Unjuk kerja kincir angin poros horizontal tiga sudu berbahan komposit, diameter 1 m dengan variasi lebar maksimal sudu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. UNJUK KERJA KINCIR ANGIN POROS HORIZONTAL TIGA SUDU BERBAHAN KOMPOSIT, DIAMETER 1 M DENGAN VARIASI LEBAR MAKSIMAL SUDU. SKRIPSI Untuk memenuhi sebagai persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Mesin. Disusun Oleh :. CHRISTIAN INDRAJAYA PRIHARSO 145214088. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2018. i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE PERFORMANCE OF COMPOSITE MATERIAL THREE BLADES HORIZONTAL AXIS WIND TURBINE, DIAMETER 1 M WITH MAXIMUM BLADE WIDTH VARIATION FINAL PROJECT As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By :. CHRISTIAN INDRAJAYA PRIHARSO 145214088. MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2018 ii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRAK Pertambahan jumlah penduduk di jaman ini semakin meningkat pesat. Sehingga menyebabkan penggunaan energi semakin banyak, hal ini dipengaruhi juga karena majunya teknologi dan ilmu pengetahuan. Energi yang paling utama dalam kehidupan adalah energi listrik yang kebanyakan masih berasal dari pengolahan bahan bakar fosil yang mulai menipis. Dengan kondisi tersebut maka diperlukan energi alternatif yang selalu tersedia seperti energi angin. Energi angin dapat dikonversi menjadi energi listrik yang diperlukan oleh masyarakat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui unjuk kerja kincir angin yang dibuat dan koefisien daya maksimal yang dihasilkan. Kincir angin yang dibuat berporos horizontal tiga sudu berbahan komposit, diameter 1m dengan variasi lebar maksimal 11 cm, 12 cm, 13 cm. Kecepatan angin yang digunakan yaitu 5,9 m/s dan 7,3 m/s yang bersumber dari fan blower yang ada di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma. Besarnya pembebanan diatur menggunakan potensio. Nilai putaran poros diukur menggunakan tachometer, torsi dengan mekanisme timbangan digital yang dipasang pada lengan torsi, kecepatan angin menggunakan anemometer, arus menggunakan amperemeter yang terhubung dengan rangkaian generator. Dari hasil penelitian yang dilakukan dihasilkan nilai koefisien daya tertinggi kincir angin dengan variasi kecepatan angin 5,9 m/s sebesar 29,6 % pada torsi sebesar 0,58 N.m, daya output sebesar 28,2 watt dan nilai tip speed ratio sebesar 4,1. Sedangkan nilai koefisien daya tertinggi kincir angin ketika menggunakan variasi kecepatan angin 7,3 m/s sebesar 24,6 % pada torsi sebesar 0,79 N.m, daya output sebesar 44,3 watt dan nilai tip speed ratio sebesar 3,8. Nilai koefisien daya dan tip speed ratio tertinggi dihasilkan ketika kincir angin menggunakan kecepatan angin 5,9 m/s.. Kata kunci : kincir angin, koefisien daya, tip speed ratio. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT Population growth in this era is increasing rapidly. Causing the amount of energy used is large. It is also influenced by the advance of technology and science. The most important energy in life is the electrical energy derived from the processing of fossil fuels. where the material is thinning. Alternative energy alternatives, such as wind energy, are needed. Wind energy can be converted into electrical energy that can be used by the community. The purpose of this study is to determine the performance of the windmill made and the maximum power coefficient generated. Windmill is made of horizontal pivot three blades, made from composite, diameter 1m with variation of maximum width 11 cm, 12 cm, 13 cm. The wind speed used is 5.9 m/s and 7.3 m/s, sourced from the fan blower at the Energy Conversion Laboratory of Sanata Dharma University. The amount of loading is regulated using potensio. The shaft rotation value is measured using a tachometer, a torque with a digital scale mechanism mounted on the torque arm, the wind speed using an anemometer, the current using the amperemeter connected to the generator circuit. The result of the research is the highest wind coefficient value with wind speed 5,9 m/s 29,6 % at torque equal 0,58 Nm, output power 28,2 watt and tip speed ratio equal 4,1. While the highest wind coefficient value when using wind speed variations 7.3 m/s is 24.6 % at a torque value 0.79 N.m, output power is 44.3 watts and the value of speed ratio is 3.8. Highest power coefficient and tip speed ratio values are generated when the windmill uses a wind speed 5.9 m/s.. Keywords : windmill, coefficient performance, tip speed ratio. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR. Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat dan perlindungan-Nya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi ini dengan penuh semangat dan semuanya berjalan dengan lancar. Skripsi ini merupakan salah satu syarat wajib mendapatkan gelar S1 Teknik Mesin di Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Saya menyadari tanpa bantuan dari berbagai pihak dari awal kuliah sampai penyusunan skripsi ini rasanya sangat susah untuk bisa menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih atas bantuan dan dukungannya kepada : 1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. 3. Doddy Purwadianto, S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Energi Prodi Teknik Mesin, sekaligus sebagai Dosen Pembimbing Skripsi, Univesitas Sanata Dharma. 4. Ir.Rines Alapan, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Semua Dosen Prodi Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu kepada penulis. 6. Hendrikus Priharso dan Jeanette Grace Kumowal, selaku orang tua yang telah memberi doa, dukungan baik moril maupun material, serta semangat kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi dan studi ini. 7. Romualdus Satrio Senoaji Priharso sebagai kakak yang telah memberikan motivasi kepada penulis. 8. Agung Tri Atmaja dan Aditya Adi Pamungkas selaku teman satu tim pembuatan alat penelitian. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 9. Rekan – rekan mahasiswa Prodi Teknik Mesin dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam wujud apapun selama penulis menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian dan penyusunan skripsi ini masih. banyak. kekurangan. yang. perlu. diperbaiki.. Untuk. itu,. penulis. mengharapkan masukan, kritik dan saran dari berbagai pihak untuk dapat menyempurnakannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat baik bagi penulis maupun pembaca. Terima kasih Yogyakarta, 26 April 2018. Penulis. x.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL................................................................................................ i TITLE PAGE ........................................................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................... iii DAFTAR PANITIA PENGUJI ............................................................................. iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................................v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI................................. vi INTISARI.............................................................................................................. vii ABSTRACT ......................................................................................................... viii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .............................................................................................xv DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii DAFTAR SIMBOL.............................................................................................. xix. BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................1 1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ..........................................................................................3 1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................................3 1.4 Batasan-Batasan Masalah Dalam Pembuatan Alat Penelitian........................3 1.5 Manfaat Penelitian ..........................................................................................4. BAB II DASAR TEORI ..........................................................................................5 2.1 Angin ..............................................................................................................5. xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2.1.1 Jenis-jenis Angin ......................................................................................6 2.2 Kincir Angin .................................................................................................10 2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal ..............................................................11 2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal ..................................................................13 2.3 Grafik Hubungan Antara Cp dan tip speed ratio (tsr) ..................................14 2.4 Rumus Perhitungan ......................................................................................15 2.4.1 Rumus Energi Kinetik............................................................................15 