Pengaruh jarak rangkain dua buah kincir air savonius terhadap efisiensi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. PENGARUH JARAK RANGKAIAN DUA BUAH KINCIR AIR SAVONIUS TERHADAP EFISIENSI Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan Mencapai derajat Sarjana S-1. Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin. Diajukan oleh. Jati Wijaya NIM : 145214072. PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA 2018. i.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. THE EFFECT OF DISTANCE RANGE TWO SAVONIUS WATER WHEEL ON EFICIENCY. An Undergraduate Thesis As partial fulfillment of the requirement to obtain the Sarjana Teknik degree in Mechanical Engineering. By : JATI WIJAYA 145214072. DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 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 Perkembangan teknologi mengakibatkan kebutuhan energi listrik semakin meningkat. Sumber penghasil listrik utama di Indonesia masih menggunakan bahan bakar fosil, sedangkan kita tahu bahwa energi fosil itu terbatas. Maka dari itu diperlukan pemanfaatan sumber energi terbarukan sebagai solusi. Salah satu yang dapat dimanfaatkan adalah energi air. Salah satu media yang dapat digunakan untuk memanfaatkan energi air tersebut adalah kincir. Kincir jenis Savonius dapat menjadi pilihan karena dapat bekerja pada kecepatan aliran air yang rendah, sehingga dapat dipasang di berbagai tempat. Penelitian ini bertujuan untuk mencari tahu berapa jarak yang tepat untuk rangkaian pemasangan dua buah kincir savonius agar keduanya bekerja dengan optimal. Dalam penelitian ini digunakan dua buah kincir Savonius tipe poros vertikal dua sudu dengan ukuran yang sama. Dengan variasi jarak yang digunakan 5 hingga 8 x jari-jari, dengan kincir yang dipasang di depan berputar bebas dan diberi beban. Penelitian ini dilakukan pada aliran sungai, namun menggunakan saluran air agar kecepatan air dapat tetap stabil. Kecepatan aliran air yang digunakan adalah 1,1 m/s. Digunakan timbangan digital untuk mengukur beban yang diberikan pada kincir, dan tachometer untuk mengukur putaran poros. Dari penelitian ini didapatkan hasil pada jarak 8 x jari-jari dan kincir yang berada di depan tidak diberi beban maka kincir yang dipasang di belakang dapat menyamai kinerja kincir optimal. Kincir optimal adalah kincir yang dipasang tunggal sehingga tidak terpengaruh rangkaian. Nilai koefesien daya maksimal kincir optimal adalah 0,232 pada TSR 0,714 dan koefesien torsi maksimal 0,551. Sementara itu nilai koefesien daya maksimal pada jarak 8 x jari-jari adalah 0,230 pada TSR 0,7 dan koefesien torsi maksimal 0,551.. vii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. ABSTRACT The development of technology make electrical energy required increased. The main sources of electricity in Indonesia are still using fossil fuels, whereas we know that fossil energy is limited. Therefore it is necessary to use renewable energy sources as a solution. One that can be utilized is water energy. One medium that can be used to utilize the water energy is a wheel. Savonius water wheel can be an option because it can work at low water flow rates. So it can be installed in various places. This study aims to find out how the right distance for the series instalation of two Savonius water wheel so it can work optimally. In this study used two vertical shaft type Savonius water wheel with two blades and with the same size. With variations of distance used are 5 to 8 x radius of wheel. With the front wheel is spinning free and loaded. This research was conducted on river flow, but using water channel to keep the water velocity steady. The water flow rate used is 1,1 m/s. Used digital scales to measure the load given on the wheel, and tachometer to measure the spin axis. From this research obtained at a distance 8 x radius and the front wheel is not loaded, the back wheel can match the optimum performance of the wheel. The optimal water wheel is water wheel that is single installed so it is not affected by series instalation. The maximum coefficient of power the optimal water wheel is 0,232 at 0,714 TSR and the maximum coefficient of torque is 0,551. While the maximum coefficient of power value at a distance of 8 x radius is 0,230 at 0,70 TSR and the maximum coefficient of torque is 0,551.. viii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yang berjudul “Pengaruh Jarak Rangkaian Dua Buah Kincir Air Savonius Terhadap Efisiensi”. Tujuan penulisan skripsi ini adalah sebagai syarat untuk memperoleh Ijazah maupun gelar S1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Berkat bimbingan, nasihat dan doa yang diberikan oleh berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan maksimal dan tepat waktu. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis menucapkan terima kasih 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, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.. 3.. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si. selaku pembimbing tugas akhir.. 4.. Doddy Purwadianto S.T., M.T., selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi, Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta, yang mengijinkan dan memfasilitasi dalam melakukan penelitian.. 5.. Budi Setyahandana, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.. 6.. Seluruh Pengajar dan Tenaga Kependidikan Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan berbagai ilmu pengetahuan yang sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini.. ix.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i TITLE PAGE .................................................................................................................. ii LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................................... iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ......................................................................... v LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ...................................... vi ABSTRAK ..................................................................................................................... vii ABSTRACT .................................................................................................................. viii KATA PENGANTAR .................................................................................................... ix DAFTAR ISI ................................................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... xiii DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xv DAFTAR SIMBOL ...................................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah .............................................................................................. 3 1.3 Batasan Masalah.................................................................................................... 3 1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................................. 4 1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................................ 4 BAB II DASAR TEORI DAN KEPUSTAKAAN ........................................................ 5 2.1 Dasar Teori ............................................................................................................ 5 A. Energi Air .................................................................................................. 5 B. Jenis Aliran Fluida ( air ) .......................................................................... 7 C. Aliran di Dalam Pipa ................................................................................. 8 D. Kincir Air .................................................................................................. 9 E. Rotor Savonius ........................................................................................ 11 2.2 Tinjauan Pustaka ................................................................................................. 14. xi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN .............................................................................. 15 3.1 Skematik Penelitian............................................................................................. 16 3.2 Alat dan Bahan Penelitian ................................................................................... 18 A. Spesifikasi dan Keterangan Alat ............................................................. 18 B. Alat Pendukung Penelitian ...................................................................... 26 3.3 Penelitian ............................................................................................................. 27 A. Alur Penelitian ........................................................................................ 