146. 15,28. 0,13. 138,39. 1,99. 0,65. 1,44. 0,70. 135. 14,13. 0,14. 138,39. 1,98. 0,60. 1,43. 0,70. 134. 14,03. 0,14. 138,39. 1,96. 0,60. 1,42. 0,70. 136. 14,23. 0,14. 138,39. 1,99. 0,61. 1,44. 0,75. 125. 13,08. 0,15. 138,39. 1,96. 0,56. 1,42. 0,75. 124. 12,98. 0,15. 138,39. 1,95. 0,55. 1,41. 0,75. 125. 13,08. 0,15. 138,39. 1,96. 0,56. 1,42. 0,80. 119. 12,46. 0,16. 138,39. 1,99. 0,53. 1,44. 0,80. 114. 11,93. 0,16. 138,39. 1,91. 0,51. 1,38. 0,80. 116. 12,14. 0,16. 138,39. 1,94. 0,52. 1,40. 0,90. 110. 11,51. 0,18. 138,39. 2,07. 0,49. 1,50. 0,90. 109. 11,41. 0,18. 138,39. 2,05. 0,49. 1,48. 0,90. 107. 11,20. 0,18. 138,39. 2,02. 0,48. 1,46. 1,05. 101. 10,57. 0,21. 138,39. 2,22. 0,45. 1,60. 1,05. 98. 10,26. 0,21. 138,39. 2,15. 0,44. 1,56. 1,05. 98. 10,26. 0,21. 138,39. 2,15. 0,44. 1,56. 1,15. 91. 9,52. 0,23. 138,39. 2,19. 0,41. 1,58. 1,15. 90. 9,42. 0,23. 138,39. 2,17. 0,40. 1,57. 1,15. 90. 9,42. 0,23. 138,39. 2,17. 0,40. 1,57. 1,20. 79. 8,27. 0,24. 138,39. 1,98. 0,35. 1,43. 1,20. 79. 8,27. 0,24. 138,39. 1,98. 0,35. 1,43. 1,20. 80. 8,37. 0,24. 138,39. 2,01. 0,36. 1,45. 1,25. 68. 7,12. 0,25. 138,39. 1,78. 0,30. 1,29. 1,25. 67. 7,01. 0,25. 138,39. 1,75. 0,30. 1,27. 1,25. 69. 7,22. 0,25. 138,39. 1,81. 0,31. 1,30. 1,30. 58. 6,07. 0,26. 138,39. 1,58. 0,26. 1,14. 1,30. 58. 6,07. 0,26. 138,39. 1,58. 0,26. 1,14. 1,30. 57. 5,97. 0,26. 138,39. 1,55. 0,25. 1,12. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. Tabel 4.5. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 1,35. 49. 5,13. 0,27. 138,39. 1,38. 0,22. 1,00. 1,35. 48. 5,02. 0,27. 138,39. 1,36. 0,21. 0,98. 1,35. 49. 5,13. 0,27. 138,39. 1,38. 0,22. 1,00. 1,40. 42. 4,40. 0,28. 138,39. 1,23. 0,19. 0,89. 1,40. 41. 4,29. 0,28. 138,39. 1,20. 0,18. 0,87. 1,40. 40. 4,19. 0,28. 138,39. 1,17. 0,18. 0,85. 1,45. 34. 3,56. 0,29. 138,39. 1,03. 0,15. 0,75. 1,45. 32. 3,35. 0,29. 138,39. 0,97. 0,14. 0,70. 1,45. 32. 3,35. 0,29. 138,39. 0,97. 0,14. 0,70. 1,50. 27. 2,83. 0,30. 138,39. 0,85. 0,12. 0,61. 1,50. 28. 2,93. 0,30. 138,39. 0,88. 0,13. 0,64. 1,50. 29. 3,04. 0,30. 138,39. 0,91. 0,13. 0,66. 1,55. 22. 2,30. 0,31. 138,39. 0,71. 0,10. 0,52. 1,55. 23. 2,41. 0,31. 138,39. 0,75. 0,10. 0,54. 1.55. 21. 2,20. 0,31. 138,39. 0,68. 0,09. 0,49. 1,60. 16. 1,67. 0,32. 138,39. 0,54. 0,07. 0,39. 1,60. 17. 1,78. 0,32. 138,39. 0,57. 0,08. 0,41. 1,60. 14. 1,47. 0,32. 138,39. 0,47. 0,06. 0,34. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. Tabel 4. 6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 0,00. 189. 19,78. 0,00. 138,39. 0,00. 0,84. 0,00. 0,00. 190. 19,89. 0,00. 138,39. 0,00. 0,85. 0,00. 0,00. 187. 19,57. 0,00. 138,39. 0,00. 0,84. 0,00. 