2.4.2 Rumus Perhitungan tip speed ratio (tsr).................................................17 2.4.3 Rumus Torsi ...........................................................................................18 2.4.4 Rumus Daya Mekanis ............................................................................18 2.4.5 Rumus Koefisien Daya ..........................................................................19 2.5 Komposit ......................................................................................................20 2.5.1 Tujuan Pembuatan Material Komposit ..................................................20 2.5.2 Properties Komposit...............................................................................21 2.5.3 Klasifikasi Komposit .............................................................................21 2.6 Serat ..............................................................................................................31 2.6.1 Serat Alami ............................................................................................32 2.6.2 Serat Sintetis ..........................................................................................34 2.6.3 Serat Kaca ..............................................................................................34 2.7 Matriks ..........................................................................................................37 2.7.1 Resin ......................................................................................................37 2.7.2 Jenis-Jenis Resin ....................................................................................38 2.8 Tinjauan Pustaka ..........................................................................................43. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................45 3.1 Diagram Penelitian .......................................................................................45 3.2 Rangkaian Alat Pengujian ............................................................................47 3.3 Alat Dan Bahan ............................................................................................47 3.4 Desain Kincir ................................................................................................53 3.5 Pembuatan Sudu Kincir Angin .....................................................................54 3.6 Langkah Penelitian .......................................................................................60. BAB IV ANALISIS DATA DAN PERHITUNGAN ............................................62 4.1 Data Hasil Pengujian ....................................................................................62 4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ................................................................65 4.2.1 Perhitungan Daya Angin ........................................................................66 4.2.2 Perhitungan Torsi ...................................................................................66 4.2.3 Perhitungan Daya Kincir ........................................................................67 4.2.4 Perhitungan tip speed ratio (tsr) .............................................................67 4.2.5 Koefisien Daya (Cp) ..............................................................................68 4.3 Data Hasil Perhitungan .................................................................................68 4.4 Grafik Hasil Perhitungan ..............................................................................76 4.4.1 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Pada Variasi Kecepatan Angin 5,9 m/s ...................................................................................................76 4.4.2 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Pada Variasi Kecepatan Angin 7,3 m/s ...................................................................................................77 4.4.3 Grafik Hubungan Antara RPM dan Torsi Pada Variasi Kecepatan Angin 5,9 m/s ...................................................................................................78 4.4.4 Grafik Hubungan Antara RPM dan Torsi Pada Variasi Kecepatan Angin 7,3 m/s ...................................................................................................79 xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4.4.5 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya dan tsr Pada Variasi Kecepatan Angin 5,9 m/s.......................................................................81 4.4.6 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya dan tsr Pada Variasi Kecepatan Angin 7,3 m/s.......................................................................82 4.4.7 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya dan tsr Pada Variasi Kecepatan Angin 5,9 m/s dan 7,3 m/s ...................................................83. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................84 5.1 Kesimpulan ...................................................................................................84 5.2 Saran .............................................................................................................85. DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................86 LAMPIRAN ...........................................................................................................88. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR. Gambar 2.1 Angin Darat ..........................................................................................8 Gambar 2.2 Angin Laut............................................................................................8 Gambar 2.3 Angin Muson ........................................................................................9 Gambar 2.4 Angin Lembah dan Angin Gunung ....................................................10 Gambar 2.5 Kincir Angin Poros Horizontal ..........................................................12 Gambar 2.6 Kincir Angin Poros Vertikal ..............................................................14 Gambar 2.7 Grafik Hubungan Cp Dengan tsr ........................................................15 Gambar 2.8 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Matriknya ...................................21 Gambar 2.9 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Penguatnya .................................27 Gambar 2.10 Ilustrasi Komposit Berdasarkan Penguatnya ...................................27 Gambar 2.11 Tipe Serat Fiber Pada Komposit ......................................................30 Gambar 2.12 Jenis Serat Alam ...............................................................................33 Gambar 2.13 Contoh Serat Alami ..........................................................................33 Gambar 2.14 Jenis Serat Buatan ............................................................................34 Gambar 2.15 Serat Kaca ........................................................................................35 Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Penelitian Kincir Angin ..................................45 Gambar 3.2 Skema Rangkaian Pengujian ..............................................................47 Gambar 3.3 Sudu Kincir Angin Tampak Depan ....................................................48 Gambar 3.4 Sudu Kincir Angin Tampak Belakang ...............................................48 Gambar 3.5 Sudu Yang Terpasang Pada Dudukan Sudu .......................................49 Gambar 3.6 Fan Blower .........................................................................................50 Gambar 3.7 Tachometer .........................................................................................51 Gambar 3.8 Timbangan Digital .............................................................................51. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 3.9 Amperemeter ......................................................................................52 Gambar 3.10 Anemometer .....................................................................................52 Gambar 3.11 Potensio ............................................................................................52 Gambar 3.12 Skema Pembebanan..........................................................................53 Gambar 3.13 Desain Sudu Kincir Angin Lebar Maksimal 11 Centimeter ............53 Gambar 3.14 Desain Sudu Kincir Angin Lebar Maksimal 12 Centimeter ............54 Gambar 3.15 Desain Sudu Kincir Angin Lebar Maksimal 13 Centimeter ............54 Gambar 3.16 Proses Pembuatan Sudu ...................................................................58 Gambar 3.17 Proses Penghalusan Sudu .................................................................59 Gambar 3.18 Sudu Kincir Angin Yang Sudah Diberi Lubang Baut ......................60 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Daya Mekanis dan Torsi Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 5,9 m/s ................77 Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Daya Mekanis dan Torsi Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 7,3 m/s ................78 Gambar 4.3 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros (RPM) dan Torsi Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 5,9 m/s ........79 Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Putaran Poros (RPM) dan Torsi Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 7,3 m/s ........80 Gambar 4.5 Grafik Hubungan Antara Cp dan tsr Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 5,9 m/s .......................................81 Gambar 4.6 Grafik Hubungan Antara Cp dan tsr Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 7,3 m/s .......................................82 Gambar 4.7 Grafik Hubungan Antara Cp dan tsr Dengan Tiga Variasi Lebar Maksimal Pada Kecepatan Angin 5,9 m/s dan 7,3 m/s ...................83. xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL. Tabel 1.1 Produksi Energi dan Cadangan Milik Indonesia Tahun 2015 .................1 Tabel 1.2 Sumber Daya Energi Baru dan Energi Terbarukan di Indonesia .............2 Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin ........................................................................6 Tabel 2.2 Kekuatan Polimer ...................................................................................25 Tabel 2.3 Kekuatan Polimer ...................................................................................26 Tabel 2.4 Sifat Jenis–jenis Fiber Glass ..................................................................36 Tabel 2.5 Sifat Serat ...............................................................................................36 Tabel 4.1 Data Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 11 cm Dengan Kecepatan Angin 5,9 m/s .......................................................................................62 Tabel 4.2 Data Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 11 cm Dengan Kecepatan Angin 7,3 m/s .......................................................................................63 Tabel 4.3 Data Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 12 cm Dengan Kecepatan Angin 5,9 m/s .......................................................................................63 Tabel 4.4 Data Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 12 cm Dengan Kecepatan Angin 7,3 m/s .......................................................................................64 Tabel 4.5 Data Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 13 cm Dengan Kecepatan Angin 5,9 m/s .......................................................................................64 Tabel 4.6 Data Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 13 cm Dengan Kecepatan Angin 7,3 m/s .......................................................................................65. xvii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Tabel 4.7 Data Hasil Perhitungan Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 11 cm Dengan Kecepatan Angin 5,9 m/s .......................................................70 Tabel 4.8 Data Hasil Perhitungan Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 11 cm Dengan Kecepatan Angin 7,3 m/s .......................................................71 Tabel 4.9 Data Hasil Perhitungan Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 12 cm Dengan Kecepatan Angin 5,9 m/s .......................................................72 Tabel 4.10 Data Hasil Perhitungan Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 12 cm Dengan Kecepatan Angin 7,3 m/s ...............................................73 Tabel 4.11 Data Hasil Perhitungan Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 13 cm Dengan Kecepatan Angin 5,9 m/s ...............................................74 Tabel 4.12 Data Hasil Perhitungan Pengujian Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 m, Lebar Maksimal 13 cm Dengan Kecepatan Angin 7,3 m/s ...............................................75. xviii.

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

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN. 1.1. Latar Belakang Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dewasa ini sangat pesat dan. maju. Berbagai penemuan dan inovasi terus bermunculan sesuai dengan kebutuhan makhluk hidup yang terus bertambah, namun banyak dari penemuan tersebut yang masih mengandalkan energi fosil sebagai sumber penggeraknya, tetapi di sisi lain energi fosil akan semakin menipis dan lama-kelamaan akan habis jika digunakan dalam jangka waktu yang lama, hal ini disebabkan karena energi fosil terbentuk dengan membutuhkan jangka waktu yang sangat lama. Pada tabel 1.1 dibawah menunjukkan produksi energi dan cadangan milik Indonesia pada tahun 2015, dari tabel dapat dilihat bahwa cadangan energi fosil semakin sedikit dari tahun ke tahun Oleh karena itu diperlukan energi alternatif lain yang bisa menggantikan energi fosil. Selain sebagai sumber penggerak energi terbarukan ini juga harus ramah lingkungan sehingga dalam penggunaannya tidak menghasilkan polusi yang dapat merusak lingkungan sekitar. Tabel 1.1 Produksi Energi dan Cadangan Milik Indonesia Tahun 2015 Sumber : Cecilya, dkk, Outlook Energi Indonesia 2016, Dewan Energi Nasional 2016. No. Energi Fosil. Sumber Daya. Cadangan. 1. Minyak Bumi (Milyar Barel). 3,7. 3,6. 2. Gas Bumi (TSCF). 150,39. 101,54. 3. Batubara (Milyar Ton). 127. 32,2. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 2. Energi terbarukan saat ini sudah mulai dikembangkan dan dipakai dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya adalah energi angin yang banyak tersedia dan tidak dapat habis.Salah satu hal yang bisa dimanfaatkan dari tenaga angin adalah dengan mengubahnya menjadi energi listrik. Salah satu alat yang bisa dipakai untuk mengkonversi energi angin menjadi energi listrik adalah kincir angin, selain mudah untuk dibuat kincir angin juga sangat ekonomis dan mudah untuk diterapkan dalam masyarakat luas. Tabel 1.2 Sumber Daya Energi Baru dan Energi Terbarukan di Indonesia Sumber : Cecilya, dkk, Outlook Energi Indonesia 2016, Dewan Energi Nasional 2016. Jenis Energi. Sumber Daya. Kapasitas Terpasang. Pemanfaatan (%). Tenaga Air. 94.476 MW. 5.024 MW. 5,3%. Panas Bumi. 29.544 MW. 1.403,5 MW. 4,8%. Bio Energi. 32.000 Mw dan 200.000 bpd BBN. 1.740,4 MW. 5,4%. Surya. 4,80 kWh/m2/day 207,9 GW. 78,5 MW. Angin. 3 – 6 m/s 60 GW. 3,1 MW. Energi Laut. 61 GW Gelombang 1,995 MW Arus Laut 17,989 MW. 0,01 MW. Shale Gas. 574 TSCF. Coal Bed Methane (CBM). 465,7 TSCF.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 3. 1.2. Rumusan Masalah Pada penelitian ini, akan dibahas bagaimana pengaruh lebar maksimal sudu. terhadap unjuk kerja kincir angin dan efisiensi yang dihasilkan dengan menggunakan komposit sebagai bahan pembuatan kincir angin dan kelengkungan berdasarkan pipa pvc 8 inchi.. 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : a. Merancang dan membuat kincir angin poros horizontal bersudu tiga berbahan komposit dengan diameter 1 m, lebar maksimum 11 cm, 12 cm, dan 13 cm b. Mengetahui unjuk kerja kincir angin poros horizontal tiga sudu c. Mengetahui nilai koefisien daya tertinggi dari dua variasi kecepatan angin dan tiga variasi lebar maksimal. 1.4. Batasan-Batasan Masalah Dalam Pembuatan Alat Penelitian Batasan – batasan masalah yang digunakan dalam penelitian adalah : a. Kelengkungan sudu kincir angin dibuat berdasarkan kelengkungan pipa 8 Inchi b. Kincir angin dibuat menggunakan bahan komposit.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 4. c. Model kincir angin dibuat tipe propeller berjenis Horizonal Axiz Wind Turbine (HAWT) dengan jumlah sudu tiga berdiameter 1 m d. Jarak lebar maksimal dari pusat poros 15 centimeter e. Menggunakan variasi kecepatan angin 5,9 m/s dan 7,3 m/s f. Menggunakan tachometer untuk mengukur kecepatan poros (rpm) g. Menggunakan anemometer untuk mengukur kecepatan angin h. Lokasi penelitian adalah Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat penelitian adalah : a. Sebagai karya nyata dari mahasiswa yang dihasilkan dari proses perkuliahan dan dapat dipakai masyarakat luas b. Dapat dijadikan energi ramah lingkungan yang tidak menghasilkan polusi dan tidak akan habis karena energi angin merupakan energi terbarukan. c. Dapat diterapkan langsung oleh masyarakat di daerah yang mempunyai kecepatan angin sedang-tinggi dengan biaya terjangkau..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA. 2.1. Angin Energi angin merupakan salah satu energi terbarukan yang sangat mudah. dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, apalagi Indonesia berada di garis khatulistiwa yang mempunyai kecepatan angin tergolong tinggi sehingga sangat berpotensi untuk dimanfaatkan. Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara yaitu dari daerah yang memiliki suhu udara rendah menuju ke daerah yang memiliki suhu lebih tinggi atau dari daerah yang memiliki tekanan tinggi menuju daerah yang memiliki tekanan udara lebih rendah.Melihat perkembangan jaman yang semakin maju dan canggih tentunya sangat mungkin untuk memanfaatkan energi angin yang tersedia menjadi energi yang lebih mudah dipakai dalam bentuk energi listrik.Untuk pemanfaatan tenaga angin menjadi tenaga listrik diperlukan kriteria kecepatan angin yang sesuai agar mampu memutar kincir angin dan menghasilkan energi listrik.Berikut adalah tabel kriteria kecepatan angin pada ketinggian 10 meter di atas permukaan tanah. Dari kelas angin pada tabel, yang dapat digunakan untuk menggerakkan kincir adalah antara angin kelas 3 – 8.. 