27 B. Langkah Penelitian dan Pengambilan Data ............................................. 28 BAB IV HASIL PENELITIAN .................................................................................... 30 4.1 Data Hasil Penelitian ........................................................................................... 30 4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ...................................................................... 32 4.3 Tabel Hasil Pengolahan Data ............................................................................. 34 4.4 Grafik Hasil Perhitungan..................................................................................... 39 4.5 Pembahasan ......................................................................................................... 47 4.6 Perbandingan Data Hasil Penelitian .................................................................... 48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................ 50 5.1 Kesimpulan ......................................................................................................... 50 5.2 Saran .................................................................................................................... 50 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 52. xii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Aliran di dalam pipa .................................................................................. 8. Gambar 2.2. Jenis Kincir vertikal axis ......................................................................... 10. Gambar 2.3. Jenis Kincir horizontal axis ..................................................................... 10. Gambar 2.4. Gambar sederhana rotor savonius ........................................................... 11. Gambar 2.5. Skema Rotor Savonius ............................................................................ 12. Gambar 3.1. Bagian utama set up spesimen penelitian ................................................ 15. Gambar 3.2. Gambar skema proses penelitian berlangsung ........................................ 16. Gambar 3.3. skema rasio gap yang digunakan ............................................................. 17. Gambar 3.4. konstruksi rotor secara menyeluruh ........................................................ 18. Gambar 3.5. Saluran air berbentuk segi empat sama sisi............................................. 19. Gambar 3.6. Gambar Saluran air terbuat dari akrilik 5mm sepanjang 2 meter ........... 20. Gambar 3.7. Skema tangki air yang digunakan ........................................................... 21. Gambar 3.8. Gambar tangki penampung air ................................................................ 22. Gambar 3.9. Gambar tangki penampung air. (a) tampak atas (b) tampak depan ..................................................................................... 23. Gambar 3.10 Skema rem pemberi beban ..................................................................... 24 Gambar 4.1. Grafik hubungan antara Torsi dengan kecepatan putar kincir pada Rasio Gap = 5 .......................................................................................... 39. Gambar 4.2. Grafik hubungan antara Torsi dengan kecepatan putar kincir pada Rasio Gap = 6 .......................................................................................... 40. xiii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. Gambar 4.3. Grafik hubungan antara Torsi dengan kecepatan putar kincir pada Rasio Gap = 7 .......................................................................................... 40. Gambar 4.4. Grafik hubungan antara Torsi dengan kecepatan putar kincir pada Rasio Gap = 8 .......................................................................................... 41. Gambar 4.5. Grafik hubungan antara Koefesien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 5 ............................................................ 42. Gambar 4.6. Grafik hubungan antara Koefesien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 6 ............................................................ 42. Gambar 4.7. Grafik hubungan antara Koefesien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 7 ............................................................ 43. Gambar 4.8. Grafik hubungan antara Koefesien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 8 ............................................................ 43. Gambar 4.9. Grafik hubungan antara Koefesien Torsi (Ct) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 5 ............................................................ 44. Gambar 4.10 Grafik hubungan antara Koefesien Torsi (Ct) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 6 ............................................................ 45 Gambar 4.11 Grafik hubungan antara Koefesien Torsi (Ct) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 7 ............................................................ 45 Gambar 4.12 Grafik hubungan antara Koefesien Torsi (Ct) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 8 ............................................................ 46. xiv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Energi Terbarukan Yang Digunakan Di Indonesia ................................... 2. Tabel 3.1. Tabel spesifikasi rotor ............................................................................. 18. Tabel 3.2. Tabel alat bantu yang digunakan dalam penelitian ................................. 26. Tabel 4.1. Tabel hasil data kincir dipasang tunggal (hasil optimum) ...................... 30. Tabel 4.2. Tabel hasil data penelitian dimana kincir 1 berputar bebas .................... 31. Tabel 4.3. Tabel hasil data penelitian dimana kincir 1 diberi beban menggunakan belt ................................................................................... 31. Tabel 4.4. Tabel Pengolahan Data Kincir yang Bekerja Tunggal (optimal) ............ 34. Tabel 4.5. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 5, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban)................................................................................. 35. Tabel 4.6. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 6, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban)................................................................................. 35. Tabel 4.7. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 7, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban)................................................................................. 36. Tabel 4.8. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 8, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban)................................................................................. 36. Tabel 4.9. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 5, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280) ......................................................................................... 37. Tabel 4.10. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 6, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280) ......................................................................................... 37. Tabel 4.11. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 7, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280) ......................................................................................... 38. Tabel 4.12. Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 8, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280) ......................................................................................... 38. Tabel 4.13. Tabel perbandingan dimensi kincir dari referensi dan yang digunakan dalampenelitian...................................................................... 48. Tabel 4.14. Tabel data hasil penelitian dari referensi ................................................ 49. Tabel 4.15. Tabel data hasil penelitian dari peneltian ................................................ 49. xv.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. DAFTAR SIMBOL 𝜌. = massa jenis fluida (kg/m3 ). 𝐸𝐾. = Energi kinetik (Joule). U. = kecepatan aliran fluida (m/s). 𝐸𝑃. = Energi potensial (Joule). h. = ketinggian (m). g. = percepatan gravitasi (m/s2). 𝐸𝑀. = Energi Mekanik (Joule). Re. = Reynol Number. 𝐷ℎ. = diameter hidrolik (m). Lh. = entrance lenght (m). α. = rasio ukuran kincir savonius optimum (H/D). H. = tinggi rotor (m). D. = diameter rotor (m). 𝛽. = rasio overlap. λ. = Tip Speed Ratio. 𝜔. = kecepatan sudut (rad/s). Cp. = koefesien daya. Ct. = Koefesien torsi. 𝑇. = torsi (N/m). F. = gaya yang dihasilkan yaitu beban dikalikan dengan gravitasi (N). xvi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. L. = panjang lengan torsi (m). 