ANALISIS PERHITUNGAN DAYA ANGIN DI SEKITAR BANDARA TJUT NYAK DHIEN NAGAN RAYA TUGAS AKHIR - ANALISIS PERHITUNGAN DAYA ANGIN DI SEKITAR BANDARA TJUT NYAK DHIEN NAGAN RAYA - Repository utu

ANALISIS PERHITUNGAN DAYA ANGIN DI SEKITAR

BANDARA TJUT NYAK DHIEN NAGAN RAYA

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-syarat Yang Diperlukan Guna Memperoleh GelarSarjana Teknik Pada Universitas Teuku Umar

Disusun Oleh :

TEUKU JULIZAR

NIM : 06C10202020 JURUSAN : Teknik Mesin

BIDANG : Teknik Konversi Energi

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS TEUKU UMAR

ALUE PEUNYARENG

–

ACEH BARAT

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemanfaatan energi angin dengan menggunakan kincir angin sebagai alat konversi energi sudah dikenal sejak ratusan tahun yang lalu. Di Eropa khususnya Belanda, mulai abad XII kincir angin telah digunakan sebagai penggerak pompa untuk sistem bendungan pada daerah-daerah pantai (Soeripno,1993).

Sejak ditemukannya minyak bumi kecenderungan pemanfaatan energi angin untuk tata kehidupan manusia mulai menurun. Keadaan ini berlangsung hingga terjadinya krisis energi. Manusia mulai menyadari perlunya pengembangan pemanfaatan sumber energi non minyak termasuk pengembangan pemanfaatan energi angin (Soeripno,1993).

Pemanfaatan sumber energi non minyak ini antara lain meliputi permasalahan sebagai berikut.:

1. Pemanfaatan sumber energi non konvensional dan sumber energi yang dapat diperbaharui.

2. Penggunaan sistem konversi energi dengan efisiensi cukup tinggi. 3. Penggunaan sistem konversi energi yang sederhana.

pengadaan dan transportasi, sehingga sangat bermanfaat untuk daerah pedesaan dan Pengaruh teknologi pemanfaatan energi pada lingkungan, sejauh yang diketahui dewasa ini tidak mengganggu kelestarian lingkungan. (Soeripno,1993).

Apabila ditinjau pemanfaatan energi angin ini secara garis besar berorientasi pada kebutuhan energi lokal atau pedesaan. hal ini menimbulkan pandangan bahwa teknologi energi angin ini tepat untuk dikembangkan di Indonesia, mengingat, wilayah Indonesia terdiri dari banyak wilayah pedesaan, yang potensi anginnya memadai (Soeripno,1993).

Apabila ditinjau struktur dari sistem ini, maka permasalahannya secara umum meliputi: Bagian rotor atau sudu yang fungsinya sebagai penangkap angin dan meneruskannya ke poros dan sistem transmisi daya poros untuk menghasilkan kerja berguna atau untuk konversi energi dalam bentuk lain, misal energi listrik. Keduanya bertujuan mengkonversikan energi angin menjadi energi mekanis, yang nantinya mungkin dimanfaatkan langsung sebagai penggerak pompa, penggerak atau generator listrik (Soeripno,1993).

1.2 Rumusan Masalah

Untuk menjamin kesinambungan pemanfaatan energi angin, berbagai rancangan pembuatan rotor atau sudu sebagai penangkap angin terus dikembangkan dalam penelitian.

dan perbaikan dengan peralatatan bengkel yang sederhana dan mempunyai manfaat yang sangat besar.

1.3 Tujuan Penelitian

Menganalisa Perhitungan Daya Angin di Sekitar Bandara Tjut Nyak Dhien Nagan Raya.

1.4 Batasan Masalah

Pada perencanaan sudu kincir angin ini perhitungan diarahkan untuk mendapatkan dimensi sudu kincir angin. Sedangkan perhitungan khusus untuk menghitung kekuatan konstruksi kincir angin tidak dilakukan.