5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 6. Tabel 2.1 Tingkat Kecepatan Angin Sumber : http://s2.wahyudiharto.com/2009/01/opini-alternatif-energi-listrik.html Kelas Kecepatan Kondisi Alam di Daratan Angin Angin (m/s) 1. 0,00 - 0,02. --------------------------------. 2. 0,3 - 1,5. Angin bertiup, asap lurus keatas. 3. 1,6 - 3,3. Asap bergerak mengikuti arah angin. 4. 3,4 - 5,4. Daun bergoyang, petunjuk arah angin bergerak. 5. 5,5 - 7,9. Debu jalanan dan kertas beterbangan. 6. 8,0 - 10,7. Ranting pohon bergoyang, bendera berkibar. 7. 10,8 - 13,8. Ranting pohon besar bergoyang, air kolam bergoyang kecil. 8. 13,9 - 17,1. Ujung pohon melengkung, hembusan angin terasa di telinga. 9. 17,2 - 20,7. Dapat mematahkan ranting pohon. 10. 20,8 - 24,2. Dapat mematahkan ranting pohon, rumah rubuh. 11. 24,5 - 28,4. Dapat merubuhkan rumah dan menimbulkan kerusakan. 12. 28,5 - 32,5. Dapat menimbulkan kerusakan parah. 13. 32,6 - 42,3. Angin Topan. 2.1.1 Jenis-Jenis Angin 1.. Angin Tetap Angin tetap adalah angin yang mempunyai arah hembus yang sama setip. tahunnya, angin tetap dibagi menjadi dua, yaitu angin pasat yang berhembus dari daerah subtropik menuju ke equator atau khatulistiwa. Sedangkan yang kedua adalah angin antipasat yaitu angin yang berhembus dari daerah equator menuju daerah subtropik..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 7. 2.. Angin Laut Angin laut adalah angin yang bertiup dari laut menuju darat, angin laut. terjadi pada siang hari. Angin laut terjadi karena lautan mempunyai sifat lambat menerima panas dan lambat melepaskannya. Pada kondisi ini maka lautan akan memiliki suhu udara yang rendah tetapi bertekanan tinggi (maksimum) sedangkan daratan memiliki suhu udara tinggi tetapi bertekanan rendah (minimum) sehingga terjadi aliran udara dari laut menuju darat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1.. 3.. Angin Darat Angin darat adalah angin yang bertiup dari darat menuju laut, angin darat. terjadi pada malam hari dan biasa dimanfaatkan nelayan untuk berangkat mencari ikan di lautan dengan memanfaatkan aliran angin tersebut. Angin darat terjadi karena daratan mempunyai sifat cepat menerima panas dan cepat menerima dingin sehingga pada malam hari daratan akan menjadi lebih dingin dibandingkan lautan. Pada kondisi ini maka daratan akan memiliki tekanan yang tinggi (maksimum) sedangkan lautan memiliki tekanan yang rendah (minimum) sehingga terjadi aliran udara dari darat menuju laut seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 8. Gambar 2.2 Angin darat Gambar 2.1 Angin laut Sumber : http://www.berpendidikan.com/2015/06/macam-macam-angin -beserta-contoh-gambar-dan-penjelasannya.html. 4.. Angin Muson Angin muson adalah angin yang terjadi karena adanya perbedaan tekanan. udara antara benua Australia yang cenderung kering dan benua Asia yang memiliki banyak perairan. Pada bulan Oktober sampai April matahari berada di bagian langit selatan yang menyebabkan benua Australia mendapatkan panas yang lebih dibandingkan benua Asia. Hal ini menyebabkan tekanan udara benua Australia rendah dan tekanan udara benua Asia tinggi sehingga terjadi hembusan udara dari benua Asia menuju benua Australia dan menyebabkan Indonesia mengalami musim penghujan, angin ini disebut dengan angin muson barat..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 9. Gambar 2.3 Angin muson Sumber : http://www.donisetyawan.com/pola-pergerakan-anginmuson-di-indonesia/. Sedangkan pada bulan April hingga Oktober matahari akan berada di bagian langit utara yang menyebabkan benua Asia mendapatkan panas yang lebih dibandingkan benua Australia sehingga benua Asia mengalami tekanan udara yang rendah dan tekanan udara di benua Australia tinggi. Karena perbedaan tekanan udara ini maka angin akan berhembus dari benua Australia menuju benua Asia dan disebut dengan angin muson timur, angin muson timur menyebabkan Indonesia mengalami musim kemarau.. 5.. Angin Lembah Angin lembah adalah angin yang berhembus dari lembah menuju gunung.. Angin lembah terjadi ketika suhu di gunung panas (tekanan rendah) karena mendapatkan sinar matahari pada pagi dan siang hari sedangkan suhu udara di bagian lembah masih rendah (tekanan tinggi) sehingga terjadi aliran udara dari lembah menuju gunung seperti pada gambar 2.4..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 10. 6.. Angin Gunung Angin gunung adalah angin yang terjadi akibat tekanan udara di gunung. lebih rendah daripada di lembah sehingga angin berhembus dari gunung menuju lembah. Hal ini terjadi ketika sore hari gunung telah mendingin sedangkan udara di lembah masih panas (proses melepas panas) sehingga terjadi aliran udara dari gunung menuju lembah seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4.. Gambar 2.4 Angin lembah dan angin gunung Sumber : http://www.ensiklopedipendidikan.com/2017/01/pengertian-angingunung-dan-angin-lembah-beserta-proses-terjadinya.html. 2.2. Kincir Angin Kincir angin adalah sebuah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi. angin menjadi energi gerak atau mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan tersebut dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan yang dapat membantu dan memudahkan pekerjaan manusia. Pemanfaatan energi angin ini sangat beragam mulai dari memompa air untuk keperluan irigasi petani dan dialirkan ke sawah, menggiling hasil petanian dengan mesin penggiling yang menggunakan energi angin sebagai sumber energi utamanya sampai pembangkit listrik tenaga angin.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 11. yang sudah banyak dikembangkan di berbagai negara. Menurut porosnya kincir angin dibagi menjadi dua yaitu kincir angin poros horizontal dan kincir angin poros vertikal.. 2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal Kincir angin poros horizontal atau Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) adalah jenis kincir angin yang mempunyai poros utama sejajar dengan tanah dan putarannya berorientasi horizontal. Kincir angin ini dapat berputar karena adanya gaya aerodinamis yang bekerja pada sudu dan memutar generator, kincir angin poros horizontal memiliki jumlah sudu dua maupun lebih. Beberapa contoh gambar dari jenis kincir angin poros horizontal dapat dilihat pada gambar 2.5. Kincir angin poros horizontal juga mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelebihan kincir angin poros horizontal : a. Efisiensi tinggi karena sudu bergerak tegak lurus dengan arah datangnya angin sehingga selalu menerima daya sepanjang putaran. b. Tidak memerlukan karakter angin khusus karena arah angin langsung menuju rotor c. Dapat menangkap kecepatan angin berkecepatan tinggi karena penempatan turbin berada di puncak tower d. Aman karena posisi sudu berada tinggi diatas permukaan tanah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 12. Kekurangan kincir angin poros horizontal : a. Butuh mekanisme tambahan untuk menyesuaikan kincir terhadap arah angin yang datang b. Konstruksi yang sulit karena harus mempertimbangan pemasangan turbin dan kekuatan poros c. Membutuhkan pengontrol kecepatan agar putaran tidak terlalu tinggi yang dapat mempercepat kerusakan turbin dan gearbox. Gambar 2.5 Kincir angin poros horizontal Sumber : http://mit.ilearning.me/kincir-angin-pembangkit-listrik/.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 13. 2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal Kincir angin poros vertikal atau Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) adalah jenis kincir angin yang mempunyai poros utama tegak lurus dengan tanah dengan posisi bilah memanjang dari atas ke bawah. Kincir angin ini dapat menerima angin dari segala arah kecuali dari bawah dan atas, karena posisi porosnya yang tegak lurus dengan tanah memungkinkan generator dipasang pada permukaan tanah sehingga memudahkan pengerjaan konstruksi dan perawatan bagiannya. Karena posisinya yang dekat dengan permukaan tanah ini membuat kincir angin ini membutuhkan tenaga angin dengan kecepatan yang cenderung lebih tinggi. Contoh gambar kincir angin poros vertikal dapat dilihat pada gambar 2.6. Kincir angin poros vertikal juga mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelebihan kincir angin poros vertikal : a. Konstruksi dan pemasangan mudah karena posisinya dekat dengan permukaan tanah. b. Dapat menerima angin dari segala arah tanpa harus menyesuaikan arah datangnya angin. c. Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah. Kekurangan kincir angin poros horizontal : a. Bekerja pada putaran rendah sehingga energi yang dihasilkan hanya sedikit..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 14. b. Konstruksi yang berada dekat dengan permukaan tanah maka harus memikirkan faktor keselamatan agar tidak mencelakai.. Gambar 2.6 Kincir angin poros vertikal Sumber : http://benergi.com/jenis-turbin-angin-lengkap-dengan-kekurangan-dankelebihannya. 