0,50. 179. 18,74. 0,10. 138,39. 1,87. 0,80. 1,35. 0,50. 181. 18,94. 0,10. 138,39. 1,89. 0,81. 1,37. 0,50. 177. 18,53. 0,10. 138,39. 1,85. 0,79. 1,34. 0,55. 171. 17,90. 0,11. 138,39. 1,97. 0,76. 1,42. 0,55. 170. 17,79. 0,11. 138,39. 1,96. 0,76. 1,41. 0,55. 169. 17,69. 0,11. 138,39. 1,95. 0,75. 1,41. 0,60. 160. 16,75. 0,12. 138,39. 2,01. 0,71. 1,45. 0,60. 159. 16,64. 0,12. 138,39. 2,00. 0,71. 1,44. 0,60. 155. 16,22. 0,12. 138,39. 1,95. 0,69. 1,41. 0,65. 152. 15,91. 0,13. 138,39. 2,07. 0,68. 1,49. 0,65. 152. 15,91. 0,13. 138,39. 2,07. 0,68. 1,49. 0,65. 151. 15,80. 0,13. 138,39. 2,05. 0,67. 1,48. 0,70. 148. 15,49. 0,14. 138,39. 2,17. 0,66. 1,57. 0,70. 147. 15,39. 0,14. 138,39. 2,15. 0,66. 1,56. 0,70. 144. 15,07. 0,14. 138,39. 2,11. 0,64. 1,52. 0,75. 142. 14,86. 0,15. 138,39. 2,23. 0,63. 1,61. 0,75. 143. 14,97. 0,15. 138,39. 2,25. 0,64. 1,62. 0,75. 139. 14,55. 0,15. 138,39. 2,18. 0,62. 1,58. 0,80. 129. 13,50. 0,16. 138,39. 2,16. 0,58. 1,56. 0,80. 128. 13,40. 0,16. 138,39. 2,14. 0,57. 1,55. 0,80. 129. 13,50. 0,16. 138,39. 2,16. 0,58. 1,56. 0,85. 122. 12,77. 0,17. 138,39. 2,17. 0,54. 1,57. 0,85. 123. 12,87. 0,17. 138,39. 2,19. 0,55. 1,58. 0,85. 124. 12,98. 0,17. 138,39. 2,21. 0,55. 1,59. 0,90. 119. 12,46. 0,18. 138,39. 2,24. 0,53. 1,62. 0,90. 116. 12,14. 0,18. 138,39. 2,19. 0,52. 1,58. 0,90. 117. 12,25. 0,18. 138,39. 2,20. 0,52. 1,59. 1,00. 110. 11,51. 0,20. 138,39. 2,30. 0,49. 1,66. 1,00. 109. 11,41. 0,20. 138,39. 2,28. 0,49. 1,65. 1,00. 109. 11,41. 0,20. 138,39. 2,28. 0,49. 1,65. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35. Tabel 4.6. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 1,10. 98. 10,26. 0,22. 138,39. 2,26. 0,44. 1,63. 1,10. 96. 10,05. 0,22. 138,39. 2,21. 0,43. 1,60. 1,10. 99. 10,36. 0,22. 138,39. 2,28. 0,44. 1,65. 1,20. 78. 8,16. 0,24. 138,39. 1,96. 0,35. 1,42. 1,20. 79. 8,27. 0,24. 138,39. 1,98. 0,35. 1,43. 1,20. 79. 8,27. 0,24. 138,39. 1,98. 0,35. 1,43. 1,25. 65. 6,80. 0,25. 138,39. 1,70. 0,29. 1,23. 1,25. 66. 6,91. 0,25. 138,39. 1,73. 0,29. 1,25. 1,25. 66. 6,91. 0,25. 138,39. 1,73. 0,29. 1,25. 1,35. 54. 5,65. 0,27. 138,39. 1,53. 0,24. 1,10. 1,35. 54. 5,65. 0,27. 138,39. 1,53. 0,24. 1,10. 1,35. 56. 5,86. 0,27. 138,39. 1,58. 0,25. 1,14. 1,45. 46. 4,81. 0,29. 138,39. 1,40. 0,21. 1,01. 1,45. 44. 4,61. 0,29. 138,39. 1,34. 0,20. 0,97. 1,45. 43. 4,50. 0,29. 138,39. 1,31. 0,19. 0,94. 1,50. 37. 3,87. 0,30. 138,39. 1,16. 0,17. 0,84. 1,50. 36. 3,77. 0,30. 138,39. 1,13. 0,16. 0,82. 1,50. 35. 3,66. 0,30. 138,39. 1,10. 0,16. 0,79. 1,55. 24. 2,51. 0,31. 138,39. 0,78. 0,11. 0,56. 1,55. 24. 2,51. 0,31. 138,39. 0,78. 0,11. 0,56. 1,55. 22. 2,30. 0,31. 138,39. 0,71. 