BAB II DASAR TEORI 2.1 Cara Kerja Kincir Angin

Dalam kerjanya, kincir angin mengkonversikan energi kinetik menjadi energi mekanis yang kemudian akan memutar melalui poros engkol dan mengerakkan pompa. Energi mekanis ini selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk memutar pompa air, generator, aerator dan lain-lain (Atmadi, 1982).

Bagian terpenting di dalam pengubahan energi kinetik angin menjadi energi mekanik adalah rotor yang terdiri atas sudu-sudu. Sudu-sudu inilah yang akan menghasilkan gaya lift sehingga dapat menggerakan rotor untuk berputar (Atmadi, 1982).

2.2 Teori Momentum Aksial

Dengan teori ini dilakukan analisis untuk mengetahui unjuk kerja dari sistem Konversi Energi Angin (SKEA) ideal. Asumsi-asumsi dan ketentuan yang disyaratkan untuk kondisi kerja dari kincir angin ideal adalah sebagai berikut: 1. Aliran uniform

2. Tekanan udara jauh sebelum dan sesudah meninggalkan sistem dianggap sama dengan tekanan sekeliling

3. Kerapatan udara tetap (Robert W Fox, 1985).

Ada beberapa persamaan dasar yang akan digunakan dalam teori ini yaitu : 1. Kekekalan massa.

Terjadi kekekalan massa selama angin melintas sistem kincir angin

3 2. Perubahan Momentum

Terjadi gaya thrust (Tthr) pada rotor yang disebabkan perubahan momentum angin masuk dan meninggalkan sistem kincir angin.

2

Terjadi perbedaan tekanan antara kedua sisi rotor kincir angin, sisi depan (Pb) dan sisi belakang (Pc). Gaya thrust yang terjadi dapat juga dinyatakan dengan perbedaan tekanan antara Pb dan Pc dikalikan dengan luas rotor.



P P



A T_thr _b _c

Menggunakan persamaan Bernoulli dengan mengabaikan faktor elevasi.

Gambar 2.2 : Notasi pada teori momentum aksial Sumber : Atmadi 1982

Dari gambar 2.2 diatas dengan menggunakan persamaan Bernoulli antara titik 1 dengan titik b didapat :

2 Dari kedua persamaan Bernoulli ini dapat dicari beda tekanan antara titik b dan c, dengan mengeliminasi faktor-faktor yang sama.

Dan gaya Thrust pada persamaan 2.3 dapat diubah menjadi : Persamaan momentum dapat diubah menjadi persamaan berikut dengan prinsip kekekalan massa :



V₁ V₂



Velocity” yaitu sebagian vektor kecepatan angin yang melewati rotor kincit dan

tidak dimanfaatkan untuk memutar sudu. Besarnya faktor ini dilambangkan dengan a.

Maka secara sistematis besarnya VAX dapat dinyatakan sebagai :



1 a



V1

V_AX   _{... [2.11]} Dengan mensubstitusikan persamaan 2.11 dan 2.10 maka didapat :



a



V

V2 1 12 _{... [2.12]} Daya yang dihasilkan kincir angin adalah perubahan energi kinetik dan massa aliran udara yang melalui luasan rotor, dapat dituliskan :

Dengan memasukkan persamaan 2.11 dan 2.12 maka persamaan daya merupakan kuadrat faktor induksi aksial. Maka untuk mendapatkan harga daya

maksimal yang dihasilkan oleh rotor secara teoritis harga da dN

harus sama dengan

nol. pada a = 1/3. Jika nilai a ini didistribusikan ke persmaan 2.14 didapatkan :

3

Nmaks = Daya maksimum ideal teoritis kincir angin (watt)

ρ = Density udara (kg/m3)

A = Luas bidang putar sudu kincir angin (m2) V1 = Kecepatan udara bebas (m/dt)

Maka daya yang dihasilkan oleh suatu SKEA secara ideal hanya sebesar 0,593 dari jumlah energi yang dimiliki oleh angin dapat dimanfaatkan menjadi energi mekanik. Jadi efesiensi maksimum suatu kincir angin adalah sebesar 59,3% (Djijidihardjo, 1982).

