PERANCANGAN TURBIN ANGIN TIPE SAVONIUS S

23 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

PERANCANGAN TURBIN ANGIN TIPE SAVONIUS

SUMBU VERTIKAL 6 SUDU

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah tugas mata kuliah OSE II

Disusun Oleh :

Moch Suci Muharam 141711048 Muhammad Dzikri Malik 141711049

Opik Hermana 141711050

JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

(2)

DAFTAR ISI

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1 Energi Angin ... 4

2.2 Gaya Hambat (Drag) dan Gaya Angkat (Lift) ... 6

2.3 Turbin Angin ... 7

2.3.1 Turbin Angin Sumbu Horizonta ... 7

2.3.2 Turbin Angin Sumbu Vertikal ... 8

2.3.2.1 Turbin Darrieus ... 9

2.3.2.2 Turbin Savonius ... 9

2.4 Torsi, Daya dan Kecepatan ... 10

2.5 Dinamo ... 11

BAB III PERANCANGAN DAN DESAIN ... 13

3.1 Desain Perancangan ... 13

3.2 Perancangan dan Pembuatan Komponen Turbin ... 13

3.2.1 Blade Arm (Lengan Sudu) ... 13

3.2.2 Bearing House (Rumah Bantalan) ... 13

3.2.3 Gear (Roda Gigi) ... 13

3.2.4 Reel Buffer (Dudukan Turbin Angin) ... 13

3.2.5 Generator ... 13

3.2.6 Perakitan Komponen Turbin ... 14

3.3 Desain Berdasarkan Hasil Perhitungan ... 14

3.3.1 Dimensi Turbin Angin Tipe Savonius Sumbu Vertikal dengan 6 Sudu ... 14

BAB IV PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN ... 17

4.1 Pembahasan ... 17

4.2 Kesimpulan ... 20

(3)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Angin adalah salah satu bentuk energi tertua yang telah lama dikenal dan digunakan manusia. 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 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 di masa depan harus ramah lingkungan. Beberapa alternatif energi ramah lingkungan adalah energi angin. Potensi angin yang ada dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik sekala kecil, kurang dari satu Kwh, dapat dimanfaatkan untuk penerangan dan menghidupkan peralatan listrik. Dengan mendesain alat konversi energi angin ke listrik yang sederhana (buatan tangan), murah, dan mudah untuk dibuat. Hal ini memungkinkan masyarakat awam untuk merawat dan memperbaiki sendiri sehingga transfer teknologi berjalan dengan cepat.

(4)

Kincir Savonius merupakan tipe kincir angin sumbu vertikal yang banyak digunakan sebagai sistem konversi energi angin ke listrik karena mampu menghasilkan listrik ketika angin memutar turbin. Kincir angin Savonius tipe L termasuk jenis kincir Savonius dengan desain sisi sudu yang lurus lebih besar dibandingkan pada sisi sudu lengkung seperempat lingkaran. Kincir ini biasanya terdiri dari dua tabung atau sudu berdinding logam yang saling berhadapan dan mempunyai poros ditengahnya. Prinsip kerja kincir angin adalah berdasarkan interaksi sudu dan rotor dengan hembusan angin. Pada tugas ini, kami akan melakukan rancang bangun mengenai turbin angin sumbu vertikal bertipe savonius dengan 6 buah sudu berdimensi D x L yaitu (0,68 x 2) m.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan dapat dirumuskan masalah-masalah yang akan dihadapi dalam tugas ini diantaranya adalah:

1. Potensi angin yang tersedia untuk daerah Bandung. 2. Perhitungan dan proses perancangan turbin angin

1.3 Tujuan

Adapun Tujuan dari pelaksanaan tugas ini adalah :

1. Membuat turbin angin sumbu vertikal dengan 6 buah sudu untuk operasi pada kecepatan rendah dan kontruksi sederhana.

2. Menghitung dan melakukan proses perancangan turbin angin tipe savonius sumbu vertikal dengan 6 buah sudu.

1.4Batasan Masalah

1. Pembuatan turbin angin sumbu horizontal dirancang dengan jumlah sudu sebanyak 6 buah dengan daya poros yang direncanakan sebesar 127 watt. 2. Turbin yang akan dibuat dirancang untuk dapat memenuhi kebutuhan

listrik rumah tangga.