2.3. Grafik Hubungan Antara Cp dan tip speed ratio (tsr) Menurut Albert Betz seorang ilmuan Jerman bahwa koefisien daya. maksimal dari kincir angin adalah sebesar 59%, dan batas maksimal daya maksimal itu disebut dengan Betz limit. Grafik hubungan antara Cp dan tip speed ratio (TSR) dapat dilihat pada gambar 2.7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 15. Gambar 2.7 Grafik hubungan Cp dengan tsr Sumber : http://www.windturbine-performance.com/www/BETZ%20LIMIT.htm. 2.4. Rumus Perhitungan Pada penelitian ini akan digunakan rumus-rumus untuk melakukan. perhitungan dari data yang didapat melalui percobaan dan analisis kincir angin yang diteliti.. 2.4.1 Rumus Energi Kinetik Energy kinetik adalah udara yang bergerak yang memiliki energy di dalamnya.Udara bergerak dikarenakan adanya perbedaan tekanan dan udara yang bergerak dari tekanan tinggi menuju tekanan rendah biasa disebut dengan angin. Energi Kinetik dirumuskan sebagai :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 16. Ek =. (1). Dengan : Ek. : Energi Kinetik (Joule). m. : Massa (kg). v. : Kecepatan angin (m/s). Daya adalah energi per satuan waktu, sehingga dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut : Pin =. ̇. (2). Dengan : P ̇. : Daya angin (watt) : Massa udara yang mengalir pada satuan waktu (kg/s) : Kecepatan angin (m/s). Dimana : ̇ Dengan : : Massa jenis udara (kg/m3) : Luas penampang sudu kincir (m2). (3).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 17. Dengan menggunakan persamaan (3), daya angin dapat dirumuskan sebagai berikut : Pin = Dan disederhanakan menjadi : Pin =. (4). 2.4.2 Rumus Perhitungan Tip Speed Ratio (tsr) Tip Speed Ratio adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir angin dengan kecepatan angin. Kecepatan ujung sudu (Vt) dapat dirumuskan sebagai : Vt =. (5). Dengan : Vt. : Kecepatan ujung sudu : Kecepatan sudut (rad/s). r. : Jari – jari kincir (m). sehingga tsr dapat dirumuskan sebagai berikut : tsr =. (6).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 18. Dengan : r. : Jari – jari kincir (m). n. : Putaran poros kincir (rpm). v. : Kecepatan angin (m/s). 2.4.3 Rumus Torsi Torsi adalah hasil kali dari gaya pembebanan (F) dengan panjang lengan torsi (l). Perhitungan torsi dapat dirumuskan sebagai berikut : T=. (7). Dengan : T. : Torsi (Nm). F. : Gaya pembebanan (N). l. : Panjang lengan torsi ke poros (m). 2.4.4 Rumus Daya Mekanis Daya mekanis adalah daya yang dihasilkan dari akibat adanya sudu – sudu yang mengkonversi energi kinetik dari hembusan angin menjadi daya mekanik berupa putaran poros pada kincir angin. Daya mekanis pada kincir dapat dirumuskan sebagai :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 19. Pmekanis =. (8). Dengan : P mekanis. : Daya yang dihasilkan kincir angin (watt). T. : Torsi (Nm) : Kecepatan sudut (rad/s) Satuan kecepatan sudut adalah radian per detik, satuan lain yang dapat. digunakan adalah revolusi per detik (rpm). Konversi yang menghubungkan kecepatan sudut dan kecepatan poros dapat dirumuskan sebagai berikut : (9) Dengan : n. : Putaran poros (rpm). Dengan mensubstitusikan persamaan 8 ke persamaan 9 diperoleh persamaan Pmekanis =. (10). 2.4.5 Rumus Koefisien Daya Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin). Secara teori koefisien daya dapat dirumuskan sebagai :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 20. Cp =. (11). Dengan : Cp. : Koefisien daya (%). Pin. : Daya yang disediakan angin. Pout. : Daya yang dihasilkan kincir. 2.5. Komposit Komposit merupakan jenis bahan baru hasil rekayasa yang menggabungkan. dua atau lebih bahan yang sifatnya berbeda, namun pada hasilnya bahan tersebut tetap terpisah secara bentuk maupun komposisi karena pada dasarnya unsur utama partikelnya tidak dapat dipisahkan.. 2.5.1 Tujuan Pembuatan Material Komposit Tujuan pembuatan komposit adalah : a. Menciptakan bahan dengan kekuatan dan kekakuan yang bagus tetapi bobotnya ringan. b. Memudahkan desain yang susah pada pembuatan manufaktur dengan kerumitan yang tinggi. c. Menciptakan bahan kuat tahan korosi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 21. 2.5.2 Properties Komposit Karakteristik dan sifat komposit dipengaruhi oleh faktor yang berkaitan dengan penyusun komposit tersebut, yaitu : a. Bentuk dan struktur bahan penyusun komposit b. Reaksi dan interaksi bahan penyusun c. Material dasar penyusun komposit 2.5.3 Klasifikasi Komposit 2.5.3.1 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Matriks Pada dasarnya komposit dapat dibagi kedalam tiga kelompok berdasarkan matriknya. Matrik sendiri berfungsi untuk perekat dan pelindung dari kerusakan. Berikut klasifikasi komposit berdasarkan matrik. Pada gambar 2.8 menunjukkan klasifikasi komposit berdasarkan matriksnya.. Gambar 2.8 Klasifikasi komposit berdasarkan matriknya Sumber : https://yudiprasetyo53.com/2011/12/04/aplikasi-biokomposit-padabidang-otomotif/.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 22. a.. Matrik Logam (Metal Matrix Composites - MMC) Metal Matrix Composites adalah jenis komposit yang menggunakan logam. sebagai matrik dan menggunakan serat sebagai penguatnya. Metal Matrix Composites mempunyai kelebihan dan kekurangan dibandingkan komposit yang menggunakan matrik lain. Kelebihan Metal Matrix Composites. a. Tahan terhadap temperatur tinggi dan tidak mudah terbakar b. Kekuatan terhadap tekanan geser yang tinggi c. Awet dan tahan aus sehingga bisa digunakan dalam jangka waktu yang panjang d. Transfer regangan dan tegangan yang baik Kekurangan Metal Matrix Composites. a. Biaya dalam proses pembuatan mahal b. Standarisasi material dan proses yang sedikit. b.. Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites - CMC) Ceramic Matrix Composites adalah jenis komposit yang menggunakan. keramik sebagai matrik. Ceramic Matrix Composites adalah komposit dengan 2 lapis, proses pertama sebagai reinforcement sedangkan proses kedua sebagai matrik. Reinforcement yang biasa digunakan pada Ceramic Matrix Composites.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 23. adalah nitrid, oksida dan carbide. Proses pembuatan yang biasa dilakukan untuk membuat komposit ini adalah reaksi oksidasi leburan logam agar terjadi pertumbuhan keramik yang digunakan sebagai penguat filler. Ceramic Matrix Composites memiliki kelebihan dan kekurangan dibandingkan komposit yang menggunakan matrik lain. Kelebihan Ceramic Matrix Composites . a. Permukaan komposit tahan aus b. Kekuatan komposit sangat tinggi hampir setara dengan cast iron c. Pada temperatur tinggi unsur kimianya stabil dan tahan pada penggunaan dengan temperatur yang tinggi. d. Dimensinya stabil sehingga sangat tidak mungkin berubah bentuk Kekurangan Ceramic Matrix Composites . a. Biaya dalam proses pembuatan mahal b. Sulit untuk diproduksi dalam jumlah besar c. Hanya bisa diaplikasikan pada sistem khusus. c.. Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites - PMC) Polimer Matrix Composites adalah jenis komposit yang menggunakan. polimer sebagai matrik. Polymer Matrix Composites adalah jenis komposit yang tersusun dari serat pendek yang berkelanjutan dan disatukan oleh polimer..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 24. Komposit ini terdiri dari dua bagian yaitu matrik dan bahan penguat yang selanjutnya dijadikan satu dan menjadi komposit. Polymer Matrix Composites memiliki kelebihan dan kekurangan dibandingkan komposit yang menggunakan matrik lain. Kelebihan Polymer Matrix Composites. a. Spesific strength dan stiffness tinggi b. Komposit yang dihasilkan ringan 1). Thermoplastic Thermoplastic adalah jenis plastik yang digunakan berulang dengan cara. dipanaskan dan dapat dibentuk ulang dan untuk membuatnya keras kembali cukup dengan didinginkan pada suhu ruangan biasa. Thermoplastic dapat melekat mengikuti penurunan suhu saat pendinginan, selain itu sifat thermoplastic adalah dapat meleleh pada suhu tertentu dan mempunyai sifat bisa mempunyai sifat aslinya (reversibel).. 2). Thermoset Termoset mempunyai sifat yang berkebalikan dengan thermoplastic, hal ini. dilihat dari sifat thermoset yang tidak dapat kembali ke bentuk semula apabila sudah dikeraskan walaupun menggunanakan suhu yang tinggi (irreversibel). Karena sifat termoset yang tidak dapat dibentuk kembali walaupun diberi panas maka thermoset sering digunakan untuk membuat komponen yang tahan panas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 25. seperti tutup ketel, apabila thermoset dipanaskan dengan suhu yang tinggi hanya akan membentuk arang dan terurai. Thermoset sangat sedikit digunakan dalam kehidupan sehari – hari dibandingkan dengan thermoplastik. Tabel 2.2 Kekuatan polimer Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Resin Thermoplastic -------------------Stiren : G.P. Dikopolimerkan Dengan Akrilonotril Resin ABS Nilon : Nilon 6 Nilon 66 Polietilen : Massa Jenis Tinggi Massa Jenis Rendah Polipropilen --Resin PVC : Kaku Dengan Pemlastis Poliasetal : Delrin Polikarbonat : --Politetrafluoroetilen : (Telfon) Baja Lunak -------------------Untuk Konstruksi 0,1 - 0,2% C. Kekuatan Tarik (kgf/mm2). Perpanjangan (%). Modulus Elastik (kgf/mm2 X 102). Kekuatan Tekan (kgf/mm2). Kekuatan Lentur (kgf/mm2). 4,5 - 6,3. 1,0 - 2,5. 2,8 - 3,5. 8 - 11,2. 6,9 - 9,8. 