2.3. Daya, Torsi dan Kecepatan

Suatu sudu kincir angin dapat berputar disebabkan adanya komponen gaya angkat pada permukaan airfoil sudu saat angin melaluinya. Komponen gaya angkat ini merupakan gaya tangensial sudu yang mempunyai jarak (lengan) tertentu terhadap sumbu putar (Djijidihardjo, 1982).

Hasil kali antara gaya tangensial dengan lengan sering disebut torsi (T). Seadainya sudu ini berputar dengan kecepatan tertentu (Ω), maka daya (N) yang timbul sebesar :

 T.

N _{... [2.18]} Dimana : T = Torsi (Nm)

N = Daya (Watt)

Ω = Kecepatan sudut (rad/dt)

2.4 Airfoil

Sudu kincir angin sering kali berpenampang airfoil, tetapi adakalanya sudu ini memilii profil plat lengkung yang merupakan penyederhanaan dari bentuk airfoil (Clanc LJ, 1975).

Pada gambar 2.3 dapat dilihat bahwa ketika udara mengalir melalui suatu bentuk airfoil terbentur oleh hidung (nose) dari airfoil sehingga terpecah di titik a. Angin tersebut melintasi lintasan yang berbeda dan sampai di titik b dalam waktu yang sama. Lintasan punggung dari airfoil lebih panjang sehingga di daerah ini kecepatan angin lebih cepat dibandingkan dengan daerah bawah (perut) airfoil. Terjadinya perbedaab kecepatan ini akan menimbulkan perbedaan tekanan. Tekanan pada perut airfoil lebih besar dari tekanan pada punggung airfoil sehingga terjadilah gaya angkat (Lift) yang arahnya tegak lurus terhadap aliran udara. Disamping itu terjadi gaya tahan (Drag) yang searah dengan aliran (Clanc LJ, 1975).

2.5 Teori Elemen Sudu

2.5.1 Efek Sudut Puntir (Twist) pada kemampuan suatu sudu.

Seperti telah diuraikan pada bahasan mengenai airfoil, bahwa sudu kincir angin mempunyai sudut serang tertentu terhadap arah datangnya angin. Sudut serang ini sedemikian rupa sehingga menghasilkan daya angkat terbaiknya. Sudu kincir angin berputar disebabkan gaya angkat pada permukaan sudu ketika udara dengan kecepatan tertentu melaluinya, seperti gambar berikut:

Gambar 2.4 : Vektor kecepatan pada elemen sudu Sumber : Utomo 1991

Ketika sudu kincir angin berputar dengan kecepatan sudut tertentu terjadi perbedaan linear di sepanjang sudu. Kecepatan di bagian tepi (tip) relatif lebih besar dibandingkan dengan di bagian akar (root). Akibatnya gaya angkat yang terjadi di sepanjang tersebar merata (Utomo, 1991).

sudut puntir β (Twist) di bagian akar lebih besar dan di bagian tepi lebih kecil

(Utomo, 1991).

2.5.2 Efek Putaran Wake (Olakan)

Pada teori momentum aksial telah diasumsikan bahwa tidak terjadi putaran wake di sekitar sudu-sudu kincir angin. Tetapi pada kenyataan sesungguhnya untuk mencari dimensi geometri sudu efek dari putaran wake ini tidak dapat diasumsikan begitu saja, karena wake merupakan penyebab kerugian daya. Terjadinya putaran wake dapat dimengerti dari gambar di bawah ini :

Gambar 2.6 : Sketsa terjadinya putaran wake Sumber :Utomo 1991

2.6 Teori Elemen Sudu

Pada teori momentum aksial dan teori efek putaran wake seperti yang telah dibahas sebelumnya masih belum terlihat parameter perncanaan yang berhubungan langsung dengan dimensi sudu kincir angin. Pada pembahasan teori elemen sudu ini akan kita dapatkan persamaan yang berhubungan langsung dengan dimensi sudu kincir angin. Yaitu dengan menggabungkan kedua teori sebelumnya dengan teori elemen sudu.