(5)

1.5Metodologi

Metodologi yang akan dilakukan penulis untuk pembuatan tugas ini ini, yaitu :

 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan cara mencari informasi-informasi yang berhubungan dengan turbin angin tipe horizontal dan pembuatannya dengan cara mempelajari materi-materi dari buku-buku, mengunjungi situs internet, dan mengunjungi lembaga-lembaga atau pihak-pihak yang berhubungan dengan bidang tersebut.

 Diskusi

Melakukan tanya jawab dan diskusi dengan dosen pengajar yang berkaitan dengan penyusunan tugas ini yaitu pembuatan turbin angin tipe savonius sumbu vertikal dengan 6 sudu turbin.

1.6Sistematika Penulisan

Penyusunan tugas ini disusun dengan struktur yang terarah. Adapun sistematika penulisan dibuat dengan urutan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, dan metodologi. Bab ini ditutup dengan pembahasan tentang sistematika penulisan yang digunakan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Bab ini mengenai teori dasar turbin angin yang berisikan konsep dasar angin, teori yang di gunakan dalam pembuatan turbin angin dan persamaan persamaan yang akan digunakan sebagai penunjang dalam pembuatan alat.

BAB III METODOLOGI DAN PROSES PERANCANGAN

Bab ini berisikan perancagan turbin angin, data komponen dan langkah-langkah pembuatan alat hingga selesai dengan kondisi yang diinginkan.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil pengujian dan evaluasi yang telah dilakukan serta memberikan saran-saran yang mengarah kepada hasil yang lebih baik.

(6)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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).

Daya yang dihasilkan pada poros suatu turbin merupakan transformasi energi kinetik yang terdapat pada aliran angin. Aliran angin yang bergerak dengan kecepatan tertentu diserap oleh susunan sudu dari turbin angin. Secara matematis, udara dengan massa m dan bergerak dengan kecepatan v, memiliki energi kinetik sebesar:

E 1 mv2 (Nm) (2.1)

2

Dengan demikian dapat dihitung daya aliran angin dalam satuan watt yaitu:

P  1 (Av)(v2 ) 1 Av 3 (2.2)

(7)

ηrotor ini akan lebih kecil lagi yaitu berkisar pada harga maksimum 0.45 untuk sudu yang dirancang dengan sangat baik ( Daryanto, 2007).

Besar daya yang diperoleh dari persamaan (2.2) merupakan daya murni maksimum yang dihasilkan oleh aliran angin. Sedangkan daya yang dapat dibangkitkan dari putaran rotor turbin savonius dapat dihitung melalui pendekatan teori Betz. Percobaan Betz dapat dilihat pada Gambar (2.1) berikut:

Gambar 2.1. Grafik Hubungan Cp dan λ dengan Batas Betz (Betz Limit) (Roisin, 2007)

Baling-baling yang menggunakan gaya hambat (drag), seperti Savonius dan American multi blade mempunyai ratio kecepatan yang rendah dan koefisien power dari baling-baling yang menggunakan gaya angkat (lift) yaitu

Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) dan Darrieus mempunyai ratiokecepatan yang lebih tinggi.

Berdasarkan teori Betz yang divisualisasikan dalam bentuk grafik pada Gambar (2.1), menjelaskan ketidakmungkinan suatu desain turbin angin yang

memiliki koefisien daya (Cp) diatas angka 59%. Hal ini dapat diartikan bahwa desain

(8)

Nilai Cp untuk satu tipe turbin angin tidak selalu sama karena nilai Cp

merupakan fungsi dari tip speed ratio (λ). Untuk mengetahui nilai Cp maksimal yang

mampu dihasilkan oleh sebuah turbin angin, maka perlu diketahui nilai tipspeed ratio yang dihasilkan.

Jika didefinisikan bahwa tip speed ratio (λ) adalah perbandingan antara kecepatan linier rotor dengan kecepatan angin sebelum sudu atau ditulis secara matematik, yaitu :



v

R

(2.4)

Dalam hal ini: tip speed ratio

 kecepatan sudut turbin (rad/s) R jari-jari turbin (m)

v kecepatan angin (m/s)

TSR juga dapat diperoleh dari persamaan:

blade tip / speed v (2.5)

Blade tip speed merupakan kecepatan ujung blade atau rotor, yang didefinisikan menurut persamaan:

blade tip speed  rotational speed (rpm) x x D (2.6) 60

2.2 Gaya Hambat (Drag) dan Gaya Angkat (Lift)

(9)

Sedangkan gaya angkat (lift) ialah gaya yang dihasilkan oleh airfoil ( contohnya seperti pada sayap pesawat terbang) atau turbin sumbu horisontal saat melintasi udara. Gaya yang timbul ini mampu mengangkat dengan arah yang tegak lurus aliran angin. Resultan gaya angkat (lift) akan membantu perputaran turbin sedangkan gaya hambat (drag) akan melawan perputaran dari turbin itu. Perbedaan tekanan antara bagian atas dan bawah airfoil memberikan gaya angkat pada turbin. Semakin melengkung (semakin aerodinamis) sayap atau airfoil maka semakin besar gaya angkatnya. Gaya ini terjadi akibat angin yang melewati profil rotor.