𝑃. = Daya (W). ɳ. = Efisiensi kincir Savonius (%). Rasio Gap. = Rasio jarak. X. = Jarak antar kincir (m). R. = Jari-jari (m). xvii.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah Biaya listrik di Indonesia semakin lama semakin meningkat. Seiring berkembangnya teknologi semakin banyak pula sumber daya listrik yang diperlukan. Tidak bisa dipungkiri bahwa energi listrik sudah menjadi hal pokok dalam kehidupan sehari-hari masyarakat Indonesia, karena dengan adanya energi listrik dapat mempermudah pekerjaan masyarakat Indonesia. Sumber daya listrik utama di Indonesia masih menggunakan bahan bakar fosil, sedangkan kita tahu bahwa fosil yang selama ini kita gunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik semakin lama semakin menipis dan diperlukan waktu yang cukup lama supaya alam dapat kembali menyediakan energi fosil ini. Banyak sumber daya alam di Indonesia yang sebenarnya dapat kita manfaatkan secara optimal untuk menghasilkan energi listrik. Contohnya seperti energi angin, energi air, energi surya dan lainnya. Selain untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang semakin hari semakin meningkat, pemanfaatan energi terbarukan juga dapat mengurangi polusi karbon dioksida yang mengakibatkan pemanasan global. Salah satu energi terbarukan di Indonesia yang dapat dioptimalkan adalah pembangkit listrik tenaga air. Dengan banyaknya sungai dan bendungan yang ada di Indonesia maka kincir air menjadi salah satu pembangkit listrik tenaga air yang perlu diperhitungkan, salah satunya adalah kincir air jenis Savonius. Menurut Direktur Jendral Sumber Daya Air, Mudjiadi, potensi tenaga air di seluruh Indonesia sekitar 94.000 MW namun pemanfaatannya untuk penyediaan listrik baru mencapai sekitar 5% atau 5000 MW.. 1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. Tabel 1.1 Energi Terbarukan Yang Digunakan Di Indonesia Jenis Energi Tenaga Air Panas Bumi Bio Energi. Surya. Angin. Energi Laut Shale Gas. Kapasitas. Pemanfaatan. Terpasang. (%). 94.476 MW. 5.024 MW. 5,3%. 29.544 MW. 1.403,5 MW. 4,8%. 1.740,4 MW. 5,4%. Sumber Daya. 32.000 Mw dan 200.000 bpd BBN 4,80 kWh/m2/day 207,9 GW 3 – 6 m/s 60 GW. 78,5 MW. 3,1 MW. 61 GW Gelombang 1,995 MW. 0,01 MW. Arus Laut 17,989 MW 574 TSCF. Coal Bed Methane. 465,7 TSCF. (CBM) sumber : bppt outlook energi Indonesia 2016. Dalam pemasasangan beberapa kincir air savonius pada sebuah aliran, memerlukan jarak yang tepat supaya setiap kincir savonius bekerja secara maksimal (Golecha, 2011. Indian Institue of Technology). Jarak diantara kincir ini sangat berpengaruh terhadap efisiensi karena saat salah satu kincir berputar maka akan mempengaruhi aliran air disekitarnya sehingga kincir di belakangnya tidak akan bekerja secara optimal. Kailash Golecha meneliti berapa jarak optimal yang diperlukan kincir supaya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 3. setiap kincir bekerja secara optimal, Kailash Golecha menggunakan kincir savonius yang sama besarnya untuk melakukan penelitian, dan hasilnya adalah jarak yang diperlukan supaya kedua buah kincir bekerja secara optimal adalah 8 x jari-jari kincir.. 1.2 Perumusan Masalah 1. Kailash Golecha mengatakan bahwa jarak optimal pemasangan dua buah kincir savonius dengan diameter sudu yang sama adalah 8 x jari-jari. Hasil tersebut hanya dari satu variasi percobaan. Apakah jarak optimal antara dua buah kincir savonius menggunakan ukuran yang berbeda dari yang digunakan Kailash Golecha akan sama yaitu 8 x jari-jari ? 2. Apakah jika kincir yang dipasang di depan diberi beban maka jarak optimal kincir masih 8 x jari-jari ? 3. Mencari Koefisien Torsi (Ct), Koefisien Daya (Cp), dan Tip Speed Ratio (TSR). 4. Mencari efisiensi kincir.. 1.3 Batasan Masalah Judul dari penelitian yang telah penulis susun masih dapat mencakup permasalahan yang luas. Sehingga supaya pembahasan lebih terarah, penulis memberikan batas permasalahan sebagai berikut : 1. Material untuk pembuatan kincir menggunakan bahan yang sama. 2. Kincir yang digunakan adalah kincir air jenis savonius dua sudu. 3. Pemasangan dilakukan pada aliran air yang stabil (laminer). 4. Hasil akhir yang akan dibahas adalah pada efisiensi kincir. 5. Ketinggian pada pemasangan sama. 6. Jarak antara dua sudu ( e ) pada setiap kincir sama..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 4. 7. Hasil yang didapat akan dibandingkan dengan hasil penelitian Kailash Golecha yang ada pada jurnal “Study on the Interaction between Two Hydrokinetic Savonius Turbines”.. 1.4 Tujuan Penelitian . Mengetahui jarak optimal rangkaian kincir Savonius jika ukuran kincir yang digunakan berbeda dengan ukuran pada referensi Kailash Golecha.. . Mengetahui jarak optimal rangkaian kincir Savonius jika pada kincir yang dipasang di depan diberi beban, apakah sama 8 x jari-jari atau berbeda.. . Mengetahui Koefisien Torsi (Ct), Koefisien Daya (Cp), dan Tip Speed Ratio (TSR) dari penelitian yang telah dilakukan.. . Mengetahui effesiensi dari kincir Savonius dari penelitian yang telah dilakukan.. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Menambah kepustakaan tentang jarak optimal untuk pemasangan beberapa kincir air jenis savonius dua sudu sehingga mendapatkan effesiensi yang maksimal. 2. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat membantu penelitian penelitian berikutnya. 3. Dari hasil penelitian ini kita dapat mengetahui jarak optimal untuk pemasangan beberapa kincir savonius dengan ukuran yang sama. Sehingga energi listrik yang dihasilkan setiap kincir menjadi lebih optimal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB II DASAR TEORI DAN KEPUSTAKAAN 2.1 Dasar Teori A. Energi Air Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir). Air juga memiliki massa jenis yang relatif besar sehingga lebih menguntungkan dibandingkan energi angin (𝜌 = 1000𝑘𝑔/𝑚3). Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan turbin air atau kincir air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai. Air bergerak menyimpan energi alami yang sangat besar, Energi ini dapat dimanfaatkan dan dikonversikan menjadi listrik. Pembangkit listrik tenaga air tidak menghasilkan polusi, berbeda dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Ini juga merupakan sumber energi terbarukan karena air secara terus menerus mengisi ulang melalui siklus hidrologi bumi. Semua sistem hidro-electrik membutuhkan sumber air mengalir tetap, seperti sungai atau anak sungai, tidak seperti tenaga matahari dan angin, tenaga air ini dapat menghasilkan tenaga terus menerus selama 24jam setiap harinya. Energi yang mungkin terdapat dalam air yaitu Energi Kinetik dan Energi Potensial. Pengertian dari energi tersebut sebagai berikut : . Energi kinetik yang dimaksud disini merupakan energi akibat dari air yang mengalir. Energi kinetik ini dapat dirumuskan dengan menggunakan persamaan : 1. 𝐸𝐾 = 2 𝜌𝑈 2. (1). 5.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 6. Dimana 𝜌 disini adalah massa jenis fluida dan U adalah kecepatan aliran fluida.. Berdasarkan persamaan tersebut. energi. kinetik. dipengaruhi oleh massa jenis dan kecepatan aliran fluida, semakin besar massa jenis fluida atau semakin cepat kecepatan aliran fluida maka energi kinetik yang dihasilkan juga semakin besar. . Energi potensial yang terdapat pada air adalah energi yang terjadi karena adanya selisih ketinggian (elevasi), contohnya ada pada air terjun. Energi potensian dapat dirumuskan sebagai berikut : 𝐸𝑃 = 𝜌𝑔ℎ. (2). Dimana g adalah percepatan gravitasi dan h adalah ketinggian fluida. Berdasarkan persamaan diatas, semakin tinggi fluida maka semakin besar energi potensial yang dihasilkan. Sedangkan Energi Mekanik adalah energi yang didapat dari sebuah alat yang digunakan untuk menangkap Energi Kinetik dan Energi Potensial pada aliran fluida. Sehingga didapat rumus sebagai berikut : 𝐸𝑀 = 𝐸𝐾 + 𝐸𝑃. (4). Jika Energi Kinetik dan Energi Potensial disubstitusikan dan disederhanakan, maka akan menjadi persamaan Bernoulli : 𝑍1 +. 𝑃1 𝛾. 𝑈2. + 2𝑔1 = 𝑍2 +. 𝑃2 𝛾. 𝑈2. + 2𝑔2. (5). Dengan 𝑍1 dan 𝑍2 adalah ketinggian pada titik 1 dan titik 2, 𝑃1 dan 𝑃2 adalah tekanan pada titik 1 dan titik 2, 𝑈1 dan 𝑈2 adalah kecepatan pada titik 1 dan titik 2, 𝛾 adalah berat jenis fluida, dan 𝑔 adalah percepatan gravitasi bumi..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 7. Keunggulan energi air (brainly.co.id) : . Tergolong energi bersih, tidak menimbulkan polutan berbahaya.. . Bendungan. yang. biasanya. dibangun. untuk. PLTA. dapat. dimanfaatkan sekaligus sebagai pengendali banjir dan pengatur irigasi. . Energi yang tersedia tidak akan habis sepanjang komponen hidrologisnya dapat kita jaga, seperti daerah tangkapan air hujan (catchment area) dan vegetasi sungai.. Kekurangan energi air (brainly.co.id) : . PLTA. umumnya. membutuhkan. banyak. ruang. sehingga. menyebabkan habitat satwa liar berkurang disekitar PLTA. . Proyek-proyek PLTA berskala besar dapat mengganggu aliran sungai.. . Keberadaan bendungan atau waduk menyebabkan akuatik turun dibeberapa lokasi PLTA.. B. Jenis Aliran Fluida ( air ) Jenis aliran fluida dibagi menjadi tiga yaitu laminer, transisi, dan turbulen (Ridwan, 1999. Mekanika Fluida). Pengelompokan ketiga jenis aliran tersebut berdasarkan angka Reynold ( Reynold Number ), yaitu sebagai berikut : Laminer. = Re ≤ 2300. Transisi. = 2300 ≤ Re ≤ 4000. Turbulen. = Re ≥ 4000. Reynold Number sendiri adalah perbandingan antara gaya inersia dan gaya viskositas, sehingga dapat dirumuskan :.