Secara umum teori ini adalah menghitung gaya-gaya (Drag dan Lift) yang terjadi pada suatu potongan penampang airfoil (elemen) sudu kincir angin. Kemudian mengintegralkan sepanjang sudu, selanjutnya dikalikan dengan jumlah sudu yang ada pada suatu rotor kincir angin untuk mendapatkan gaya thrust dan torsinya ((Atmadi, 1982).

Gambar 2.7 : Notasi teori elemen sudu

dr

Vr = Kecepatan relatif udara

Lihat gambar diatas, arah putaran sudu kincir angin adalah sejajar dengan sumbu x dan gaya angkat sejajar dengan sumbu y.

Bila gaya-gaya yang berkerja pada elemen sudu diuraikan menurut sumbu x dan sumbu y, akan kita dapatkan gaya thrust dan torsi :



 



persamaan 2.32 dan persamaan 2.33 maka besarnya gaya thrust dan torsi menjadi:



dL Cd



V CBdr Dari gambar besarnya sudut tanΦ adalah :

r Jika persamaan 2.38, 2.39 dan 2.40 dimasukkan kedalam persamaan 2.36 dan 2.37 akan didapatkan :





V rdr Dengan mengkombinasikan persamaan 2.41 dengan 2.29 dan persamaan 2.42 dengan 2.31 akan didapat persamaan :

 disederhanakan menjadi :

Sedangkan hubungan antara a dengan a’ adalah sebagai berikut : Jika persamaan 2.47 disubstitusikan kedalam persamaan 2.46 kemudian dirupakan fungsi a. Selanjutnya fungsi a ini disubstitusikan kedalam persamaan 2.45 akan diperoleh :



 



41 cos

Cl



_{... [2.35]}

Dengan mensubstitusikan Local Solidity Ratio (Persamaan 2.40) kedalam persamaan 2.48 diatas akan didapatkan :



 



terhadap tiap-tiap elemen sudu berjarak r dari pusat. Sedangkabn besarnya sudut

Φ pada persamaan diatas menurut jansen, WAM adalah sebesar :



 



adalah sebesar :

2.7 Dasar Perhitungan Daya

Besarnya daya poros yang dihasilkan oleh rotor kincir angin dapat ditulis sebagai berikut :

2

Dalam keadaan stasioner, besarnya daya poros dari kincir angin ini harus sama dengan besarnya daya mekanis untuk menggerakkan pompa. Jadi persamaannya : Daya mekanis pompa torak dapat dinyatakan sebagai :

p P Pkincir hidrolis_

... [2.42] Dimana :

Phidrolis = Daya yang digunakan untuk memompa air tanpa gesekan yang mencakup daya mekanis.

ηp = Efesiensi pompa

g = Percepatan gravitasi (9,81 m/dt2) H = Tinggi pemompaan (m)

q = Jumlah air yang dipompakan (m3/dt)

Dan besarnya q dapat dinyatakan dengan persamaan :

i Dimana : Q = Volume air yang dipompakan per siklus pemompaan

N = Jumlah putaran rotor per detik (rps) i = Angka transmisi

Kemudian besarnya Q dihitung dengan persamaan :

s

Jadi persamaan 2.56 dapat ditulis kembali :

 Adapun putaran rotor diperoleh dengan hubungan sebagi berikut :

V = Kecepatan angin rata-rata (m/dt) R = Jari-jari rotor (m)

Agar dapat memompa air maka daya yang dimiliki oleh kincir angin harus lebih besar dari daya yang digunakan untuk pemompaan, sehingga persamaan 2.55 menjadi: 2.62 akan didapat jari-jari kincir angin yaitu:

Ri

2.7.1 Teori Perhitungan Data Angin

Data angin sangat besar pengaruhnya dalam perencanaan sudu kincir angin, untuk memperoleh informasi data angin dapat diperoleh dari stasiun meteoroiogi dan geofisika terdekat dari rencana lokasi penempatan kincir angin (Darwing Sembahyang,1978).