2.3Turbin Angin

Turbin angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dan lain-lain. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda serta negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan istilah windmill.

Kini turbin angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Walaupun sampai saat ini pembangunan turbin angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional (Contoh: PLTD, PLTU, dan lain-lain).

Turbin angin merupakan sebuah alat yang digunakan dalam sistem konversi energi angin (SKEA). Turbin ini berfungsi merubah 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. Salah satu komponen utama dari turbin angin adalah rotor. Rotor ini berfungsi mengkonversi gerak linier arus angin menjadi gerak putar poros.

Berdasarkan bentuk rotor, turbin angin dapat dibagi menjadi dua kategori utama, yaitu turbin angin sumbu mendatar atau Horizontal Axis Wind Turbine

(HAWT) dan turbin angin sumbu vertikal atau Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). Sedangkan klasifikasi turbin angin berdasarkan koefisien daya dan speed ratio yaitu seperti pada Gambar (2.1).

2.3.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal

(10)

angin. Sebagian besar turbin angin jenis ini yang dibuat sekarang mempunyai dua atau tiga bilah baling-baling walaupun ada juga turbin bilah dengan baling-baling kurang atau lebih daripada yang disebut diatas. Contoh turbin angin sumbu horizontal ditunjukkan pada Gambar (2.2) .

Gambar 2.2. Turbin Angin Sumbu Horizontal (Olson dan Visser, 2008)

Biasanya turbin jenis ini memiliki sudu berbentuk airfoil seperti bentuk sayap pada pesawat. Pada turbin ini, putaran rotor terjadi karena adanya gaya angkat (lift) pada sudu yang ditimbulkan oleh aliran angin. Pada tipe HAWT memanfaatkan efek gaya angkat sebagai gaya penggerak rotor. Oleh karena itu kecepatan linier sudu dapat lebih besar daripada kecepatan angin. Turbin ini cocok digunakan pada tipe angin sedang dan tinggi, dan banyak digunakan sebagai pembangkit listrik skala besar.

2.3.2. Turbin Angin Sumbu Vertikal

(11)

2.3.2.1.Turbin Darrieus

Turbin Darrieus pertama diperkenalkan di Perancis pada sekitar tahun 1920-an. Turbin angin sumbu vertikal ini mempunyai sudu tegak yang berputar ke dalam dan ke luar dari arah angin. Contoh turbin Darrieus ditunjukkan pada Gambar (2.3).

Gambar 2.3. Turbin Darrieus (Olson dan Visser, 2008)

2.3.2.2.Turbin Savonius

Turbin ini ditemukan pertama kalinya di Finlandia oleh sarjana Finlandia bernama Sigurd J. Savonius pada tahun 1922 dan berbentuk S apabila dilihat dari atas. Turbin jenis ini secara umumnya bergerak lebih perlahan dibandingkan jenis turbin angin sumbu horizontal, tetapi menghasilkan torsi yang besar. Konstruksi turbin sangat sederhana, tersusun dari dua buah sudu setengah silinder (lihat Gambar 2.4.a). Pada perkembangannya turbin Savonius ini banyak mengalami perubahan bentuk rotor, tipe turbin angin Savonius di bawah ini, terlihat dari bagian atas yaitu:

a. Savonius tipe U sangat kuat karena terpusat di tengah atau pusat batang, tetapi kurang efisien dibandingkan dengan dua tipe Savonius lainnya.

b. Desain savonius tipe S ini juga sangat sederhana dan juga dapat dirancang dengan mudah dari drum. Desain Savonius ini sedikit lebih efisien daripada tipe Savonius di atas karena beberapa aliran udara dibelokkan oleh kedua sudu lalu keluar pada salah satu sisinya.