6,6 - 8,4 1,6 - 6,3. 1,5 - 3,5 10 - 140. 2,8 - 3,9 0,7 - 2,8. 9,8 - 11,9 1,7 - 7,7. 9,8 - 13,3 2,5 - 9,4. 7,1 - 8,4 4,9 - 8,4. 25 - 320 25 - 200. 1,0 - 2,6 1,8 - 2,8. 4,6 - 8,5 5 - 9,1. 5,6 - 11,2 5,6 - 9,6. 2,1 - 3,8 0,7 - 1,4. 15 - 100 90 - 650. 0,4 – 1 0,14 - 0,24. 2,2 ---. 0,7 ---. 3,3 - 4,2. 200 - 700. 1,1 - 1,4. 4,2 - 5,6. 4,2 - 5,6. 3,5 - 6,3 0,7 - 2,4. 2,4 - 4,2 ---. 5,6 - 9,1 0,7 - 1,2. 7 - 11,2 ---. 6,1 – 7. 2,0 -40 200 - 400 15 - 40 ext. 75. 2,4 - 2,8. 12,6. 8,4 - 9,8. 5,6 - 6,6. 60 - 100. 22. 7,7. 7,7 - 9,1. 1,4 - 3,1. 200 - 400. 0,4. 1,19. ---. 38. 30. 300. 38.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 26. Tabel 2.3 Kekuatan polimer Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Kekuatan Tarik (kgf/mm2). Perpanjangan (%). Modulus Elastik (kgf/mm2 X 102). Kekuatan Tekan (kgf/mm2). Kekuatan Lentur (kgf/mm2). Tanpa pengisi. 4,9 - 5,6. 1,0 - 1,5. 5,2 - 7. 7,0 - 21. 8,4 - 10,5. Dengan bubuk kayu. 4,5 – 7. 0,4 - 0,5. 5,6 - 12. 15,4 - 25,2. 5,9 - 8,4. Dengan asbes. 3,8 - 5,2. 0,18 - 0,5. 7,0 - 21. 14 - 24. 5,6 - 9,8. Dengan serat glass. 3,6 – 7. 0,2. 23,1. 12 - 24,0. 7,0 - 42. Dengan pengisi. ---. ---. ---. ---. ---. Dengan selulosa. 4,9 - 9,1. 0,6 - 1,0. 8,4 - 9,8. 17,5 - 30,1. 7 - 11,2. 4,2 - 9,1. 0,4 - 1,0. 7 - 10,5. 17,5 - 31. 7 - 11,2. (coran kaku). 4,2 - 9,1. <5. 2,1 - 4,2. 9,1 - 25. 5,9 - 16,1. Dengan serat glass. 17,5 - 2,1. 0,5 - 5,0. 5,6 - 14. 10,5 - 21. 7,0 - 28. 3,1 4,2. ---. ---. 14 - 21. 7,0 - 8,4. 2,8 - 9,1. 3,0 - 6,0. 2,4. 10,5 - 17,5. 9,3 - 14,7. 9,8 - 2,1. 4. 2,1. 21 - 26. 14 - 21. 2,8 - 3,5. ---. ---. 7,0 - 10,5. 7 - 9,8. Resin Thermoset -------------------Resin Fenol (Bakelit) :. Resin Melamin :. Resin Urea : Dengan selulosa Resin Poliester : Dengan pengisi. Dengan serat sintetik Resin Epoksi : Dengan pengisi (coran) Dengan serat glass Resin Silikon : Dengan serat glass. 2.5.3.2 Klasifikasi Komposit Berdasarkan Jenis Penguat Dalam pembuatan komposit dapat menggunakan berbaga jenis penguat yang berbeda sesuai dengan tujuan pembuatan komposit, pada gambar 2.9 dapat dilihat klasifikasi komposit berdasarkan jenis penguatnya..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 27. Gambar 2.9 Klasifikasi komposit berdasarkan penguatnya Sumber : https://yudiprasetyo53.com/2011/12/04/aplikasi-biokomposit-padabidang-otomotif/ Dilihat dari gambar 2.9 dapat diketahui bahwa secara garis besar klasifikasi komposit berdasarkan penguatnya yaitu : a. Particulate composite, komposit yang penguatnya berbentuk partikel b. Fibre composite, komposit yang penguatnya berbentuk serat c. Structural composite, komposit yang penguatnya merupakan gabungan dari beberapa material Agar lebih mudah dalam pemahaman terhadap bentuk dari penguat dapat dilihat gambar 2.10 yang menyajikan ilustrasi dari bentuk penguat komposit.. Gambar 2.10 Ilustrasi komposit berdasarkan penguatnya Sumber : http://slideplayer.info/slide/12130376/.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 28. a.. Partikel Sebagai Penguat (Particulate Composite) Dalam penggunaan partikel sebagai penguat komposit mempunyai beberapa. keuntungan yaitu : a. Kekuatan dapat seimbang pada berbagai arah b. Penguatan dan pengerasan dengan cara mengurangi dislokasi c. Dapat digunakan untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan material. Pada pembuatan komposit yang disusun reinforcement berbentuk partikel dapat dengan berbagai proses sepeti berikut : a. Stir Casting b. In-Situ Process c. Metalurgi Serbuk d. Spray Deposition e. Infiltration process Pada partikel yang digunakan sebagai penguat ini dibedakan menjadi dua berdasarkan panjang partikel yang digunakan. 1. Large Particle Pada jenis ini partikel harus berukuran kecil dan terdistribusi secara merata, dimana interaksi yang terjadi antara partikel dan matrik tidak terjadi dalam skala molekular atau atomik..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 29. 2. Dispersion Strengthened Particle Fraksipartikelnya sangat kecil, biasanya jarang lebih dari 3% dan ukuran lebih kecil yang hanya berkisar antara 10 – 250 nm.. b.. Fiber Sebagai Penguat (Fiber Composite) Titik utama kekuatan komposit berasal dari serat yang digunakan, sehingga. pemilihan serat sangat penting terhadap kekuatan komposit, hal ini dikarenakan apabila komposit mengalami tegangan akan terkena matrik terlebih dahulu dan diteruskan ke serat, sehingga serat akan menahan beban sampai titik maksimal kekuatan komposit. Dilihat dari peran serat yang sangat penting pada komposit mengharuskan serat mempunyai sifat modulus elastisitas dan tegangan tarik yang lebih tinggi dibanding matrik dari komposit tersebut. Berikut adalah syarat utama yang harus dimiliki fiber : a. Mempunyai tensile strength yang tinggi b. Nilai kekuatan fiber harus lebih tinggi dibanding matrik namun diameternya lebih kecil daripada matriknya sendiri. Aspek utama fiber dalam pembuatan komposit : a. Ukuran dan bentuk b. Orientasi dan konsentrasi c. Distribusi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 30. Pada jenis penguat yang menggunakan fiber ada beberapa macam jenis penempatan fiber yang digunakan sesuai kebutuhan. Pada gambar 2.11 ditunjukkan beberapa jenis penempatan fiber sebagai penguat pada komposit.. Gambar 2.11 Tipe serat fiber pada komposit Sumber : http://slideplayer.info/slide/11855127/. 1. Continous Fiber Composite Continous fiber composite memiliki susunan serat lurus yang panjang dan lurus. Jenis komposit ini paling umum dan banyak digunakan dalam kehidupan sehari – hari. Namun kekuatan antar lapisan pada komposit tipe ini ditentukan oleh matriknya sehingga komposit ini mempunyai kekurangan lemahnya kekuatan antar lapisan. 2. Woven Fiber Composite Susunan serat pada tipe ini memanjang namun tidak begitu lurus mengakibatkan serat tipe ini tidak mempunyai kekuatan dan kekakuan sebaik pada tipe continuous fiber..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 31. 3. Discontinuous Fiber Composite Discontinuous fiber composite merupakan komposit dengan serat yang pendek dan tersebar secara acak diantara matriknya. Karena tipe serat yang pendek dan acak ini kekuatan komposit tipe ini adalah sifat mekaniknya masih dibawah dibandingkan dengan serat lurus pada jenis serat yang memiliki tipe sama. Tipe komposit ini sering digunakan pada produksi skala besar karena biaya yang dibutuhkan dalam pembuatannya cenderung murah. 4. Hybrid Fiber Composite Tipe komposit ini merupakan gabungan antara tipe serat acak dan tipe serat lurus. Komposit jenis ini dibuat dengan maksud agar kekurangan dari kedua jenis komposit dapat diminimalisir dan menyatukan kelebihannya.. 2.6. Serat Serat adalah komponen yang digunakan untuk pengisi matrik dan berfungsi. melengkapi sifat yang tidak dimiliki matrik agar komposit mempunyai kekuatan untuk menahan gaya yang terjadi dan mempunyai sifat seperti yang diharapkan, selain itu serat juga memiliki fungsi untuk memperbaiki struktur dan sifat yang tidak dimiliki matrik agar menghasilkan komposit yang bagus..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 32. 2.6.1 Serat Alami Serat alami adalah jenis serat yang berasal dari alam seperti hewan, tumbuhan dan proses geologis. Karena alami serat ini dapat mengalami pelapukan. Jenis serat alami dapat dilihat pada gambar 2.12. a. Serat kayu, serat yang berasal dari batang tumbuhan berkayu b. Serat hewan, Serat ini didapat dari hewan dan tersusun atas protein tertentu. Contoh serat yang paling umum digunakan adalah bulu domba (wol) dan serat ulat (sutra) c. Serat mineral, umumnya dibuat dari asbestos. Asbestos adalah mineral yang secara alami mempunyai bentuk serat panjang. d. Serat tumbuhan, sering juga disebut dengan serat pangan yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa dan kadang mengandung lignin. Serat tumbuhan biasa digunakan untuk bahan pembuat tekstil dan kertas, serat tumbuhan yang biasa digunakan adalah kain ramie dan katun..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 33. Gambar 2.12 Jenis serat alam Sumber : http://pustakamateri.web.id/jenis-serat-tekstil-alami/. Gambar 2.13 Contoh serat alami Sumber : http://sarungpreneur.com/kerajinan-dari-bahan-alam-dari-nusantarayang-harus-kamu-tahu/.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 34. 2.6.2 Serat Sintetis Serat sintetis adalah serat buatan manusia yang umumnya berasal dari bahan petrokimia, Namun ada juga serat sintetis yang dibuat dari selulosa alami seperti crayon. Klasifikasi serat sintetis dapat dilihat pada gambar 2.14. Gambar 2.14 Jenis serat buatan Sumber : http://pustakamateri.web.id/jenis-serat-tekstil-sintetis/. 2.6.3 Serat Kaca Serat kaca sering disebut juga dengan serat gelas adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan diameter sekitar 0,005mm – 0,01 mm. Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain yang kemudian diresapi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 35. dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi dan dapat digunakan untuk membuat komponen. Contoh gambar serat kaca dapat dilihat pada gambar 2.15.. Gambar 2.15 Serat kaca Sumber : https://infoana.com/membuat-kerajinan-fiberglass/ Berikut adalah sifat-sifat serat kaca : a. Tahan korosi, api dan lembam b. Dimensi tidak mudah berubah (stabil) c. Density rendah (sekitar 2,55g/cc) d. Nilai stiffness rendah (70 GPa) e. Nilai tensile strength tinggi (sekitar 1,8 GPa) Keuntungan menggunakan serat kaca : a. Biaya produksi murah b. Tahan korosi dan tahan panas.