0,10. 0,52. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. Tabel 4. 7. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian tengah sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 0,00. 176. 18,42. 0,00. 138,39. 0,00. 0,79. 0,00. 0,00. 175. 18,32. 0,00. 138,39. 0,00. 0,78. 0,00. 0,00. 178. 18,63. 0,00. 138,39. 0,00. 0,79. 0,00. 0,50. 144. 15,07. 0,10. 138,39. 1,51. 0,64. 1,09. 0,50. 148. 15,49. 0,10. 138,39. 1,55. 0,66. 1,12. 0,50. 149. 15,60. 0,10. 138,39. 1,56. 0,67. 1,13. 0,55. 138. 14,44. 0,11. 138,39. 1,59. 0,62. 1,15. 0,55. 142. 14,86. 0,11. 138,39. 1,63. 0,63. 1,18. 0,55. 140. 14,65. 0,11. 138,39. 1,61. 0,63. 1,16. 0,60. 120. 12,56. 0,12. 138,39. 1,51. 0,54. 1,09. 0,60. 130. 13,61. 0,12. 138,39. 1,63. 0,58. 1,18. 0,60. 130. 13,61. 0,12. 138,39. 1,63. 0,58. 1,18. 0,65. 115. 12,04. 0,13. 138,39. 1,56. 0,51. 1,13. 0,65. 115. 12,04. 0,13. 138,39. 1,56. 0,51. 1,13. 0,65. 119. 12,46. 0,13. 138,39. 1,62. 0,53. 1,17. 0,70. 99. 10,36. 0,14. 138,39. 1,45. 0,44. 1,05. 0,70. 102. 10,68. 0,14. 138,39. 1,49. 0,46. 1,08. 0,70. 103. 10,78. 0,14. 138,39. 1,51. 0,46. 1,09. 0,75. 93. 9,73. 0,15. 138,39. 1,46. 0,42. 1,06. 0,75. 94. 9,84. 0,15. 138,39. 1,48. 0,42. 1,07. 0,75. 87. 9,11. 0,15. 138,39. 1,37. 0,39. 0,99. 0,80. 79. 8,27. 0,16. 138,39. 1,32. 0,35. 0,96. 0,80. 82. 8,58. 0,16. 138,39. 1,37. 0,37. 0,99. 0,80. 81. 8,48. 0,16. 138,39. 1,36. 0,36. 0,98. 0,85. 74. 7,75. 0,17. 138,39. 1,32. 0,33. 0,95. 0,85. 77. 8,06. 0,17. 138,39. 1,37. 0,34. 0,99. 0,85. 73. 7,64. 0,17. 138,39. 1,30. 0,33. 0,94. 0,90. 65. 6,80. 0,18. 138,39. 1,22. 0,29. 0,88. 0,90. 66. 6,91. 0,18. 138,39. 1,24. 0,29. 0,90. 0,90. 67. 7,01. 0,18. 138,39. 1,26. 0,30. 0,91. 1,00. 59. 6,18. 0,20. 138,39. 1,24. 0,26. 0,89. 1,00. 58. 6,07. 0,20. 138,39. 1,21. 0,26. 0,88. 1,00. 60. 6,28. 0,20. 138,39. 1,26. 0,27. 0,91. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. Tabel 4. 8. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian tengah sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 1,10. 49. 5,13. 0,22. 138,39. 1,13. 0,22. 0,82. 1,10. 52. 5,44. 0,22. 138,39. 1,20. 0,23. 0,87. 1,10. 56. 5,86. 0,22. 138,39. 1,29. 0,25. 0,93. 1,20. 46. 4,81. 0,24. 138,39. 1,16. 0,21. 0,83. 1,20. 47. 4,92. 0,24. 138,39. 1,18. 0,21. 0,85. 1,20. 49. 5,13. 0,24. 138,39. 1,23. 0,22. 0,89. 1,25. 38. 3,98. 0,25. 138,39. 0,99. 0,17. 0,72. 1,25. 39. 4,08. 0,25. 138,39. 1,02. 0,17. 0,74. 1,25. 39. 4,08. 0,25. 138,39. 1,02. 0,17. 0,74. 1,35. 33. 3,45. 0,27. 138,39. 0,93. 0,15. 0,67. 1,35. 34. 3,56. 0,27. 138,39. 0,96. 0,15. 0,69. 1,35. 33. 3,45. 0,27. 138,39. 0,93. 0,15. 0,67. 1,45. 27. 2,83. 0,29. 138,39. 0,82. 0,12. 