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 8. 𝑅𝑒 = 𝑅𝑒 =. Gaya Inersia. (6). 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑉𝑖𝑠𝑘𝑜𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝜌 × 𝑈𝑎𝑣𝑔 ×𝐷ℎ. (7). ϻ. Dengan 𝜌 adalah densitas, 𝑈𝑎𝑣𝑔 adalah kecepatan rata-rata, 𝐷ℎ adalah diameter hidrolik ( tergantung bentuk saluram air ), dan ϻ adalah viskositas dinamik.. C. Aliran di Dalam Pipa Pada dasarnya pengaruh gesekan pada aliran didalam pipa semakin kedalam, semakin ke tengah (Cengel. 2006). Fluida yang berada di dalam saluran akan mengalami gesekan dengan dinding saluran dan juga terjadi gesekan antar partikel fluida.. Gambar 2.1 Aliran di dalam pipa (sumber : wikipedia) Pada aliran di dalam pipa terjadi entrance region, yaitu daerah yang masih merasakan pengaruh no slip condition / viskositas. Pada entrance region juga terjadi velocity boundary layer, yaitu lapisan yang terbentuk disekitar permukaan benda yang dilalui oleh fluida dengan viskositas, yang terjadi karena mengalami hambatan yang disebabkan oleh beberapa faktor, contohnya faktor gesekan. Untuk mendapatkan aliran yang stabil ( laminer ) maka diperlukan entrance lenght / panjang masukan yang tepat. Entrance lenght merupakan jarak antara titik mulai kontak sampai titik pusat saluran yang merasakan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 9. pengaruh viskositas. Kecepatan fluida pada entrance lenght ini masih meningkat. Entrance lenght dapat dirumuskan sebagai berikut :. Lh = 0,05 × Re × Dh. ( Aliran Laminer ). (8). Lh = 1,339 × Dh × 𝑅𝑒 1/4. ( Aliran Turbulen ). (9). 𝐿ℎ = 𝑇𝑢𝑟𝑏𝑢𝑙𝑒𝑛 − 10 𝐷ℎ. (9). Dimana Lh merupakan entrance lenght dan Dh merupakan diameter hidrolik. D. Kincir Air Kincir air merupakan alat yang digunakan untuk mengubah energi potensial ataupun kinetik air menjadi menjadi energi mekanik yang berupa putaran pada poros kincir. Dalam pembangkit listrik tenaga air (PLTA) kincir air merupakan peralatan utama selain generator. Energi mekanik yang dihasilkan dari kincir ini yang kemudian akan diubah menjadi energi listrik oleh generator. Berdasarkan arah alirannya, kincir dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu kincir horizontal dan vertikal.. 1. Kincir vertikal axis Sebagaimana yang telah disampaikan oleh Qodir (2016) kincir vertikal adalah kincir yang arah alirannya tegak lurus dengan arah putaran poros kincir. Kincir dengan aliran radial digunakan untuk laju aliran rendah ( difference pressure ) tinggi.. dan dengan perbedaaan tekanan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 10. Gambar 2.2 Jenis Kincir vertikal axis (sumber : prd1stei15.wordpress.com). 2. Kincir horizontal axis Kincir horizontal adalah kincir yang arah alirannya sejajar dengan arah putaran poros kincir (Qodir. 2016).. Gambar 2.3 Jenis Kincir horizontal axis (sumber : prd1stei15.wordpress.com). Rotor yaitu bagian yang berputar pada sistem yang terdiri dari : o Sudu-sudu berfungsi untuk menerima gaya dari aliran air. o Poros berfungsi untuk meneruskan aliran tenaga yang berupa gerak putar\yang dihasilkan oleh sudu. o Bantalan berfungsi supaya poros tidak berbeban langsung dengan rangka besi dan menjaga agar poros tetap berputar pada tempatnya..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 11. E. Rotor Savonius Rotor Savonius diciptakan oleh Sirgurd Johannes Savonius pada tahun 1922 di Finlandia. Rotor Savonius merupakan rotor vertikal sederhana yang bekerja karena terjadinya perbedaan gaya pada masing-masing sudu. Rotor air Savonius merupakan jenis rotor air yang memiliki sudu berbentuk “S”, satu sisinya berbentuk cembung dan satu sisinya berbentuk cekung. Prinsip kerja rotor Savonius yaitu, sisi cekung berfungsi untuk menangkap energi air tapi pada saat yang bersamaan sisi cembung akan menjadi beban. Hal ini dapat diatasi dengan pemberian deflektor, sehingga aliran air akan terfokus pada sisi cekung kincir Savonius. Untuk kincir Savonius dengan dua sudu setiap sudu akan menerima aliran air sekitar sepertiga dari revolusinya, kemudian sudu selanjutnya akan berputar dan menerima aliran fluida, proses ini akan terus berulang-ulang selama ada aliran fluida. Rotor Savonius terdiri dari tiga bagian utama yaitu: plat, poros, dan sudu.. Gambar 2.4 Gambar sederhana rotor savonius (Sumber :Wenehenubun, 2014).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 12. Dari Penelitian Ushiyama, Nagai dan Shinoda menemukan bahwa rasio α yaitu rasio yang digunakan untuk menentukan ukuran kincir savonius yang optimum adalah 4,29. Rasio α dapat dirumuskan sebagai berikut :. α=. H. (10). D. Dengan H adalah tinggi rotor dan D adalah diameter rotor.. Gambar 2.5 : Skema Rotor Savonius. (Sumber : Menet, 2004).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 13. Menurut penelitian Savonius, koefisien rotor savonius dapat meningkat jika rasio overlap rotor savonius (β) berada dikisaran 0,1 – 0,15. Rasio overlap (β) ini dapat dirumuskan dengan : e. 𝛽=. (11). d. Dengan e adalah jarak antara dua ujung sudu dan d diameter sudu. Performa kincir savonius Tip Speed Ratio (λ) adalah rasio kecepatan ujung sudu terhadap kecepatan aliran air. Tip Speed Ratio atau TSR ini akan berpengaruh pada kecepatan putar rotor sehingga juga mempengaruhi koefisien daya ( Cp ) kincir savonius. TSR dapat didefinisikan sebagai berikut :. λ=. 𝜔D. (12). 2𝑈. Dengan 𝜔 adalah kecepatan sudut, D adalah diameter rotor, U adalah kecepatan aliran masuk. 𝜔 dapat dicari dengan menggunakan rumus :. 𝜔=. 2𝜋𝑛 60 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘. (13). Dengan 𝑛 adalah revolusi putaran rotor per menit (Rpm).. Menurut Golecha (2011), koefisien torsi (Ct) dan koefisien daya (Cp) dari kincir savonius dapat dicari dengan menggunakan rumus :. 𝐶𝑡 =. 4𝑇 𝜌𝐷2 𝑈 2 𝐻. 𝑇=𝐹∗𝐿. (14) (15). Dengan T adalah torsi, F adalah gaya yang dihasilkan yaitu beban dikalikan dengan gravitasi dan L adalah panjang lengan torsi. 𝐶𝑝 = 𝑇𝑆𝑅 ∗ 𝐶𝑡. (16).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 14. Efisiensi kincir Savonius. ɳ𝑘𝑖𝑛𝑐𝑖𝑟 = 𝐶𝑝 ∗ 100%. (17). 2.2 Tinjauan Pustaka Penelitian yang menjadi dasar dan acuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : Penelitian tentang jarak rangkaian antar turbin jenis Savonius yang dilakukan oleh Golecha (Golecha, 2011) didapatkan bahwa pada jarak 8 x jari jari Koefisien Daya turbin dapat sama dengan turbin yang dipasang tungal yang berarti turbin dapat bekerja optimal. Turbin yang dipasang secara tunggal dijadikan acuan sebagai turbin yang bekerja dengan optimal karena tidak ada pengaruh rangkaian pada turbin tersebut. Ukuran turbin yang digunakan adalah tinggi 17 cm dan lebar 26,95 cm dengan kecepatan aliran 1 m/s. Pengambilan variasi jarak pada penelitian menggunakan persamaan Rasio Gap = X / R, dimana X adalah jarak antar turbin dan R adalah jari jari turbin. Rasio Gap yang dipakai dalam penelitian ini yaitu 3 hingga 8, yang berarti variasi jarak pemasangannya 3 hingga 8 x jari-jari. Data yang dicari pada setiap variasi jarak adalah Koefisien daya ( Cp), Koefisien Torsi (Ct), dan Tips Speed Ratio (TSR). Setiap data dari variasi jarak kemudian dibandingkan dengan turbin yang dipasang tunggal yang sudah dijadikan acuan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB III METODE PENELITIAN Sesuai dengan tujuan pada bab I penelitian ini akan meneliti dan mencari tahu jarak optimal pemasangan dua buah kincir jenis Savonius dua sudu dengan variasi jarak yang telah dirumuskan dengan, Rasio Gap = X / R, dimana X adalah jarak antar kincir dan R adalah jari-jari kincir. Penambahan beban pada kincir yang berada didepan akan dilakukan untuk mengetahui pengaruhnya pada jarak rangkaian pemasangan kincir. Data setiap variasi jarak akan dibandingkan dengan data kincir yang dipasang tunggal sebagai acuan kinerja optimal turbin. Data yang dicari akan diolah untuk mendapatkan Koefisien Daya (Cp), Koefisien Torsi (Ct), dan Tip Speed Ratio (TSR) sebagai gambaran unjuk kerja pada kincir air, kemudian performa kincir ini akan dibandingkan dengan hasil penelitian terdahulu. Desain alat pada penelitian ini sudah dirancang untuk mempermudah proses penelitian karena penelitian dilakukan pada aliran sungai. Mulai dari tangki air, saluran air, dan kincir savonius itu sendiri. 1 2 3 4. 5 6. Gambar 3.1 Bagian utama set up spesimen penelitian. 