Untuk memperoleh gambaran potensi angin, dari data angin yang ada selanjutnya diolah dan akan digambarkan :

1. Distribusi kecepatan dan arah angin rata-rata dan kecepatan maksimum perbulan.

3. Distribusi peluang arah dan kecepatan angin 4. Frekuensi kecepatan angina

2.7.2 Distrbusi Kecepatan Dan Arah Angin

Untuk menyusun diagram kecepatan dan arah angin digunakan rumus sebagai berikut :

1. Kecepatan angi rata-rata

N Vi V



Dimana : V = Kecepatan rata-rata angin tiap bulan Vi = Kecepatan angin tiap hari

N = Jumlah hari 2. Distribusi arah angin rata-rata

Distribusi arah angin rata-rata adalah arah angin yang paling banyak terjadi selama waktu pengamatan.

2.7.3 Frekuensi Kecepatan Angin

Frekuensi kecepatan angin menyatakan distribusi jumlah hari berlangsungnya kecepatan angin tertentu pertahun, dinyatakan sebagai persentase terhadap jumlah hari pengamatan selama satu tahun (Darwin Sembahyang). Untuk memperoleh frekwensi kecepatan angin dipergunakan rumus :

 

 

_{ }

x100% V

T V T V P





... [2.51] Dimana : P(V) = Kemungkinan bertiupnya angin dengan kecepatan V

ΣT(V) = Jumlah hari pengamatan per tahun

2.7.4 Distribusi Peluang Arah Dan Kecepatan Angin

Informasi ini berguna untuk menentukan arah dan kecepatan angin utama, untuk mempertimbangkan orientasi suatu kincir angin yang rotornya mempunyai kedudukan arah yang tetap (Darwin Sembahyang, 1978). Harga persentase frekwensi komulatif range kecepatan dengan arah tertentu didefinisikan oleh rumus :

 

 

_{ }

x100% A

V T

A V T V P



   

... [2.52] Dimana:

T(>V)A = Jumlah jam komulatif kecepatan V, dibanding dengan arah A pertahun

ΣT(>V)A = Jumlah total jam komulatif kecepatan V, dilampaui dengan arah A selama waktu pengamatan

22 BAB III

METODOLOGI PERENCANAAN

Adanya variasi-variasi pada berbagai jenis Sistem Konversi Energi Angin (SKEA) menyebabkan unjuk kerja yang dihasilkan oleh suatu kincir angin akan berbeda-beda. Variasi-variasi ini disebabkan adanya beberapa faktor yang mempengaruhi hasil perencanaan suatu kincir angin. Faktor-faktor perencanaan ini selanjutnya disebut sebagai perameter perencanaan kincir angin (Daniel V hunt,1981).

Pemanfaatan energi angin melalui suatu SKEA sebaiknya diketahui lebih dahulu karakteristik kerja dari alat-alat atau pesawat yang akan digerakan sehingga dengan adanya karakteristik kerja yang sesuai antara kincir angin yang dikehendaki dengan alat yang digerakan akan didapatkan hasil yang memuaskan. Namun dengan adanya variasi-variasi itu pula, sehingga memungkinkan untuk pemanfaatan energi angin dalam berbagai kebutuhan (Daniel V hunt,1981).

Bertitik tolak pada hal-hal diatas, maka penelitian parameter perencanaan SKEA perlu dilakukan. Oleh karena itu perlu diketahui sifat-sifat dan pengaruh parameter-parameter itu terhadap kincir angin.

3.1 Tempat dan Waktu

23

3.2 Langkah Langkah dan Perencanaan Kincir Angin

Kecepatan angin rata-rata paling penting artinya dalam perencanaan suatu SKEA, karena dengan ini akan diperhitungkan beban perencanaan dan daya keluar rata-rata yang hendak dihasilkan. Disamping itu perlu juga diketahui bagaimana karakteristik angin bertiup, distribusi kecepatan angin sepanjang tahunnya. Maka dari itu survei potensi angin dilakukan untuk mendapatkan data.

Data kecepatan dan arah angin didapatkan dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Tjut nyak dhien Nagan Raya.