0,59. 1,45. 24. 2,51. 0,29. 138,39. 0,73. 0,11. 0,53. 1,45. 25. 2,62. 0,29. 138,39. 0,76. 0,11. 0,55. 1,50. 21. 2,20. 0,30. 138,39. 0,66. 0,09. 0,48. 1,50. 22. 2,30. 0,30. 138,39. 0,69. 0,10. 0,50. 1,50. 22. 2,30. 0,30. 138,39. 0,69. 0,10. 0,50. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. Tabel 4.8. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian belakang sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s. No.. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 0,00. 140. 14,65. 0,00. 138,39. 0,00. 0,63. 0,00. 0,00. 144. 15,07. 0,00. 138,39. 0,00. 0,64. 0,00. 0,00. 140. 14,65. 0,00. 138,39. 0,00. 0,63. 0,00. 0,50. 112. 11,72. 0,10. 138,39. 1,17. 0,50. 0,85. 0,50. 120. 12,56. 0,10. 138,39. 1,26. 0,54. 0,91. 0,50. 114. 11,93. 0,10. 138,39. 1,19. 0,51. 0,86. 0,55. 105. 10,99. 0,11. 138,39. 1,21. 0,47. 0,87. 0,55. 107. 11,20. 0,11. 138,39. 1,23. 0,48. 0,89. 0,55. 105. 10,99. 0,11. 138,39. 1,21. 0,47. 0,87. 0,60. 103. 10,78. 0,12. 138,39. 1,29. 0,46. 0,93. 0,60. 102. 10,68. 0,12. 138,39. 1,28. 0,46. 0,93. 0,60. 101. 10,57. 0,12. 138,39. 1,27. 0,45. 0,92. 0,65. 98. 10,26. 0,13. 138,39. 1,33. 0,44. 0,96. 0,65. 93. 9,73. 0,13. 138,39. 1,27. 0,42. 0,91. 0,65. 94. 9,84. 0,13. 138,39. 1,28. 0,42. 0,92. 0,70. 93. 9,73. 0,14. 138,39. 1,36. 0,42. 0,98. 0,70. 85. 8,90. 0,14. 138,39. 1,25. 0,38. 0,90. 0,70. 88. 9,21. 0,14. 138,39. 1,29. 0,39. 0,93. 0,75. 80. 8,37. 0,15. 138,39. 1,26. 0,36. 0,91. 0,75. 80. 8,37. 0,15. 138,39. 1,26. 0,36. 0,91. 0,75. 83. 8,69. 0,15. 138,39. 1,30. 0,37. 0,94. 0,80. 75. 7,85. 0,16. 138,39. 1,26. 0,33. 0,91. 0,80. 76. 7,95. 0,16. 138,39. 1,27. 0,34. 0,92. 0,80. 78. 8,16. 0,16. 138,39. 1,31. 0,35. 0,94. 0,85. 74. 7,75. 0,17. 138,39. 1,32. 0,33. 0,95. 0,85. 72. 7,54. 0,17. 138,39. 1,28. 0,32. 0,93. 0,85. 72. 7,54. 0,17. 138,39. 1,28. 0,32. 0,93. 0,90. 66. 6,91. 0,18. 138,39. 1,24. 0,29. 0,90. 0,90. 67. 7,01. 0,18. 138,39. 1,26. 0,30. 0,91. 0,90. 68. 7,12. 0,18. 138,39. 1,28. 0,30. 0,93. 1,00. 63. 6,59. 0,20. 138,39. 1,32. 0,28. 0,95. 1,00. 65. 6,80. 0,20. 138,39. 1,36. 0,29. 0,98. 1,00. 64. 6,70. 0,20. 138,39. 1,34. 0,29. 0,97. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. Tabel 4.8. Data hasil perhitungan kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian belakang sudu dengan kecepatan angin 7,5 m/s (lanjutan). No.. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. Tip Speed Ratio (tsr). Gaya Pengimbang (F). Putaran Poros (n). Kecepatan Sudut (ω). Beban Torsi (T). Daya Input (Pin). Daya Output (Pout). Koefisien daya (Cp). (N). (rpm). (rad/s). N.m. watt. watt. 1,10. 60. 6,28. 0,22. 138,39. 1,38. 0,27. 1,00. 1,10. 