15.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 16. Keterangan : 1. Bak penampungan air. 2. Penutup pintu air. 3. Saluran air. 4. Tempat rem torsi. 5. Rotor Savonius 1. 6. Rotor Savonius 2.. 3.1 Skematik Penelitian Skema proses eksperimen berlangsung :. a Kincir 2. Kincir 1. Q. Qout 1. Qout 2 Qin. b. c c. Gambar 3.2 Gambar skema proses penelitian berlangsung. Dengan pengertian a adalah aliran air sungai, b adalah tangki air untuk mengatur kecepatan aliran, dan c adalah sungai, sedangkan Q adalah debit masukan dari aliran air sungai, Qin adalah debit yang masuk menuju saluran air, Qout 1 adalah debit berlebih yang dibuang untuk menjaga debit yang masuk menuju saluran air tetap stabil, dan Qout 2 adalah debit keluaran dari saluran air menuju sungai. Mula-mula air dari sungai (a) akan mengisi tangki air (b) hingga penuh, ketinggian air di dalam tangki air disesuaikan hingga mendapat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17. kecepatan yang diinginkan yaitu 1.1 m/s. Jika volume air didalam tangki sudah lebih dari volume yang dibutuhkan maka akan dibuang melalui pintu air (Qout 1) dan kembali ke sungai (c). Dengan mengatur pintu air maka debit yang masuk menuju saluran air ( Qin ) dapat disesuaikan dan kemudian digunakan untuk menggerakan kincir air. Aliran air akan menggerakkan kincir 1 dan setelah itu menggerakkan kincir 2 akan tetapi aliran air menjadi tidak stabil karena putaran yang dihasilkan kincir 1 sehingga kinerja kincir 2 tidak optimal.. Gambar 3.3 : skema rasio gap yang digunakan (sumber : Golecha, 2011). Jika memasang dua atau lebih kincir air savonius secara vertikal maka kincir yang berada dibagian belakang akan berkerja kurang optimal. Oleh karena itu diperlukan jarak yang tepat diantara setiap kincir. Variasi jarak atau rasio gap tersebut akan dirumuskan dengan : Rasio Gap = X / R dimana, X adalah jarak dari setiap kincir dan R adalah jari jari sudu setiap kincir. Rasio gap yang diambil yaitu dari 5 sampai 8..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian A. Spesifikasi dan Keterangan Alat a) Kincir Savonius Kincir air savonius adalah alat utama pada penelitian ini. Kincir air jenis savonius ini akan digunakan untuk menangkap energi air dan mengubahnya menjadi energi kinetik yang berupa putaran pada porosnya. Mengacu pada Gambar 2.5 spesifikasi kincir savonius yang digunakan pada penelitian dapat dilihat sebagai berikut:. Gambar 3.4 konstruksi rotor secara menyeluruh.. Tabel 3.1 Tabel spesifikasi rotor. Diameter. Tinggi. Plat. Rotor. Sudu. Rotor H. (Df) m. (D) m. (d) m. (m). 0,11. 0,10. 0,0558. 0,10. Jarak Celah 1 (e) m. 0,013. Aspect. Overlap. 2 (e’). Ratio. Ratio. m. (α). (𝛽). 0,013. 1. 0,25.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19. b) Saluran Air Pada penelitian ini digunakan saluran air buatan yang berbahan dasar akrilik dengan ketebalan 5mm untuk mengarahkan fluida menuju kincir air. Bahan dasar akrilik dipilih supaya peneliti dapat melihat aliran air didalam saluran. Ketebalan 5mm dipilih supaya akrilik dapat menahan tekanan yang cukup besar dari dalam saluran ketika air mengalir secara penuh. Peneliti ingin membuat supaya aliran berjenis laminer, sehingga diperlukan ukuran luas dan panjang saluran yang sesuai sehingga aliran dapat berjenis laminer. Dengan kecepatan 1,1 m/s maka untuk mendapatkan aliran berjenis laminer dapat digunakan rumus sebagai berikut : Pertama mencari Reynold Number ( Re ) dengan menggunakan persamaaan 7. Untuk menghitung Dh pada saluran berbentuk segi empat sama sisi dapat menggunakan persamaan :. 𝐷𝐻 =. 4𝑎𝑎 4𝑎. =𝑎. (17). Gambar 3.5 Saluran air berbentuk segi empat sama sisi. Setelah mengetahui angka reynold maka dapat diketahui panjang saluran air (𝐿𝐻 ) yang diperlukan supaya aliran berjenis laminer dengan menggunakan rumus aliran didalam pipa pada rumus diatas. Dengan menggunakan persamaan yang sudah ada maka didapat. angka Reynold sebesar 247.191 yang berarti aliran. berjenis turbulen. Angka ini didapat dari 𝜌 sebesar 1000 kg/m3, U.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20. sebesar 1,1 m/s, 𝐷𝐻 sebesar 0,2 , 𝜇 sebesar 0,00089. Setelah mengetahui bahwa aliran berjenis turbulen maka dibutuhkan jarak entrance lenght ( 𝐿𝐻 ) yang sesuai supaya aliran berubah menjadi laminer. Dengan memasukkan angka Reynold sebesar 247.191 kedalam Persamaan 9, maka didapat jarak (𝐿𝐻 ) sebesar 4,06 meter. Jadi panjang saluran minimal supaya aliran berjenis laminer adalah 4,06 meter. Panjang saluran air yang dibuat adalah 8 m. Panjang ini dipilih supaya menjamin aliran didalam saluran bersifat laminer, karena sesuai perhitungan diatas memerlukan panjang Lh minimal 4,06m supaya aliran berjenis laminer. Saluran air dengan panjang 8m ini dibagi menjadi 4 bagian sehingga mudah dalam pemasangan dan pelepasannya.. Akrilik dengan tebal 5 mm. Gambar 3.6 Gambar Saluran air terbuat dari akrilik 5 mm sepanjang 2 meter..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 21. c) Tangki Penampung Air Tangki air disini berfungsi untuk menampung air yang berasal dari aliran sungai yang kemudian diarahkan menuju saluran air. Selain untuk menampung air, tangki air disini juga berfungsi untuk menjaga debit fluida yang masuk menuju saluran air, sehingga kecepatan fluida didalam saluran tetap terjaga.. Qout Z Qin. Gambar 3.7 Skema tangki air yang digunakan.. Tangki air didesain sedemikian rupa dimana ketinggian Qout pada tangki air dapat disesuaikan sehingga dapat mengatur debit yang masuk ke saluran air tetap terjaga dan menjaga kecepatan air yang masuk kedalam saluran air. Saluran buangan Qout berfungsi untuk membuang air yang berlebih apabila debit yang dibutuhkan untuk mengisi saluran air sudah cukup.. Dapat dilihat pada Gambar 3.8 dimana pintu pembuangan tangki air (a) dapat ditutup dan disesuaikan sehingga debit yang masuk menuju saluran air (b) bisa diatur sesuai keinginan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 22. a. b Gambar 3.8 Gambar tangki penampung air.. Keterangan a. Pintu pembuangan tangki air. b. Pintu menuju saluran air..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23. 30cm. a. 30cm. 20cm. 10cm. 30cm. 10cm. b 30cm. 20cm. 20cm. Gambar 3.9 Gambar tangki penampung air. (a) tampak atas; (b) tampak depan. 21cm.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24. d) Rem Pemberi Beban Dalam penelitian ini digunakan alat berupa sebuah rem yang sudah dibuat sedemikian rupa untuk memberikan beban kebada kincir air sehingga torsi dari kincir tersebut dapat dihitung. Beban akan diberikan sedikit demi sedikit hingga kincir berhenti berputar. Skema dari rem ini sebagai berikut.. Gambar 3.10 Skema rem pembeban.. Keterangan : 1. Poros 2. Piring rem 3. Kapas rem 4. Pegas pengatur rem 5. Tali penghubung dengan timbangan 6. Timbangan 7. Lengan rem 8. Tempat mengukur RPM.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 25. 9. Tempat menyambung dengan poros Rotor. Cara kerja alat : 1. Alat dipasang diatas kincir air, kemudian poros pada kincir air dihubungkan dengan poros pada rem pemberi beban dengan bantuan selang. 2. Ketika kincir air berputar maka piringan pada rem juga akan berputar. Putaran yang dihasilkan berlawanan arah dengan jarum jam. Saat itulah kampas rem dikencangkan hingga menjepit piringan rem dan memberikan beban pada kincir. 3. Pengencangan pada kampas rem dapat disesuaikan hingga mendapat beban yang diinginkan. Beban dapat dilihat pada timbangan. 4. Kampas. yang. menjepit. piringan. rem. maka. akan. menyebabkan lengan rem berputar searah jarum jam. 5. Lengan rem akan menarik tali yang sudah dihubungkan kepada timbangan sehingga dapat diketahui berapa beban yang dihasilkan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26. B. Alat Pendukung Penelitian Untuk mendukung berjalannya penelitian ini, diperlukan beberapa alat alat tambahan sebagai berikut.. Tabel 3.2 Alat bantu yang digunakan dalam riset. No. Nama Alat. Tujuan Penggunaan. 1. Anonemeter Mengukur kecepatan aliran air. 2. Tachometer. Mengukur revolusi per minute (RPM). 3. Waterpass. Mengetahui kemiringan pemasangan saluran air. 4. Meteran. Mengukur dalam pembuatan spesimen. 5. Timbangan. Untuk mengetahui beban yang dihasilkan rem. 6. Mesin. Memotong spesimen. gerinda 7. Alat potong. Memotong spesimen. 8. Alat tulis. Mencatat data hasil dari uji coba. 9. Lem. Merekatkan beberapa bagian spesimen. 10. Mesin las. Membuat rangka akrilik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 27. 3.3 Penelitian  Alur Penelitian Langkah penelitian ini meliputi perancangan kincir hingga analisis data. Diagram alir untuk langkah kerja penelitian ini digambarkan sebagai berikut :. Mulai. Perancangan kincir air savonius poros vertikal 2 sudu dan perancangan saluran air. Pembuatan kincir air dan saluran air. Tidak baik. Uji Coba Baik Pengambilan data pada setiap variasi jarak. Pengambilan data pada setiap variasi jarak dengan kincir 1 diberi beban. Pengolahan data pada masing – masing variasi jarak Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan. Selesai.