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 36. Kerugian menggunakan serat kaca : a. Elongasi tinggi b. Kekuatannya rendah c.. Beratnya sedang. Serat kaca mempunyai beberapa jenis seperti E-glass, C-glass, dan S-glass.. Tabel 2.4 Sifat jenis – jenis fiber glass Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. No. Jenis Serat C-glass. E-glass. S-glass. 1. Isolator listrik yang baik. Tahan terhadap korosi. Modulus lebih tinggi. 2. Kekakuan tinggi. Kekuatan lebih rendah dari E-glass. Lebih tahan terhadap suhu tinggi. 3. Kekuatan tinggi. Harga lebih mahal dari E-glass. Harga lebih mahal dari E-glass. Tabel 2.5 Sifat serat Sumber : Tata Surdia, Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Ke-6 PT. Pradnya Paramita 2005. Serat Karbon (Dasar Rayon Viskus) Karbon* (Dasar PAN) Gelas (Jenis E) Baja Kevlar Nilon 66 Poliester. Kekuatan Tarik. Perpanjangan Patah. Massa Jenis. Modulus Young. Modulus Jenis. (GN/m2). (%). (g/cm3). (GN/M2). (MJ/Kg). 2. 0,6. 1,66. 350. 210. 1,8 3,2 3,5 3,2 0,9 1,1. 0,5 2,3 2 6,5 14 9. 1,99 2,54 7,8 1,44 1,14 1,38. 400 75 200 57 7 15. 200 30 26 40 6 11.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 37. 2.7. Matriks Matriks adalah bagian dalam komposit yang mempunyai komposisi volume. terbesar. Matriks dalam komposit mempunyai fungsi sebagai bahan pengikat serat agar struktur menjadi satu, mentransfer tegangan ke serat, melepaskan ikatan koheren permukaan matrik dan serat serta melindungi serat. Matrik harus mempunyai kecocokan sifat agar terjadi ikatan yang sesuai sehingga komposit mempunyai sifat sesuai dengan yang diinginkan.Matriks juga berfungsi melindungi komposit dari serangan lingkungan sekitar agar komposit tidak mudah aus dan dan dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama, salah satu serangan lingkungan luar adalah abrasi secara mekanikal. Jenis matriks untuk komposit PMC (Polymer Matrix Composites) adalah polimer dan resin.. 2.7.1 Resin Dalam dunia modern resin dikenal untuk semua komponen yang akan ditetapkan jadi lacquer keras atau enamel seperti barang jadi. Produk modern yang berisi resin merupakan senyawa organik seperti cat kuku, tetapi berbeda dengan resin tanaman yang tidak tergolong klasik. Resin sintetis seperti resin epoksi dan pengecoran resin juga sudah tergolong dalam resin karena komponen tersebut berfungsi untuk memperkuat sama halnya dengan resin tanaman..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 38. 2.7.2 Jenis – Jenis Resin Resin mempunyai banyak jenis yang digolongkan berdasar kebutuhan resin itu sendiri, hal ini terjadi karena dalam proses pembuatannya dan karakteristik dari resin tersebut berbeda. Berikut adalah contoh jenis resin :. a.. Resin Urea Resin urea adalah jenis resin termoset yang lewat reaksi formalin dan urea. dimana formaldehid (37 % formalin) dan urea bereaksi dalam alkali lunak dan netral. Resin urea mempunyai sifat lebih jelek dibanding resin yang lain seperti resin melamin, resin fenol dan resin yang lain dalam hal ketahanan dalam penggunaan, ketahanan air dan kestabilan dimensi 1.. Pencetakan Proses pencetakan yang dipakai yaitu proses pencetakan tekan, injeksi dan. pengalihan. Dalam proses pencetakan tekan, bahan diproses pada temperatur 130 – 150 0C, tekanan 150 – 300 kg/cm2 selama 30 – 40 detik per 1 mm ketebalan yang diukur dari benda cetakan. 2.. Penggunaan Pada aplikasi menggunakan benda cetakan kaku yang tahan terhadap. pelarut dan busur listrik, dapat diberi secara bebas, maka bahan ini dapat digunakan sebagai barang – barang kecil yang dapat digunakan sehari – hari seperti pelindung cahaya, soket dan barang dalam kehidupan lainnya..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 39. b.. Resin Melamin Resin melamin tergolong termasuk dalam golongan resin amino yang. dihasilkan dari proses polikondensasi antara melamin dan formaldehida, dibanding dengan resin formaldehida lainnya, resin melamin mempunyai keunggulan yakni tahan terhadap air, bahan kimia, dan goresan, kekerasan yang lebih baik, memliki warna transparan sehingga mudah dalam proses pewarnaan. 1.. Pencetakan Seperti halnya resin urea, resin melamin melalui proses pencetakan. tekanan, pengalihan dan injeksi. Suhu pencetakan 10 – 20 0C lebih tinggi daripada resin urea. Pada proses pencetakan standar digunakan temperatur pencetakan 150 – 170 0C, dan tekanan yang digunakan sebesar 150 – 250 kg/m2, waktu pencetakan selama 40 detik pada suhu 170 0C atau 1 menit pada suhu 160 0C per 1 mm tebal bahan. 2.. Penggunaan Barang yang dihasilkan dari resin melamin dapat diberi warna secara. bebas dan memiliki keunggulan seperti diatas. Penggunaan yang umum pada produk resin melamin adalah sebagai bagian komponen listrik, mekanik, dan alat – alat makan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 40. c.. Resin poliester Resin poliester tidak cocok untuk digunakan pada pekerjaan aramid dan. berserat karbon karena memiliki daya rekat yang rendah, namun resin ini memiliki harga yang relatif lebih murah dibandingkan dengan resin lainnya. Resin ini memiliki bentuk cair dan dengan viskositas relatif rendah, mengeras pada suhu kamar dengan katalis tanpa harus melakukan proses pemanasan dan tidak menghasilkan gas pada proses pencetakannya, maka tidak perlu diberi tekanan pada proses pencetakan. Karena sifat – sifat yang dimiliki, maka resin poliester sering digunakan untuk plastik penguat serat (FRP) dengan mengunakan serat gelas.. d.. Resin Poliuretan Resin poliuretan dihasilkan dari proses reaksi diisosianat dan senyawa. polihidroksi. Resin ini mempunyai sifat keras, baik dalam ketahanan terhadap abrasi, ketahanan pelarut dan minyak, karena mempunyai sifat tersebut maka resin poliuretan sering digunakan untuk bahan elastis, plastik busa, kulit sintetis, plastik busa dan lainnya. 1.. Sifat Sifat resin poliuretan bergantung pada bahan mentah yang dipilih sehingga. berbagai sifat yang diinginkan dapat dibuat. Tetapi sifat umum yang dimiliki resin poliuretan adalah kekuatan tarik, elastisitas dan kekuatan yang tinggi, tahan terhadap abrasi, penuaan minyak dan pelarut, selain itu sifat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 41. temperaturnya juga rendah sehingga menguntungkan, tetapi hal itu membuat resin poliuretan mudah terhidrolisa, relatif kurang kuat terhadap asam dan alkali, selain itu warnanya juga mudah luntur jika terkena panas atau cahaya. 2.. Penggunaan Resin poliuretan secara umum sering digunakan sebagai bahan busa dan. perekat, bahan perekat, serat dan kulit sintetis.. e.. Resin Epoksi Resin epoksi mengandung serat karbon, serat kaca, dan aramid atau kevlar. yaitu sejenis sintetis yang tahan panas dan benturan sehingga resin epoksi memiliki nilai dan kualitas tinggi, resin ini biasa digunakan untuk bidang pertahanan militer. Resin epoksi juga memiliki kandungan zat resin yang lebih tua dan sebagian bahan kandungannya berkualitas baik 1.. Pencetakan Saat ini produk dari resin epoksi kebanyakan merupakan kondensat dari. bisfenol A (4-4` dihidroksidifenil 2,2-propanon) dan epiklorhidin. Bisfenol A diganti dengan novolak atau senyawa tak jenuh, siklopentadien dan lainnya. Resin epoksi dapat direaksikan dengan pengeras sehingga mempunyai sifat yang baik dalam kekuatan mekanik dan kimianya. Sifat dari resin epoksi bergantung dari campuran, kondisi dan jenis pengeras yang digunakan. Jumlah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 42. campuran yang digunakan dengan resin epoksi dihitung dari ekuivalen epoksi (banyaknya resin yang mengandung 1 mol gugus epoksi dalam gram). 2.. Penggunaan Dalam penggunaannya sebagai perekat, resin epoksi dapat melekat cukup. kuat dengan semua plastik kecuali resin silikon, fluoresin, polietilen, dan polipropilen. Jenis yang lain adalah jenis yang paling sering digunakan. Resin epoksi paling umum digunakan dalam industri penerbangan, listrik dan konstruksi. Karena resin ini memiliki sifat yang kuat sebagai pelapis dan sifat kimia yang unggul terhadap ketahanan air, maka resin epoksi sering digunakan sebagai bahan cat lapisan berbagai bahan.. f.. Resin Fenol Resin fenol merupakan resin sintetis pertama yang digunakan komersial. dalam industri cat (coating surface) dan industri plastik. Resin fenol dihasilkan dari proses kondensasi fenol – fenol seperti kresol, klisenol dan lainnya dengan formadehida sehingga menghasilkan termoset. Resin fenol mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam penggunaannya, yaitu : Kelebihan resin fenol : . Memiliki sifat isolasi listrik yang baik. . Tahan panas dan tidak mudah terbakar. . Ketahanan asam yang tinggi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 43. . Proses pembentukan yang relatif mudah dan dimensi yang tidak mudah berubah karena penyusutan dan keretakannya rendah. Kekurangan resin fenol :. 