61. 6,38. 0,22. 138,39. 1,40. 0,27. 1,01. 1,10. 61. 6,38. 0,22. 138,39. 1,40. 0,27. 1,01. 1,20. 55. 5,76. 0,24. 138,39. 1,38. 0,25. 1,00. 1,20. 54. 5,65. 0,24. 138,39. 1,36. 0,24. 0,98. 1,20. 56. 5,86. 0,24. 138,39. 1,41. 0,25. 1,02. 1,25. 52. 5,44. 0,25. 138,39. 1,36. 0,23. 0,98. 1,25. 50. 5,23. 0,25. 138,39. 1,31. 0,22. 0,95. 1,25. 51. 5,34. 0,25. 138,39. 1,33. 0,23. 0,96. 1,35. 49. 5,13. 0,27. 138,39. 1,38. 0,22. 1,00. 1,35. 48. 5,02. 0,27. 138,39. 1,36. 0,21. 0,98. 1,35. 47. 4,92. 0,27. 138,39. 1,33. 0,21. 0,96. 1,45. 46. 4,81. 0,29. 138,39. 1,40. 0,21. 1,01. 1,45. 44. 4,61. 0,29. 138,39. 1,34. 0,20. 0,97. 1,45. 45. 4,71. 0,29. 138,39. 1,37. 0,20. 0,99. 1,50. 42. 4,40. 0,30. 138,39. 1,32. 0,19. 0,95. 1,50. 41. 4,29. 0,30. 138,39. 1,29. 0,18. 0,93. 1,50. 42. 4,40. 0,30. 138,39. 1,32. 0,19. 0,95. 1,55. 39. 4,08. 0,31. 138,39. 1,27. 0,17. 0,91. 1,55. 39. 4,08. 0,31. 138,39. 1,27. 0,17. 0,91. 1,55. 39. 4,08. 0,31. 138,39. 1,27. 0,17. 0,91. 1,60. 33. 3,45. 0,32. 138,39. 1,11. 0,15. 0,80. 1,60. 34. 3,56. 0,32. 138,39. 1,14. 0,15. 0,82. 1,60. 33. 3,45. 0,32. 138,39. 1,11. 0,15. 0,80. %.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40. 4.4. Grafik Perbandingan Kincir Angin Model Savonius Tanpa Sirip Dengan Variasi Sirip Aerodinamis 90˚ Pada Bagian Depan, Tengah, dan Belakang Sudu Berikut merupakan grafik perbandingan antara kecepatan putar poros kincir. angin (rpm) dengan torsi (T) dan grafik perbandingan antara koefisien daya (Cp) dengan tip speed ratio (tsr) antara kincir angin model Savonius tanpa sirip, sirip pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu. 4.4.1. Grafik Hubungan Kecepatan Putar Kincir Angin Dengan Torsi Gambar 4.1 merupakan grafik hubungan torsi dengan kecepatan putar kincir. angin.. KECEPATAN PUTAR KINCIR, N (RPM). 250 200 150 100 50 0 0. 0,05. 0,1. 0,15. 0,2. 0,25. 0,3. 0,35. TORSI, T (N.M) tanpa variasi r = -0,9782. depan r = -0,97428. tengah r = -0,97136. belakang r = -0,97887. Gambar 4. 1 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip, variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. 4.4.2. Grafik Hubungan Koefisien Daya Dengan Tip Speed Ratio Gambar 4.2 merupakan grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip. speed ratio. 1,8. Koefisien daya, Cp. 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0. 0,2. 0,4 0,6 Tip speed ratio (tsr). 0,8. tanpa variasi r = -0,90427. depan r = -0,90677. tengah r = -0,91496. belakang r = -0,95913. 1. Gambar 4. 