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 28. . Langkah Penelitian dan Pengambilan Data 1. Penelitian diawali dengan melakukan set up seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 dan 3.2. 2. Air diarahkan dari sungai yang sudah dibendung menuju tangki air menggunakan corong buatan yang sudah dipersiapkan. 3. Tangki air yang mulai terisi akan mengalirkan aliran air menuju saluran sehingga dapat digunakan untuk menggerakkan kincir. 4. Setelah tangki air dan saluran sudah penuh dengan air, aliran air akan mulai stabil. Saat aliran air sudah stabil maka ketinggian pintu pembuangan air pada tangki air akan disesuaikan sehingga debit yang masuk menuju saluran air bisa sesuai dengan yang diinginkan. 5. Saat aliran air sudah stabil maka pengambilan data dimulai. Beban ditambahkan melalui rem penambah beban sehingga didapat parameter untuk menghitung torsi. 6. Beban ditambah sedikit demi sedikit hingga kincir air berhenti berotasi. 7. Setelah pengambilan data pada variasi jarak pertama selesai maka dilanjutkan dengan variasi berikutnya. 8. Setalah empat variasi jarak selesai maka akan dilakukan percobaan ulang dari jarak pertama hingga keempat namun pada kincir satu akan diberi beban dengan bantuan belt hingga RPM menurun menjadi 280. 9. Setelah pengambilan data selesai dan parameter parameter yang dibutuhkan sudah didapat maka alat dan spesimen dilepas. 10. Data parameter parameter yang didapat dari hasil penelitian kemudian diproses dan digunakan untuk mengetahui Koefisien torsi (Ct), Koefisien daya (Cp), dan Tips Speed Ratio (TSR) dalam bentuk grafik dan tabel. 11. Hasil dari data yang sudah diolah tersebut kemudian dibahas dan dibandingkan dengan data dari jurnal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 29. Parameter parameter yang diambil selama proses penelitian adalah: 1. Kecepatan Aliran (U). 2. Beban yang diberikan (F). 3. Putaran poros yang dihasilkan tiap menit (RPM) (n).. Variasi yang diberikan dalam penelitian ini adalah: 1. Jarak pemasangan, 5 hingga 8 x jari-jari. 2. Pemberian beban pada kincir 1. Dengan data yang sudah didapat kemudian diolah menggunakan persamaan yang sudah tersedia pada Bab 2 dan dianalisa sehingga didapat: 1. Koefisien Torsi (Ct). 2. Koefisien Daya (Cp). 3. Tip Speed Ratio (TSR). 4. Pengaruh jarak pemasangan kincir. 5. Perbandingan pengaruh rangkaian kincir terhadap kincir yang bekerja optimal. Kincir optimal adalah kincir yang dipasang tunggal sehingga tidak terkena dampak rangkaian pemasangan. Hasil dari pengolahan data tersebut akan disajikan dalam bentuk tabel, grafik dan kesimpulan..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB IV HASIL PENELITIAN 4.1 Data Hasil Penelitian Data hasil percobaan setiap variasi jarak pemasangan akan dibandingkan dengan data kincir yang dipasang tunggal (optimal). Data dibagi menjadi dua bagian yaitu data dimana kincir yang berada di depan (kincir 1) berputar dengan bebas dan diberi beban dengan bantuan belt hingga RPM menurun menjadi 280. Tabel data untuk hasil penelitian dimana kincir dipasang tunggal atau sebagai pembanding akan disajikan dalam Tabel 4.1, untuk data dimana kincir 1 berputar dengan bebas disajikan dalam Tabel 4.2 dan untuk data dimana kincir 1 diberi beban akan disajikan dalam Tabel 4.3.. Tabel 4.1 Tabel hasil data kincir dipasang tunggal (hasil optimum). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17. Kincir Dipasang Tunggal Beban (kg) RPM (n) 0,000 294 0,030 264 0,040 246 0,050 223 0,060 195 0,070 186 0,080 180 0,090 165 0,100 150 0,110 128 0,120 118 0,130 102 0,140 90 0,150 76 0,160 67 0,170 40 0,180 0. 30.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31. Tabel 4.2 Tabel hasil data penelitian dimana kincir 1 berputar bebas Rasio Gap No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17. 5 6 7 8 Beban (kg) RPM (n) Beban (kg) RPM (n) Beban (kg) RPM (n) Beban (kg) RPM (n) 0,000 274 0,000 280 0,000 286 0,000 291 0,030 252 0,030 261 0,030 266 0,030 268 0,040 228 0,040 235 0,040 240 0,040 250 0,050 215 0,050 215 0,050 218 0,050 226 0,060 190 0,060 192 0,060 196 0,060 193 0,070 171 0,070 176 0,070 182 0,070 185 0,080 144 0,080 158 0,080 174 0,080 179 0,090 120 0,090 138 0,090 155 0,090 160 0,100 109 0,100 125 0,100 146 0,100 149 0,110 101 0,110 114 0,110 128 0,110 130 0,120 95 0,120 98 0,120 108 0,120 115 0,130 90 0,130 91 0,130 98 0,130 100 0,140 63 0,140 72 0,140 80 0,140 87 0,150 57 0,150 70 0,150 77 0,160 60 0,160 63 0,170 35 0,180 0. Tabel 4.3 Tabel hasil data penelitian dimana kincir 1 diberi beban menggunakan belt.. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. Rasio Gap 5 6 7 8 Beban (kg) RPM (n) Beban (kg) RPM (n) Beban (kg) RPM (n) Beban (kg) RPM (n) 0,000 257 0,000 266 0,000 272 0,000 288 0,030 236 0,030 251 0,030 258 0,030 260 0,040 220 0,040 224 0,040 227 0,040 246 0,050 211 0,050 203 0,050 198 0,050 220 0,060 182 0,060 185 0,060 180 0,060 187 0,070 165 0,070 169 0,070 175 0,070 180 0,080 132 0,080 149 0,080 168 0,080 171 0,090 112 0,090 125 0,090 144 0,090 156 0,100 104 0,100 115 0,100 138 0,100 140 0,110 94 0,110 102 0,110 110 0,110 128 0,120 42 0,120 84 0,120 101 0,120 113 0,130 69 0,130 78 0,130 95 0,140 56 0,140 63 0,140 80 0,150 65 0,160 50.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 32. 4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan Sebagai contoh perhitungan akan diambil data dari tabel 4.1 baris ke sembilan. 1. Perhitungan Torsi (T) Besar torsi yang dihasilkan oleh kincir dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 15 setelah diketahui beban terukur pada timbangan dan panjang lengan torsi. T = FL = (0,981)(0,1) = 0,098 𝑁𝑚 Jadi torsi yang didapat adalah 0,098 Nm. 2. Perhitungan Kecepatan Sudut (𝜔) Dengan menggunakan Persamaan 13 dan dengan diketahui putaran per menit kincir adalah 150 RPM, maka kecepatan sudut yang didapat adalah : 2𝜋𝑛 60 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 2𝜋 ∗ 150 = 60 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘. 𝜔=. = 15,7 rad/s Jadi kecepatan sudut kincir adalah 15,7 rad/s.. 3. Perhitungan Tip Speed Ratio (TSR) Dengan diketahuinya kecepatan sudut sebesar 15,7 rad/s, kecepatan aliran yang digunakan 1,1 m/s dan diameter kincir 0,1 m maka dengan menggunakan Persamaan 12 didapat : 𝜔D 2𝑈 15,7 ∗ 0,1 = 2 ∗ 1,1. λ=. = 0,863.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 33. Jadi Tip Speed Ratio kincir yang didapat adalah 0,863.. 4. Perhitungan Daya (P) Dengan diketahuinya torsi sebesar 0,098 Nm dan kecepatan sudut 15,7 rad/s maka daya yang dihasilkan dapat dicari menggunakan persamaan 17 : 𝑃 = 𝑇𝜔 = (0,098 𝑁𝑚)(15,7 𝑅𝑎𝑑/𝑠) = 1,53 𝑤𝑎𝑡𝑡 Jadi daya yang dihasilkan kincir sebesar 1,53 watt.. 5. Perhitungan Koefisien Torsi (Ct) Dengan parameter- parameter yang sudah diketahui yaitu Torsi sebesar 0,098 Nm, Massa jenis fluida air 1000 kg/m3, tinggi kincir 0,1 m, diameter kincir 0,1 m dan kecepatan aliran 1,1 m/s maka koefisien torsi dapat dicari menggunakan Persamaan 14 : 𝐶𝑡 = =. 4𝑇 𝜌𝐻𝐷2 𝑈 2 4(0,098) (1000)(0,1)(0,12 )(1,12 ). = 0,324 Maka koefisien torsi yang didapat adalah 0,324.. 6. Perhitungan Koefisien Daya (Cp) Dengan diketahui TSR sebesar 0,863 dan koefisien torsi sebesar 0,324 maka koefisien daya dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 16 : 𝐶𝑝 = (𝑇𝑆𝑅)(𝐶𝑡) = (0,863)(0,324) = 0,23 Maka koefisien daya yang didapat adalah 0,23..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 34. 7. Menghitung effesiensi Dengan diketahuinya Koefisien daya sebesar 0,23 maka effesiensi kincir dapat dicari menggunakan Persamaan 17 :. ɳ𝑘𝑖𝑛𝑐𝑖𝑟 = (0,23)(100%) = 23% Jadi effesiensi kincir adalah 23%.. 4.3 Tabel Hasil Pengolahan Data Data setiap variasi akan disajikan dalam tabel yang berbeda. Setiap tabel akan berisi hasil perhitungan setiap data. Data pertama yaitu kinerja turbin tunggal akan ditampilkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Tabel Pengolahan Data Kincir yang Bekerja Tunggal (optimal). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137 0,147 0,157 0,167. ω 30,788 27,646 25,761 23,353 20,420 19,478 18,850 17,279 15,708 13,404 12,357 10,681 9,425 7,959 7,016 4,189. TSR (λ) 1,399 1,257 1,171 1,061 0,928 0,885 0,857 0,785 0,714 0,609 0,562 0,486 0,428 0,362 0,319 0,190. P 0,000 0,814 1,011 1,145 1,202 1,338 1,479 1,526 1,541 1,446 1,455 1,362 1,294 1,171 1,101 0,699. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454 0,486 0,519 0,551. Cp 0,000 0,122 0,152 0,172 0,181 0,201 0,222 0,229 0,232 0,217 0,219 0,205 0,195 0,176 0,165 0,105.