(12)

Keunggulan VAWT (Vertikal Axis Wind Turbine) tipe drag terhadap HAWT ( Horizontal Axis Wind Turbine) yaitu, bentuk sudu yang sederhana, rendah noise, kerja pada aliran turbulensi lebih baik, memiliki torsi tinggi sehingga dapat berputar pada kecepatan angin rendah, dinamo dapat ditempatkan di bagian bawah turbin sehingga mempermudah perawatan, tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah, memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada HAWT. Kekurangannya yaitu kecepatan angin di bagian bawah sangat rendah sehingga apabila tidak memakai tower akan menghasilkan putaran yang rendah, dan efisiensi lebih rendah dibandingkan turbin angin sumbu horisontal. Turbin tipe ini banyak digunakan untuk konversi energi listrik skala kecil.

Keunggulan VAWT (Vertikal Axis Wind Turbine) tipe drag terhadap HAWT ( Horizontal Axis Wind Turbine) yaitu, bentuk sudu yang sederhana, rendah noise, kerja pada aliran turbulensi lebih baik, memiliki torsi tinggi sehingga dapat berputar pada kecepatan angin rendah, dinamo dapat ditempatkan di bagian bawah turbin sehingga mempermudah perawatan, tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah, memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada HAWT. Kekurangannya yaitu kecepatan angin di bagian bawah sangat rendah sehingga apabila tidak memakai tower akan menghasilkan putaran yang rendah, dan efisiensi lebih rendah dibandingkan turbin angin sumbu horisontal. Turbin tipe ini banyak digunakan untuk konversi energi listrik skala kecil.

2.4Torsi, Daya dan Kecepatan

Gaya tangensial pada sudu ditimbulkan oleh adaanya komponen daya angkat pada bidang putar, dikurangi dengan kemampuan daya seret (hambat) yang berlawanan arah. Gaya tangensial pada rotor ini mempunyai jarak (lengan) tertentu pada sumbu putar (poros) dan hasil kali kedua besaran ini disebut dengan torsi (τ ). Sehingga torsi dapat ditulis pada persamaan (2.9) di bawah ini:



 r x F (2.9)

Besarnya torsi total yang bekerja pada suatu benda tegar maka dapat digunakan untuk menentukan besar percepatan sudutnya dapat dihubungkan dengan persamaaan (2.10) :

(13)

Jika kemudian rotor ini berputar dengan kecepatan tertentu pula ( ω ), maka berdasarkan hubungan antara torsi dengan kecepatan sudut, daya turbin ( P ) yang timbul dapat dihitung menurut persamaan (2.11) :

P  (2.11) (rad/s). Satuan lain yang digunakan adalah putaran (revolusi) per menit (rev/menit atau rpm). Konversi yang menghubungkan rpm dengan rad/s dapat ditunjukkan pada persamaan (2.12) (Young dan Freedman, 2000). Karena 1 putaran = 2  rad, maka:

1 rev/s = 2  rad/s, dan 1 rev/menit = 1 rpm = 2rad/s (2.12) 60

Rotor turbin angin merupakan kunci utama dalam perancangan turbin angin tipe propeler Savonius L termodifikasi. Dalam turbin angin dikenal beberapa macam kecepatan sebagai dasar analisa daya yang hendak dihasilkan, yaitu:

a. Vcut-in : kecepatan angin dimana turbin mulai bekerja untuk menghasilkan daya.

Vcut in = 0,7 x Vrata-rata (2.13)

b. Vstart : kecepatan angin minimum yang mampu menggerakan rotor.

c. Vcut-out : Kecepatan angin maksimum dimana kondisi ini sangat membahayakan kekuatan rotor.

d. Vrate : Kecepatan angin yang mampu menghasilkan daya dengan efisiensi maksimum.

Vrate = 1,5 x Vrata-rata (2.14)

e. V furling : Kecepatan bebas dimana turbin angin tidak menghasilkan daya lagi.

Vfurling = 3 x Vrata-rata (2.15)

f. Vmean: kecepatan angin rata-rata disuatu daerah.

2.5Dinamo

(14)

kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros mulai berputar maka terjadi perubahan fluks pada strator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Dinamo mempunyai dua bagian utama yaitu stator (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang bergerak).