2 Grafik hubungan antara tip speed ratio dengan koefisien daya pada kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip, variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu Pada Gambar 4.1 menunjukkan grafik hubungan antara kecepatan putar poros kincir dengan torsi kincir angin. Grafik menunjukkan semakin besar torsi maka kecepatan putar poros akan semakin menurun. Hal ini disebabkan karena kincir menerima beban yang semakin besar , sehingga putaran poros kincir akan semakin menurun. Sedangkan pada Gambar 4.2 menunjukkan grafik hubungan antara koefisien daya dan tip speed rasio. Grafik akan menunjukkan garis yang melengkung. Hal ini disebabkan karena setelah kincir angin mencapai koefisien daya maksimal makan akan terjadi penurunan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. 4.5. Pembahasan Pada Gambar 2.5 menyatakan bahwa koefisien daya maksimal kincir angin. Savonius dapat mencapai angka 30 %. Namun pada penelitian kali ini kincir angin model Savonius hanya mendapat koefisien daya maksimal sebesar 1,67 %. Hal ini disebabkan beberapa faktor, seperti keterbatasan alat uji saat pengambilan data, jarak antara blower dengan kincir angin. Pada kincir angin tanpa sirip mendapatkan hasil putaran poros tanpa beban sebesar 179 rpm, torsi maksimal 0,32, koefisien daya maksimal 1,55 % pada tip speed rasio 0,441. Kincir angin dengan sirip pada bagian depan sudu mendapat hasil putaran poros kincir tanpa beban sebesar 189 rpm, torsi maksimal 0,31, dan koefisien daya maksimal sebesar 1,67 % pada tip speed rasio 0,495. Sirip aerodinamis memberikan kontribusi pada lengan yang lebih panjang sehingga massa udara yang mengenai turbin lebih banyak. Selain itu bentuk dan letak sirip membuat gaya hambat (drag) yang bekerja pada turbin akibat gesekan antara turbin dengan aliran angin menjadi berkurang. Kincir angin dengan sirip pada bagian tengah sudu mendapat putaran poros kincir tanpa beban sebesar 176 rpm, torsi 0,30, dan koefisien daya maksimal sebesar 1,14 % pada tip speed rasio 0,432. Sedangkan kincir angin dengan posisi sirip pada bagian belakang sudu mendapat hasil putaran poros kincir tanpa beban sebesar 140 rpm, torsi 0,32, dan koefisien daya maksimal 1,02 % pada tip speed rasio 0,307. Kecepatan kincir mengalami penurunan, hal ini disebabkan gaya lift force yang diterima kincir terhalang oleh sirip aerodinamis..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan Dari penelitian kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan. variasi sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan, tengah, dan belakang sudu yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut: 1.. Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat tanpa sirip sebesar 1,55 % pada tip speed ratio 0,441.. 2.. Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian depan sudu sebesar 1,67 % pada tip speed ratio 0,495.. 3.. Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian tengah sudu sebesar 1,14 % pada tip speed ratio 0,432.. 4.. Koefisien daya puncak kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ pada bagian belakang sudu sebesar 1,02 % pada tip speed ratio 0,307.. 5.. Kincir angin model Savonius dua sudu dua tingkat dengan sirip aerodinamis 90˚ yang memiliki nilai koefisien daya tertinggi pada kincir angin model Savonius dengan sirip aerodinamis pada bagian depan sudu.. 5.2. Saran Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, ada beberapa saran dari penulis. antara lain sebagai berikut: 1.. Mendesain sudu turbin dengan gaya hambat rendah sehingga menghasilkan kecepatan putar poros yang lebih tinggi.. 2.. Dalam pengambilan data menggunakan blower agar daya angin yang dihasilkan dapat stabil.. 3.. Saat pengambilan data, tunggu hingga putaran poros kincir stabil agar mendapat hasil maksimal... 4.. Menggunakan alat ukur standar dan layak dipakai untuk mendapat hasil perhitungan yang maksimal.. 43.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. DAFTAR PUSTAKA Chan, Shin KR. 2001. “Turbin Angin Terpadu Sistem Sudu Rotor Multi Unit”, no ide 0006 953 No. paten P-953118. Daryanto, Y.2007. “Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu”, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, Pengelolaan Energi Nasional. DESDM. 2005. Blueprint Pengelolaan Energi Nasional 2005-2025. Jakarta. Website: esdm.go.id. Fadholi Akhmad., Stasiun Meterologi Pangkal Pinang. 2013. “Analisa Data Arah dan Kecepatan Angin Landasan Pacu (Runway) Menggunakan Aplikasi Windrose Plot (Wrplot)”, Jurnal Ilmu Komputer Volume 9 Nomor 2, September 2013. Habibie Najib., Sasmito Achmad, Kurniawan. 2011. “Kajian Potensi Energi Angin di Wilayah Sulawesi dan Maluku”. Jurnal Meterologi dan Geofisika. Volume 12 Nomor 2, September 2011: 181-187. Rachmawati, Mentari Lailla. 2010. “Rancang Bangun Kincir Angin Model Savonius Termodifikasi Sebagai Sumber Energi Terbarukan”, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta Rines. 2016, “Unjuk Kerja Model Kincir Angin Savonius Dua Tingkat Kelengkungan Sudu Termodifikasi”, Jurnal Teknologi. Volume 11 Nomor 1, Juni 2016. Rosidin, Nanang. 2007. “Perancangan, Pembuatan, dan Pengujian Prototipe SKEA Menggunakan Rotor Savonius dan Windside Untuk penerangan Jalan Tol”. Bandung: ITB. Sam, Alimudin dan Patabang Daud. 2015. “Studi Energi Angin di Kota Palu Untuk Membangkitkan Energi Listrik”, Jurnal SMARTek, Volume 13 Nomor 1, Februari 2005. Palu: Tadulako..