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 35. Data-data hasil pengolahan data untuk variasi jarak pemasangan 5 hingga 8 x jari-jari dimana kincir 1 berputar secara bebas akan ditampilkan pada Tabel 4.5, Tabel 4.6, Tabel 4.7 dan Tabel 4.8. Tabel 4.5 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 5, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137. ω 28,693 26,389 23,876 22,515 19,897 17,907 15,080 12,566 11,414 10,577 9,948 9,425 6,597. TSR (λ) 1,304 1,200 1,085 1,023 0,904 0,814 0,685 0,571 0,519 0,481 0,452 0,428 0,300. P 0,000 0,777 0,937 1,104 1,171 1,230 1,183 1,109 1,120 1,141 1,171 1,202 0,906. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454. Cp 0,000 0,117 0,141 0,166 0,176 0,185 0,178 0,167 0,168 0,171 0,176 0,181 0,136. Tabel 4.6 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 6, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137 0,147. ω 29,322 27,332 24,609 22,515 20,106 18,431 16,546 14,451 13,090 11,938 10,263 9,529 7,540 5,969. TSR (λ) 1,333 1,242 1,119 1,023 0,914 0,838 0,752 0,657 0,595 0,543 0,466 0,433 0,343 0,271. P 0,000 0,804 0,966 1,104 1,183 1,266 1,299 1,276 1,284 1,288 1,208 1,215 1,036 0,878. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454 0,486. Cp 0,000 0,121 0,145 0,166 0,178 0,190 0,195 0,192 0,193 0,194 0,182 0,183 0,156 0,132.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 36. Tabel 4.7 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 7, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137 0,147 0,157. ω 29,950 27,855 25,133 22,829 20,525 19,059 18,221 16,232 15,289 13,404 11,310 10,263 8,378 7,330 6,283. TSR (λ) 1,361 1,266 1,142 1,038 0,933 0,866 0,828 0,738 0,695 0,609 0,514 0,466 0,381 0,333 0,286. P 0,000 0,820 0,986 1,120 1,208 1,309 1,430 1,433 1,500 1,446 1,331 1,309 1,151 1,079 0,986. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454 0,486 0,519. Cp 0,000 0,123 0,148 0,168 0,182 0,197 0,215 0,215 0,225 0,217 0,200 0,197 0,173 0,162 0,148. Tabel 4.8 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 8, Kincir 1 Bekerja bebas (tanpa diberi beban). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137 0,147 0,157 0,167. ω 30,473 28,065 26,180 23,667 20,211 19,373 18,745 16,755 15,603 13,614 12,043 10,472 9,111 8,063 6,597 3,665. TSR (λ) 1,385 1,276 1,190 1,076 0,919 0,881 0,852 0,762 0,709 0,619 0,547 0,476 0,414 0,367 0,300 0,167. P 0,000 0,826 1,027 1,161 1,190 1,330 1,471 1,479 1,531 1,469 1,418 1,335 1,251 1,187 1,036 0,611. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454 0,486 0,519 0,551. Cp 0,000 0,124 0,154 0,174 0,179 0,200 0,221 0,222 0,230 0,221 0,213 0,201 0,188 0,178 0,156 0,092.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 37. Data-data hasil pengolahan data untuk variasi jarak pemasangan 5 hingga 8 x jari-jari dimana kincir 1 diberi beban hingga RPM menurun menjadi 280 akan ditampilkan pada Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11 dan Tabel 4.12. Tabel 4.9 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 5, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280).. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118. ω 26,913 24,714 23,038 22,096 19,059 17,279 13,823 11,729 10,891 9,844 4,398. TSR (λ) 1,223 1,123 1,047 1,004 0,866 0,785 0,628 0,533 0,495 0,447 0,200. P 0,000 0,727 0,904 1,084 1,122 1,187 1,085 1,036 1,068 1,062 0,518. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389. Cp 0,000 0,109 0,136 0,163 0,169 0,178 0,163 0,156 0,161 0,160 0,078. Tabel 4.10 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 6, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280).. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137. ω 27,855 26,285 23,457 21,258 19,373 17,698 15,603 13,090 12,043 10,681 8,796 7,226 5,864. TSR (λ) 1,266 1,195 1,066 0,966 0,881 0,804 0,709 0,595 0,547 0,486 0,400 0,328 0,267. P 0,000 0,774 0,920 1,043 1,140 1,215 1,225 1,156 1,181 1,153 1,036 0,921 0,805. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454. Cp 0,000 0,116 0,138 0,157 0,171 0,183 0,184 0,174 0,178 0,173 0,156 0,138 0,121.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38. Tabel 4.11 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 7, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280).. No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137. ω 28,484 27,018 23,771 20,735 18,850 18,326 17,593 15,080 14,451 11,519 10,577 8,168 6,597. TSR (λ) 1,295 1,228 1,081 0,942 0,857 0,833 0,800 0,685 0,657 0,524 0,481 0,371 0,300. P 0,000 0,795 0,933 1,017 1,109 1,258 1,381 1,331 1,418 1,243 1,245 1,042 0,906. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454. Cp 0,000 0,119 0,140 0,153 0,167 0,189 0,207 0,200 0,213 0,187 0,187 0,157 0,136. Tabel 4.12 Tabel Pengolahan Data Rasio Gap = 8, Kincir 1 diberi beban (RPM kincir 1 = 280). No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15. Torsi (Nm) 0,000 0,029 0,039 0,049 0,059 0,069 0,078 0,088 0,098 0,108 0,118 0,128 0,137 0,147 0,157. ω 30,159 27,227 25,761 23,038 19,583 18,850 17,907 16,336 14,661 13,404 11,833 9,948 8,378 6,807 5,236. TSR (λ) 1,371 1,238 1,171 1,047 0,890 0,857 0,814 0,743 0,666 0,609 0,538 0,452 0,381 0,309 0,238. P 0,000 0,801 1,011 1,130 1,153 1,294 1,405 1,442 1,438 1,446 1,393 1,269 1,151 1,002 0,822. Ct 0,000 0,097 0,130 0,162 0,195 0,227 0,259 0,292 0,324 0,357 0,389 0,422 0,454 0,486 0,519. Cp 0,000 0,120 0,152 0,170 0,173 0,195 0,211 0,217 0,216 0,217 0,209 0,191 0,173 0,151 0,123.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 39. 4.4 Grafik Hasil Perhitungan Dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan, kemudian akan ditampilkan kembali ke dalam bentuk grafik untuk mengetahui hubungan antara Torsi (Nm) dengan kecepatan putar kincir (RPM), Koefisien daya kincir (Cp) dengan Tip Speed Ratio (TSR), Koefisien Torsi kincir (Cm) dengan Tip Speed Ratio (TSR). Grafik yang disajikan untuk setiap variasi jarak percobaan dapat dilihat pada grafik berikut ini:. A. Grafik Hubungan antara Torsi dengan kecepatan putar kincir (RPM) Berdasarkan dari hasil perhitungan yang telah ditampilkan mulai dari Tabel 4.4 hingga Tabel 4.12 maka dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan RPM kincir setiap variasi jarak dan dibandingkan dengan kincir yang bekerja optimal.. Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada Rasio Gap = 5..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 40. Gambar 4.2 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada Rasio Gap = 6.. Gambar 4.3 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada Rasio Gap = 7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 41. Gambar 4.4 Grafik hubungan antara kecepatan putar kincir dengan torsi pada Rasio Gap = 8.. Dilihat dari grafik hasil pengolahan data diatas dapat disimpulkan bahwa semakin besar torsi yang dihasilkan maka semakin menurun putaran kincir, hal ini disebabkan karena semakin besar torsi maka kincir semakin terbebani sehingga akan menurunkan putaran kincir. Dari grafik di atas dapat disimpulkan pula pada rasio gap = 5 kincir tidak bekerja secara optimal akan tetapi pada rasio gap = 8 data kincir tanpa beban bisa menyamai kincir optimal.. B. Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) Berdasarkan dari hasil perhitungan yang telah ditampilkan mulai dari Tabel 4.4 hingga Tabel 4.12 maka dapat dibuat grafik hubungan antara Koefisien Daya (Cp) dengan Tip Speed Ratio (TSR) setiap variasi jarak dan dibandingkan dengan kincir yang bekerja optimal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 42. Gambar 4.5 Grafik hubungan antara Koefisien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 5.. Gambar 4.6 Grafik hubungan antara Koefisien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 6..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 43. Gambar 4.7 Grafik hubungan antara Koefisien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 7.. Gambar 4.8 Grafik hubungan antara Koefisien Daya (Cp) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 8.. Dari grafik yang sudah ditampilkan dapat disimpulkan bahwa koefisien daya akan meningkat bersama dengan meningkatnya Tips Speed Ratio hingga mencapai maksimal kemudian akan mengalami.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44. penurunan. Pada rasio gap = 5, perbandingan Cp dan TSR pada kincir jauh jika dibandingkan kerja optimal kincir, sedangkan pada rasio gap = 8 kincir tanpa beban mampu bekerja optimal, dan pada kincir tanpa beban masih belum dapat bekerja secara optimal.. C. Grafik Hubungan Antara Koefisien Torsi (Ct) dengan Tip Speed Ratio (TSR) Berdasarkan dari hasil perhitungan yang telah ditampilkan mulai dari Tabel 4.4 hingga Tabel 4.12 maka dapat dibuat grafik hubungan antara Koefisien Torsi (Ct) dengan Tip Speed Ratio (TSR) setiap variasi jarak dan dibandingkan dengan kincir yang bekerja optimal.. Gambar 4.9 Grafik hubungan antara Koefisien Torsi (Ct) dengan Tips Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 5..