Jika kumparan di putar di dalam medan magnet (B), maka jumlah fluks magnetik dalam kumparan akan berubah, sehingga menurut Faraday akan menghasilkan GGL induksi, sesuai dengan persamaan:

N d (2.16)

dt

Karena fluks magnetik Φ= B.A. cos θ , dimana θ = ω.t, maka GGL induksi pada generator menjadi:

N

d

dt

N.A.(

dB

dt

)

Sehinngga GGL induksi pada dinamo sesuai dengan persamaan:

 N.B.A.sin(t)

Dalam hai ini:

ε = GGL induksi (volt) N = jumlah lilitan

(15)

BAB III

PERANCANGAN DAN DESAIN

3.1 Desain Perancangan

Desain perancangan part menggunakan software drawing AutoCAD, Penggambaran desain perancangan dimaksudkan untuk mengetahui gambaran turbin angin, pembuatan dan perakitan

3.2Perancangan dan Pembuatan Komponen Turbin 3.2.1 Blade Arm (Lengan Sudu)

Lengan sudu atau jari-jari turbin haruslah lebih pendek dari tinggi sudu turbin angin, jari-jari turbin memiliki panjang 0,514 m. Bahan yang digunakan adalah besi berongga, dipilih bahan ini dikarenakan lengan harus memiliki kekuatan untuk menyangga sudu.

3.2.2 Bearing House (Rumah Bantalan)

Bearing House merupakan tempat dudukan bearing dan sebagai penahan lengan sudu turbin angin. Bahan yang digunakan untuk rumah bearing adalah besi berongga dengan tebal 10 mm. Rumah bearing dibuat dengan ukuran yang presisi, dikarenakan perlu kepresisian, agar setiap sisi rumah bearing tidak berbeda.

3.2.3 Gear (Roda Gigi)

Gear terbuat dari bahan baja karbon rendah, gear berfungsi sebagai penerus daya dari turbin angin menuju generator.

3.2.4 Reel Buffer (Dudukan Turbin Angin)

Dudukan turbin adalah penyangga dari semua komponen turbin angin, dan sebagai tempat dudukan generator. Bahannya terbuat dari baja karbon rendah. Proses pengelasan dipakai untuk membuat dudukan turbin angin ini. 3.2.5 Generator

(16)

3.2.6 Perakitan Komponen Turbin

Setelah semua komponen turbin telah siap, dilakukan perakitan terhadap semua komponen turbin angin, dan turbin angin siap diuji skala Lab, guna mengetahui kesalahan pada setiap komponen turbin angin.

3.3Desain Berdasarkan Hasil Perhitungan

3.3.1 Dimensi Turbin Angin Tipe Savonius Sumbu Vertikal dengan 6 Sudu

a. Dimensi Blade Turbin Angin

Gambar 3.1 Dimensi Blade Tampak Atas

b. Dimensi Blade dan Poros Turbin Angin

(17)

c. Desain Blade dan Poros

Gambar 3.3 Desain Blade dan Poros Turbin Angin

d. Dimensi Dudukan Turbin Angin

 Tampak atas

(18)

 Tampak samping

Gambar 3.5 Dimensi Dudukan Turbin Angin Tampak Samping

e. Desain Turbin Angin Tipe Savonius Sumbu Vertikal dengan 6 Buah Sudu

(19)

BAB IV

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

4.I Pembahasan

Pada Pada Tugas kali ini kelompok kami merancang Turbin angin dengan sumbu vertikal, dimana turbin angin ini merupakan turbin angin yang memiliki sumbu putar terletak tegak lurus dengan permukaan tanah. Konsep perancangan turbin angin dengan spesifikasi sebagai berikut:

a. Perhitungan Awal Kapasitas Baterai, Generator dan Jari-Jari Turbin

Diketahui :

Generator memiliki spesifikasi : 15 Volt ; 5 A

Daya Generator (Pg)

Pg = Vg x Ig

= 15 V x 5 A = 75 Watt

Daya yang dibangkitkan oleh turbin

(20)

b. Menentukan Tip Speed Ratio (TSR) Diketahui :

D = 1,028 m

n = 40 rpm (asumsi) v = 5 m/s (asumsi)

Tip Speed Ratio ( 𝜆 )

𝜆 =𝜋𝐷𝑛60𝑣

= 𝜋 𝑥 1028 𝑥 40

60 𝑥 5

= 0,43

c. Menentukan Rotor Torque Coefficient (Cqr)

Koefisien Rotor dari Beberapa Turbin Angin

Berdasarkan dari gambar hubungan koefisien rotor dari beberapa turbin angin, didapat rotor turbin jenis savonius pada daerah A jika :

𝜆1 = 2 , 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝐶𝑞1= 0,065

𝜆2 = 0,43

𝐶𝑞2 = 𝜆𝜆1

2 𝑥 0,065 = 0,3

d. Menentukan Rotor Power Coefficient (Cpr) Diketahui :

𝜆 = 0,43 ; 𝐶𝑞 = 0,3 𝐶𝑝𝑟 = 𝜆 𝑥 𝐶𝑞𝑟

𝐶𝑞𝑟 = 0,43 𝑥 0,3 = 0,129

Luasan Pada Sudu Turbin

𝐴 = 𝐶𝑝𝑟 𝑥 𝜌 𝑥 𝑣2𝑃 3

(21)

 A = 12,8 m2 ; 6 buah sudu

Jadi, dimensi turbin angin tipe savonius dengan dimensi D x L yaitu (0,68 x 2) m.