3.3 Airfoil

Jenis Airfoil yang akan digunakan sudu kincir angin sangat berpengaruh terhadap unjuk kerja yang dihasilkan kincir angin. Pada bab kedua telah diuraikan hubungan antara profil airfoil dengan koefisien Lift dan Drag yang dihasilkan, serta sudut serang efektif untuk mendapatkan kemampuan terbaiknya.

Untuk jenis airfoil NACA 2410 didapatkan sudu serang efektifnya yaitu sebesar 32,5°. Selanjutnya sudut serang ini digunakan sebagai sudut serang rencana.

3.4 Tip Speed Ratio

24

Gambar 3.4 : Tip Speed Ratio Vs Torsi

3.5 Distribusi Chord

Distribusi chord sepanjang sudu secara ideal akan berbentuk hiperbolik, tetapi dengan bentuk ideal ini akan mengalami kesulitan dalam pembuatannya. Sehingga dicari bentuk penyederhanaannya yaitu bentuk trapezium dan rectangular. Tentu saja dengan adanya penyederhanaan akan mengalami kerugian daya, perhatikan gambar 3.5 di bawah.

Gambar 3.5 : Pengaruh Tip Speed Ratio dan bentuk geometri sudu terhadap koefesien daya.

25 3.6 Solidity (σ)

Solidity (σ) didefinisikan sebagai perbandingan luas sudu dengan luas

lintasan sudu. Pengaruh dari harga Solidity dapat dijelaskan sebagai berikut : Dengan Solidity yang semakin tinggi akan menyebabkan luasan sudu atau jumlah sudu rotor bertambah sehingga torsi yang dihasilkan akan besar dan untuk keluaran daya tertentu putaran yang dihaslkan akan kecil, atau dengan kata lain mengurangi Tip Speed Ratio (λ).

Hubungan antara Solidity dengan Tip Speed Ratio dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.6 : Hubungan Solidity dengan Tip Speed Ratio

3.7 Jari-jari kincir angin

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Distribusi Kecepatan dan Arah Angin 4.1.1. Kecepatan Angin Rata-Rata

Data kecepatan dan arah angin didapatkan dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Tjut Nyak Dhien Nagan Raya. Seperti terlihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 : Distribusi Arah dan Kecepatan Angin Tahun 2013

BULAN

ANGIN

Kec. rata-rata (knot) Arah

Januari 4 BD

Februari 3 BL

Maret 3 B

April 3 S

Mei 2 B

Juni 2 B

Juli 2 B

Agustus 3 B

September 3 BD

Oktober 3 B

November 3 S

Dengan menggunakan persamaan 2.7. maka dapat diketahui kecepatan angin rata-rata pertahunnya, dihitung sebagai berikut :

N Vi V



Dimana : V = Kecepatan rata-rata angin tiap tahun Vi = Kecepatan angin tiap bulan

N = Jumlah bulan

Dengan menggunakan rumus diatas maka data pada tabel 4.1. dihasilkan :

N Vi V



Maka dihasilkan kecepatan rata-rata angin pertahunnya di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Tjut Nyak Dhien Nagan Raya adalah 2,83 knot

4.1.2. Distribusi Arah Angin Rata-Rata

yang dominan yaitu pada arah angin barat mendominasi 6 bulan pengambilan data dari 12 data keseluruhan yang didapatkan.

4.2. Frekuensi Kecepatan Angin

Frekuensi kecepatan angin dhitung dengan menggunakan persamaan 2.8, yaitu :

 

 

_{ }

x100% V

T V T V P





Dimana : P(V) = Kemungkinan bertiupnya angin dengan kecepatan V

T(V) = Jumlah bulan bertiupnya angin dengan kecepatan V per tahun ΣT(V) = Jumlah bulan pengamatan per tahun

Dengan mensubtitusikan data pada tabel 4.1. ke persamaan 2.5, maka dihasilkan frekuensi kecepatan angin sebagai berikut :

 

 

_{ }

x100% V

T V T V P





- Kecepatan rata – rata 4 knot

P (4 knot) – 0,083 100% P (4 knot) = 8,33%

- Kecepatan rata – rata 3 knot

Untuk kecepatan rata-rata 3 knot didapatkan frekuensi kecepatan angin angin rata-rata pertahunnya 66,66 %