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 45. Gambar 4.10 Grafik hubungan antara Koefisien Torsi (Ct) dengan Tip Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 6.. Gambar 4.11 Grafik hubungan antara Koefisien Torsi (Ct) dengan Tip Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 7..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46. Gambar 4.12 Grafik hubungan antara Koefisien Torsi (Ct) dengan Tip Speed Ratio (TSR) pada Rasio Gap = 8.. Berdasarkan grafik yang sudah ditampilkan dapat disimpulkan bahwa Koefisien Torsi menurun seiring dengan meningkatnya Tip Speed Ratio, hal ini disebabkan karena Koefisien Torsi dipengaruhi oleh besarnya torsi, dimana semakin kecil Torsinya maka semakin kecil pula Koefisien torsi yang didapat. Hal ini berbanding terbalik dengan Tips Speed Ratio karena semakin kecil Torsi yang didapat maka semakin besar Tip Speed Ratio-nya. Pada rasio gap = 5 hubungan antara Koefisien Torsi dan Tip Speed Ratio jauh jika dibandingkan dengan kincir yang bekerja secara optimal. Namun semakin besar rasio gap yang digunakan maka semakin baik pula kinerja dari kincir tersebut. Pada rasio gap = 8 kincir hampir mendekati hasil kincir optimal, baik kincir dengan beban maupun kincir tanpa beban..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 47. 4.5 Pembahasan Hasil penelitian kincir air tipe Savonius dengan dua sudu, berdimensi 10 cm x 10 cm dan jenis sudu celah terbuka, dengan variasi pada jarak pemasangan dari 5 hingga 8 x jari-jari, dan pemberian beban pada kincir yang berada di depan, dengan menggunakan saluran buatan dan digunakan kecepatan sebesar 1,1 m/s maka dapat disimpulkan sebagai berikut. Menurut penelitian Golecha (2011) jarak pemasangan antara dua buah turbin Savonius diperlukan sekitar 8 x jari-jari sehingga kedua turbin bekerja secara optimal. Dari penelitian yang sudah peneliti lakukan dengan menggunakan ukuran kincir yang berbeda, kecepatan aliran yang berbeda bahkan jenis kincir yang digunakan dalam penelitian ini sedikit berbeda dari kincir yang digunakan Kailash Golecha karena diberi celah (e), dapat disimpulkan bahwa jarak yang diperlukan untuk pemasangan dua buah kincir Savonius agar bekerja secara optimal yaitu sama, 8 x jari-jari. Dapat dilihat pada Gambar 4.4, Gambar 4.8 dan Gambar 4.12 yaitu grafik dimana pada rasio gap = 8 maka hubungan antara Torsi dengan RPM, Koefisien Daya dengan TSR, maupun Koefisien Torsi dengan TSR dapat menyamai dengan kincir yang bekerja secara optimal. Dapat dilihat pada semua grafik dimana saat kincir 1 diberi beban maka kinerja dari kincir 2 akan berkurang dibandingkan dengan tidak diberi beban. Namun jika dilihat pada gambar 4.8 yaitu grafik hubungan Cp dan TSR pada rasio gap = 8, kincir hampir mencapai kinerja optimal kincir. Hal ini dapat dilihat dari Cp maksimal kincir adalah 0,217, dan hasil Cp maksimal kincir Savonius yang dipasang tunggal dalam penelitian ini adalah 0,232. Dilihat dari grafik hubungan antara Cp dengan TSR dapat ditemukan bahwa Cp maksimal kincir tanpa diberi beban pada rasio gap = 8 adalah 0,230. Ini membuktikan bahwa kinerja kincir sudah optimal karena Cp maksimal dari kincir yang dipasang tunggal adalah 0,232. Sedangkan Cp untuk kincir yang diberi beban pada rasio gap = 8 adalah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48. 0,217. Angka tersebut masih kurang dari hasil optimal, hal ini dikarenakan putaran pada kincir 1 lebih lambat akibat pemberian beban. Hasil dari Ct maksimal kincir tunggal adalah 0,551. Hasil ini sama dengan hasil Ct optimal kincir tanpa beban pada rasio gap = 8. TSR tertinggi kincir yang dipasang tunggal (optimal) adalah 1,399, sedangkan TSR maksimal kincir tanpa beban pada rasio gap = 8 adalah 1,385 berarti kincir sudah berputar hampir maksimal pada rasio gap = 8. Efisiensi maksimal kincir yang dipasang tunggal adalah 23,2%, kincir tanpa beban pada rasio gap = 8 adalah 23% dan kincir dengan beban pada rasio gap = 8 adalah 21,7%. Hasil ini lebih besar dibandingkan dengan penelitian Kailash Golecha karena pada penelitian ini kincir Savonius diberi celah (e).. 4.6 Perbandingan Data Hasil Penelitian Data hasil penelitian ini akan dibandingkan dengan data hasil penelitian sebelumnya yang dijadikan referensi dari penelitian ini. Penelitian tersebut adalah penelitian oleh Kailash Golecha dengan judul “Study on the Interaction between Two Hydrokinetic Savonius Turbines” tahun 2011. Perbandingan data akan ditampilkan dalam bentuk tabel, dan diambil nilai maksimal dari Koefisien Daya (Cp), Koefisien Torsi (Ct), dan Tip Speed Ratio (TSR) pada keadaan Cp maksimal.. Tabel 4.13 Tabel perbandingan dimensi kincir dari referensi dan yang digunakan dalampenelitian. Referensi Peneliti. D (mm) Df (mm) H (mm) 245 269,5 170 100 110 100. e (mm) 0 1,3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 49. Tabel 4.14 Tabel data hasil penelitian dari referensi.. Rasio Gap Cp max 5 0,063 6 0,079 7 0,110 8 0,139. Ct max 0,095 0,104 0,145 0,176. TSR 0,67 0,76 0,76 0,79. U (m/s) -. Tabel 4.15 Tabel data hasil penelitian dari peneltian. Rasio Gap Cp max 5 0,185 6 0,195 7 0,225 8 0,230. Ct max 0,584 0,519 0,486 0,454. TSR 0,81 0,75 0,69 0,7. U (m/s) 1,1 1,1 1,1 1,1. Dari tabel yang telah ditampilkan dapat disimpulkan bahwa dari penelitian ini Koefisien Daya yang didapat lebih besar dari data referensi, jika melihat pada persamaan 16 hal ini bisa disebabkan karena Daya yang didapat pada penelitian ini lebih besar dari yang didapat pada data referensi atau ukuran kincir pada penelitian ini lebih optimal. Untuk hasil Koefisien Torsi yang jauh lebih besar dari hasil dari referensi apabila berpacu pada persamaan 14, kemungkinan disebabkan karena torsi yang didapatkan dalam penelitian ini lebih besar dari referensi, atau ukuran kincir lebih optimal. Tip Speed Ratio dari kedua penelitian rata rata hampir sama, yang berarti RPM yang dihasilkan pada saat Cp max pada kedua penelitian hampir sama..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Jarak optimal rangkaian kincir Savonius dari hasil penelitian ini sama dengan hasil dari referensi (Golecha, 2011) yaitu pada rasio gap 8 atau 8 x jari-jari, walaupun ukuran kincir dan kecepatan aliran yang digunakan berbeda dari referensi. 2. Pada saat kincir 1 diberi beban maka pada jarak 8 x jari-jari, kincir 2 belum bekerja secara optimal. Hal ini dikarenakan terserapnya energi aliran pada kincir 1 semakin besar karena beban yang ditangani juga semakin besar. 3. Cp maksimal kincir yang dipasang tunggal adalah 0,232 pada TSR 0,714 dan Ct maksimal yang didapat adalah 0,551. Cp maksimal kincir tanpa diberi beban pada rasio gap = 8 adalah 0,230 pada TSR 0,7 dan Ct maksimal yang didapat adalah 0,551. Cp maksimal kincir yang diberi beban pada rasio gap = 8 adalah 0,217 pada TSR 0,74 dan Ct maksimal yang didapat adalah 0,519. 4. Efisiensi maksimal kincir yang didapat dalam penelitian ini adalah 0,23%.. 5.2 Saran Berdasarkan. kesimpulan. penelitian,. maka. penulis. merekomendasikan saran-saran sebagai berikut : 1. Untuk pemasangan dua buah kincir jenis savonius supaya keduanya bekerja dengan optimal maka minimal memerlukan jarak 8 x jari-jari. 2. Pada aktualnya kincir 1 pasti diberi beban, oleh sebab itu diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui berapa jarak optimal rangkaian kincir savonius apabila kedua kincir diberi beban. 3. Dilihat dari data yang sudah dihasilkan kinerja dan effesiensi kincir pada penelitian ini lebih bagus dari referensi, hal ini disebabkan karena. 50.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51. ukuran kincir pada penelitian ini lebih optimal (Ushiyama. 1986). Supaya kinerja kincir Savonius dapat optimal maka dimensi kincir harus optimal juga, oleh sebab itu dalam pembuatan kincir Savonius perlu diperhatikan ukuran yang diperlukan supaya kinerja kincir dapat optimal..

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 52. Daftar Pustaka Al-Jailany, Abdul Q, dkk. 2016. Turbin Angin. Makalah. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Malang : Malang.. Cengel, Yunus A, dkk. 2006. Fluid Mechanics. United States : McGraw-Hill Education.. Golecha, Kailash. 2011. “Study on the Interaction between Two Hydrokinetic Savonius Turbines”. India : Indian Institute of Technology. Menet, Jl and N. Bourabaa, “increase in the savonius rotors efficiency via a parametric investigation”. London : European Wind Energy Conference. Ridwan. 1999. Seri Diktat Kuliah Mekanika Fluida Dasar. Jakarta : Gunadarma. Saputra, Ega R. “Pembangkit Listrik Tenaga Bayu”. 30 Maret 2018. https://prd1stei15.wordpress.com/2015/09/16/pembangkit-listrik-tenagabayu-pltb/ Ushiyama, Izumi, et al. 1986. “Experimentally Determining the Optimum Design Configuration for Savonius Rotors”. Jepang. Wenehenubun, Frederikus, et al. 2014. “An experimental study on the performance of Savonius wind turbines related with the number of blades”. Jakarta : Atma Jaya University..