Pembuatan desain turbin angin aksial kali ini menggunakan sumbu sebanyak tiga buah, penggunaan sumbu tiga buah berdasarkan pertimbangan untuk mendapatkan koefisien daya yang tinggi serta tip speed ratio yang tinggi. Ketika menggunakan sumbu yang banyak maka akan mengurangi tip speed ratio dari turbin tersebut sehingga dapat mempengaruhi gaya torsi pada turbin tersebut. Apabila menggunakan blade yang sedikit akan menghasilkan tip speed ratio namun memerlukan kecepatan angin yang tinggi untuk menggerakan turbin dengan jumlah blade yang sedikit.

Faktor lain yang dipertimbangkan agar bisa mempengaruhi kecepatan rotasi turbin angin yaitu luas atau bentuk dari sudu tersebut. Karena apabila sumbu yang digunakan terlalu luas maka akan mengurangi nilai tip speed ratio.

(22)

4.2 Kesimpulan

Berdasarkan perancangan yang telah dibuat maka dapat ditarik kesimpulan:

 Turbin yang dibuat terdiri dari 6 buah sudu.

 Diameter sudu turbin yaitu 1,028 meter dengan tinggi tiang 1,210 m

 Daya yang dihasilkan oleh generator 75 watt.

(23)

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto, Y. 2007. Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin.

Yogyakarta : Balai PPTAGG – UPT-LAGG

Hau, E . 2000. Wind Turbines : Fundamentals, Technologies, Aplication, Economics.

Berlin, Germany : Springer.

Jansen, W.AM. 1986. Rotor Design For Horizontal Axis Windmills. Amersfoort :

Consultasy Services Wind Developing Countries

Lungan, Fransiscus. 2008. Perancangan dan Pembuatan Turbin Angin Sumbu Horizontal

Tiga Sudu Berdiameter 2,4 Meter Dengan Modifikasi Pemotongan dan Pengaturan Sudut

Pitch. Bandung : Institut Teknologi Bandung.

Piggott, Hugh, 2005. How to Build A Wind Turbine – The Axial Flux Windmill Plans.

Unites States Of America.

Strong, Mr. Simon James. 2008. Design of Small Wind Turbine. University of Southern

Queesnland.

Sucipto. 2008. Pembuatan Turbin Angin Aksial Sumbu Horizontal Dua Sudu Berdiameter

Figur

Gambar 2.1. Grafik Hubungan Cp dan λ dengan Batas Betz (Betz Limit)
Gambar 2 1 Grafik Hubungan Cp dan dengan Batas Betz Betz Limit . View in document p.7
Gambar 2.2. Turbin Angin Sumbu Horizontal (Olson dan Visser, 2008)
Gambar 2 2 Turbin Angin Sumbu Horizontal Olson dan Visser 2008 . View in document p.10
Gambar 2.3. Turbin Darrieus (Olson dan Visser, 2008)
Gambar 2 3 Turbin Darrieus Olson dan Visser 2008 . View in document p.11
Gambar 3.1 Dimensi Blade Tampak Atas
Gambar 3 1 Dimensi Blade Tampak Atas . View in document p.16
Gambar 3.2 Dimensi Blade dan Poros Tampak Samping
Gambar 3 2 Dimensi Blade dan Poros Tampak Samping . View in document p.16
Gambar 3.3 Desain Blade dan Poros Turbin Angin
Gambar 3 3 Desain Blade dan Poros Turbin Angin . View in document p.17
Gambar 3.4 Dimensi Dudukan Tampak Atas
Gambar 3 4 Dimensi Dudukan Tampak Atas . View in document p.17
Gambar 3.5 Dimensi Dudukan Turbin Angin Tampak Samping
Gambar 3 5 Dimensi Dudukan Turbin Angin Tampak Samping . View in document p.18
Gambar 3.6 Desain Akhir Turbin Angin
Gambar 3 6 Desain Akhir Turbin Angin . View in document p.18

Referensi

Memperbarui...