2.8. . Daya tahan terhadap alkali rendah. . Proses pewarnaan susah, karena aslinya memiliki warna. Tinjauan Pustaka Triadiasworo, 2015, “Unjuk Kerja Kincir Angin Jenis American Multiblade. Dari Bahan Aluminium Sepuluh Sudu Dengan Tiga Variasi Pitch Angle”. Pada penelitian ini dibuat kincir angin American Multi-blade dari bahan aluminium dengan diameter 80 cm dan menggunakan tiga variasi pitch angle 100, 200, 300. Jumlah sudu kincir sebanyak 10 buah dan diuji dengan kecepatan angin yang tersedia pada wind tunnel (terowongan angin) yang digunakan. Dari penelitian disimpulkan kincir angin dengan pitch angle 300 menghasilkan nilai koefisien daya tertinggi yaitu sebesar 17% pada tip speed ratio 1,02..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 44. Sitorus, 2016, “Unjuk Kerja Kincir Angin Poros Horizontal Bersudu Tiga Bahan Komposit Diameter 1 M Lebar Maksimum 13 cm Dengan Jarak 12.5 cm Dari Pusat Poros”. Pada penelitian ini menggunakan kincir angin poros horizontal berjenis propeller dengan jumlah sudu 3 dan bahan komposit. Kecepatan angin yang digunakan yaitu 6.4 m/s, 8.3 m/s, dan 10.3 m/s. Dari penelitian dihasilkan koefisien daya dan tip speed ratio tertinggi pada kecepatan angin 6,4 m/s. Budiarto, 2014, “Uji Unjuk Kerja Turbin Angin Poros Horizontal 5 Sudu Dengan Berbagai Variasi Sudut Serang”. Penelitian ini berisi tentang pengujian kincir angin dengan jumlah sudu 5 dan menggunakan variasi sudut serang. Dari hasil pengujian antara sudut 00-900 dengan rentang 50 dapat disimpulkan bahwa sudut turbin angin horizontal 5 sudu yang dapat memberikan efisiensi optimal adalah sudut 150 dengan daya 0,003 watt..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN. 3.1. Diagram Penelitian Diagram penelitian ini menunujukkan langkah kerja yang dimulai dari. perencanaan dan perancangan hingga pengolahan data dan analisa data. Mulai. Perancangan sudu kincir angin. Pembuatan sudu kincir angin. Uji coba. Tidak. Pengambilan data berupa putaran poros (n), arus (I), beban torsi (m). Pengolahan data. Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan. Selesai Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin. 45.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 46. Langkah kerja dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.1 yang disajikan dalam bentuk diagram alir. Dalam melakukan penelitian kincir angin ini digunakan 3 jenis metode, yaitu : 1. Penelitian Kepustakaan (Library Research) Penelitian kepustakaan dilakukan dengan membaca literatur-literatur untuk menentukan landasan teori dan membuat latar belakang sehingga berhubungan tepat dengan penelitian yang dilakukan. Literatur yang digunakan harus memiliki hubungan yang erat dengan penelitian dan dapat dipertanggung jawabkan kebenarannya. 2. Pembuatan Alat Pembuatan Alat uji berupa kincir angin tipe propeller berjenis Horizonal Axiz Wind Turbine (HAWT) dengan jumlah sudu tiga yang dilakukan di Laboratorium Konversi Energi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Kincir angin yang sudah jadi kemudian dipasang pada wind tunnel yang telah tersedia, untuk tenaga angin dihasilkan dari fan blower yang digerakkan oleh motor listrik sehingga menghasilkan angin dan memutar kincir. 3. Pengamatan Secara Langsung (Observasi) Metode observasi ini dilakukan dengan cara mengamati secara langsung objek yang diteliti yaitu kincir angin tipe propeller bersudu tiga terpasang di wind tunnel dan melakukan pengambilan data untuk diolah.. yang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 47. 3.2. Rangkain Alat Pengujian Pada proses pengujian data digunakan berbagai komponen dan alat yang. dirangkai untuk proses pengambilan data. Pada gambar 3.2 berikut menunjukkan skema rangkaian yang digunakan pada proses pengujian.. Gambar 3.2 Skema rangkain pengujian. 3.3. Alat dan Bahan Pada penelitian dan pengujian kincir angin bersudu tiga ini digunakan. beberapa alat dan bahan untuk mempermudah proses penelitian dan pengambilan data yang dilakukan. 1. Sudu kincir angin Sudu kincir angin menentukan daerah yang terkena energi angin sehingga sudu berputar dan menggerakkan generator dan bisa menghasilkan energi listrik, dalam penelitian ini sudu yang digunakan mempunyai ukuran.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 48. panjang yang sama tetapi ukuran lebar maksimal berbeda dengan 3 variasi. Pada gambar 3.3 dan gambar 3.4 menunjukkan gambar sudu kincir angin dari tampak depan dan belakang.. Gambar 3.3 Sudu kincir angin lebar maksimal 11 cm, 12 cm, dan 13 cm tampak depan. Gambar 3.4 Sudu kincir angin lebar maksimal 11 cm, 12 cm, dan 13 cm tampak belakang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 49. 2. Dudukan sudu Dudukan sudu merupakan salah satu komponen yang penting karena digunakan untuk memasang sudu dan mengatur tingkat kemiringan sudu agar terpaan angin yang mengenai sudu dapat efisien dan menyebabkan sudu berputar dengan baik. Dudukan sudu ini memiliki 12 lubang yang bisa disesuaikan sesuai kebutuhan jumlah sudu yang akan diuji, selain itu kemiringan sudu juga dapat disesuaikan dengan cara memutar sudu yang sudah dipasang pada lubang dan tinggal menyesuaikan agar angin yang mengenai sudu dapat memutar sudu dengan efisien. Pada gambar 3.5 berikut menunjukkan gambar sudu yang telah dipasang pada dudukan sudu.. Gambar 3.5 Sudu yang terpasang pada dudukan sudu.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 50. 3. Fan blower Fan blower adalah salah satu komponen yang berfungsi untuk menghisap udara sehingga udara mempunyai kecepatan dan dapat memutar kincir. Fan blower yang digunakan dalam pengujian memiliki power sebesar 15 Hp. Pada gambar 3.6 menunjukkan bentuk dari fan blower.. Gambar 3.6 Fan blower. 4. Tachometer Tachometer adalah salah satu komponen yang digunakan untuk mengukur kecepatan putaran poros kincir yang mempunyai satuan rpm (rotation per minute). Tachometer yang digunakan berjenis digital light tachometer. Tachometer ini mempunyai 3 bagian yaitu sensor infra merah, pengolah data dan layar penampil yang menampilkan angka pengukuran putaran. Gambar dari tachometer ditunjukkan pada gambar 3.7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 51. 5. Timbangan digital Timbangan digital digunakan untuk mengetahui besarnya pembebanan di generator saat kincir angin berputar. Timbangan digital ini mempunyai satuan kilogram dan dipasang di bagian lengan generator yang berhubungan dengan putaran generator. Gambar 3.8 menunjukkan gambar dari timbangan digital.. Gambar 3.7 Tachometer. Gambar 3.8 Timbangan digital. 6. Amperemeter Amperemeter digunakan untuk mengukur besarnya arus yang dihasilkan oleh kincir angin dalam setiap pengambilan data, amperemeter harus disesuaikan dulu besaran dan satuannya. Gambar 3.9 menunjukkan bentuk amperemeter..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 52. 7. Anemometer Anemometer berfungsi untuk mengetahui besarnya kecepatan angin dan satuannya bisa ditentukan sesuai dengan kebutuhan, sehingga sebelum anemometer digunakan harus disetel terlebih dahulu satuannya.Gambar 3.10 menunjukkan gambar anemometer.. Gambar 3.9 Amperemeter. Gambar 3.10 Anemometer. 8. Potensio Potensio berfungsi untuk mengatur besarnya pembebanan yang akan diberikan kepada kincir angin.. Gambar 3.11 Potensio.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 53. 9. Pembebanan. Gambar 3.12 Skema pembebanan. 3.4. Desain Kincir Pada penelitian ini ada 3 desain kincir angin yang mempunyai lebar. maksimal 11 cm, 12 cm, dan 13 cm dan panjang diameternya 1 m. Pada gambar 3.13 sampai 3.15 berikut menampilkan gambar desain kincir angin dengan lebar maksimal berturut – turut 11 cm, 12 cm dan 13 cm.. Gambar 3.13 Desain sudu kincir angin lebar maksimal 11 centimeter.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 54. Gambar 3.14 Desain sudu kincir angin lebar maksimal 12 centimeter. Gambar 3.15 Desain sudu kincir angin lebar maksimal 13 centimeter. 3.5. Pembuatan Sudu Kincir Angin Setelah desain kincir angin dibuat maka proses pembuatan sudu kincir angin. dilakukan, beberapa proses dilakukan agar kincir angin dapat diproduksi dengan baik dan mempunyai aspek – aspek seperti yang diinginkan. Berikut adalah proses dalam pembuatan sudu kincir angin :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. 55. A. Pembuatan Cetakan Pipa 1.. Membuat cetakan kertas Cetakan desain kincir dibuat terlebih dahulu menggunakan kertas agar mempermudah proses pembentukan pipa, dalam hal ini digunakan kertas karton yang telah diberi gambar desain kincir untuk selanjutnya dipotong sesuai dengan pola.. 2.. Memotong pipa diameter 8 inchi menjadi panjang 50 cm Pipa yang dipotong akan dijadikan sebagai cetakan dalam pembuatan sudu kincir angin, dalam hal ini dipilih pipa 8 inchi karena mempunyai. kelengkungan. yang. sesuai. dengan. kriteria. kelengkungannya. Pipa dipotong dengan menggunakan grinda agar proses pengerjaannya cepat, Setelah pipa dipotong selanjutnya dibelah menjadi dua menggunakan grinda agar proses mengambar dari cetakan kertas ke pipa mudah dilakukan. 3.. Pembentukan pipa dengan cetakan kertas Kertas desain yang telah dipotong sesuai pola selanjutnya ditempelkan pada pipa dan dan digambar pada pipa dengan menggunakan spidol agar pada pipa terdapat pola desain kincir angin yang akan dibuat. Setelah pipa digambar pola sesuai desain selanjutnya pipa dipotong menggunakan gerinda sesuai pola yang ada agar bentuk pipa sesuai dengan desain kincir angin yang dibuat..