- kecepatan rata-rata 2 knot

Untuk kecepatan rata-rata 2 knot didapatkan frekuensi kecepatan angin angin rata-rata pertahunnya 25%

4.3. Distribusi Peluang Arah dan Kecepatan Angin

Distribusi peluang arah dan kecepatan angin dihitung dengan menggunakan persamaan 2.9. maka dihasilkan :

 

 

_{ }

x100% A

V T

A V T V P





  

Dimana :

T(>V)A = Jumlah bulan komulatif kecepatan V, dibanding dengan arah A pertahun

ΣT(>V)A = Jumlah total bulan komulatif kecepatan V, dilampaui dengan

arah A selama waktu pengamatan

P(>V) = Prosentase frekuensi komulatif range kecepatan dengan arah tertentu

Dan Jika komulatif kecepatan angin yang digunakan (V) 2 knot dan arah pengamatan adalah arah angin barat, maka dengan menggunakan persamaan 2.9. dihasilkan :

Dari hasil diatas menunjukkan bahwa kedudukan arah rotor kincir angin menghadap ke arah barat dengan kecepatan angin utama 3 knot

4.4. Perhitungan Daya Angin

Jika dalam perencanaan menggunakan kincir angin dengan spesifikasi sebagai berikut :

Turbin Angin Tipe Airfoil NACA 0018 spesifikasi : - Blade turbin : 3 buah

- Tinggi blade (span) : 300 mm - Diameter Turbin : 300 mm - Panjang Chord : 100 mm

Dhien Nagan Raya dengan kecepatan angin rata-rata yang digunakan 1,455 m/s (2,83 knot x 0,514 = 1,455 m/s) dan densitas udara 1,06 kg/m3, yaitu :

P = 0,5 ρ v2

A

Dimana : P = Daya angin ( N.m/s)

ρ = Densitas udara yang mengalir (kg/m3

) v = Kecepatan angin (m/s)

A = Luas sudu (m2) ;

Menghitung luas sudut sama dengan L x D, dimana L adalah panjang blade dan D adalah diameter turbin, maka luas sudu

A = L x D

A = 0,3 m x 0,3 m A = 0,09 m2

Maka dihasilkan daya angin :

P = 0,5 (1,06 kg/m3) (1,455 m/s)2 (0,09 m2) P = 0,101 Kg.m/s

P = 0,9898 N.m/s P = 0,9898 watt

32 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN

Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Menganalisa Perhitungan Daya Angin di Sekitar Bandara Tjut Nyak Dhien Nagan Raya.

5.2 SARAN

1. Perlu dikumpulkan data angin yang lebih banyak lagi 2 sampai degan 3 tahun untuk mendapatkan gambaran potensi energy angin yang lebih akurat.

1991.

2. Clancy LJ, AERODYNANICS, PIzma Publishing Limeted, Greatnbritain, 1975. 3. Daniel V hunt, WIND POWER

A Hand Book on WIND ENERGY CONVERSION SYSTEM Litton Education Publishing Inc, New York, 1981.

4. Darwin Sembahyang, Analisa Data Angin di Jakarta Untuk Untuk Pemanfaatan Energi Angin, Majalah LAPAN NO. 14 Tahun 1978.

5. Harijini Djijidihardjo, WIND ENERGY SYSTEM. Alumni, Bandung, 1983.

6. Harijono Djojodihardjo dan Sulistyo Atmadi. Perencanaan Kincir Angin Propeler,Plat Lengkung Untuk Pengisisan Baterai Jenis EN-P-02 XA, Majalah LAPAN No. 24 Tahun 1982.

7. Robert W Fox,Introduktion To Fluid Mechanics Jhon Willey and Sound, New York 1985.

8. Soeripno, Rancangan Subsistem Mekanik Kincir Angin Sudu Majemuk 4 Daun Untuk Pemompaan Air Tambak Garam/ Tambak Udang, Majalah LAPAN No. 66 Tahun 1993. 9. Soeripnoe, Perancangan Torak Pompa Kincir Angin Untuk Pemompaan Air Tambak