MUHAMMAD RAFI 2042221124 P3 RE

(1)

1 08/06/2025 APPROVAL √ √ √

REV. DATE DESCRIPTION PREP. CHECK APPROVAL

MUHAMMAD RAFI, NO : VI1419_PRAKTIKUM KE - 3

DEPARTEMENT:

LABORATORIUM:

PROJECT COURSE:

PRAKTIKUM KE 3 ROTATING EQUIPMENT

TITLE :

ANALISIS PEFORMA TURBIN ANGIN

DATE SIGNATURE SCALE SHEET OF

DRAWN 08-06-2025 -

NONE 1 OF 16

NAME MUHAMMAD RAFI

DOC NO. 2042221124- VI1419-P3 REV 0

INT. REV. 0A

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(2)

REVISION HISTORICAL SHEET

\

Rev No Date Description

1 08/06/2025 APPROVAL

(3)

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ... 3

1. DASAR TEORI ... 4

2. METODOLOGI PERCOBAAN ... 5

3. HASIL PERCOBAAN PRAKTIKUM... 6

4. HASIL PERTANYAAN PRAKTIKUM ... 7

5. ANALISA DANKESIMPULAN ... 13

(4)

1. DASAR TEORI

1. Pengertian Turbin Angin

Turbin angin merupakan perangkat yang mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik, yang kemudian dikonversi menjadi energi listrik. Performa turbin angin dipengaruhi oleh berbagai faktor, diantaranya kecepatan angin, desain bilah turbin, tinggi menara, serta efisiensi sistem konversi energi. Salah satu parameter utama dalam mengevaluasi performa turbin angin adalah koefisien daya (power coefficient, Cp), yang menunjukkan efisiensi konversi energi dari angin menjadi energi mekanik. Nilai Cp maksimum teoritis dibatasi oleh batas Betz, yaitu sekitar 59,3%, yang menyatakan bahwa tidak lebih dari 59,3% energi angin dapat dikonversi oleh turbin. Selain itu, kecepatan angin yang bervariasi secara temporal dan spasial juga mempengaruhi kinerja turbin, sehingga pemilihan lokasi dan ketinggian pemasangan sangat penting. Desain aerodinamis bilah, seperti sudut pitch dan bentuk profil, juga berperan dalam mengoptimalkan tangkapan energi angin dan mengurangi rugi-rugi aerodinamis. Oleh karena itu, analisis performa turbin angin memerlukan pemahaman mendalam terhadap dinamika fluida, mekanika struktur, dan sistem kontrol untuk mencapai efisiensi operasi yang optimal.

𝐶𝑝 =𝑃𝑚𝑒𝑘𝑎𝑛𝑖𝑘

𝑃𝑎𝑛𝑔𝑖𝑛 = 𝑇. 𝑤 1

2 𝑝. 𝐴. 𝑣³

Gambar 1. Mechanical Horizontal Axis Wind Turbine.

(5)

2. METODOLOGI PERCOBAAN 2.1 Alat Percobaan

Gambar 2. Mechanical Horizontal Axis Wind Turbine.

Praktikum Rotating Equipment dilakukan secara luring, sehingga membutuhkan peralatan sebagai berikut :

1. Laptop.

2. Alat Tulis.

3. Tabel data.

2.2 Langkah Langkah Percobaan

1) Tekan tombol ON untuk menyalakan turbin.

2) Pastikan indikator daya masuk dengan ditandai power supply dan LCD TFT pada panel box menyala.

3) Kemudian pilih mode transisi manual pada toggle switch.

4) Toggle switch pada pintu panel box – Posisi bawah mode manual – Posisi atas mode remote.

5) Pada mode manual kecepatan kipas angin dapat divariasikan menggunakan dimmer potensiometer secara manual.

6) HMI pada TFT menampilkan data Voltage, Arus, dan RPM, Power.

(6)

3. PERCOBAAN PRAKTIKUM

(7)

4. PERTANYAAN PRAKTIKUM

Berdasarkan Percobaan yang telah dilakukan maka hasil yang didapatkan terhadap analisa performa turbin angin sebagai berikut :

(8)

No Selector Kecepatan Angin (m/s)

Omega (rad/s)

Arus (A)

Tegangan (V)

Daya Kipas (W)

Daya Turbin

(W)

Efisiensi (%)

1 Selector

1 0.4464 11.16 0.0105 2.05 21.525 3.02 14.03

2 Selector

1 0.4388 10.97 0.0105 2.05 21.506 2.97 13.81

3 Selector

1 0.4456 11.14 0.0101 2.05 20.985 3.02 14.39

4 Selector

1 0.4544 11.36 0.0101 2.05 20.705 3.08 14.88

5 Selector

1 0.4384 10.96 0.0099 2.05 21.730 2.97 13.67

6 Selector

1 0.4372 10.93 0.0100 2.05 19.768 2.89 14.62

7 Selector

1 0.4404 11.01 0.0095 2.05 20.090 2.78 13.84

8 Selector

1 0.4400 11.00 0.0096 2.05 20.448 2.93 14.33

9 Selector

1 0.4364 10.91 0.0096 2.04 19.584 3.04 15.52

10 Selector

1 0.4888 12.22 0.0121 2.08 25.168 8.25 32.78

(9)

Arus (A)

Daya Turbin

(W)

11 Selector

2 0.5084 12.71 0.0119 2.08 24.752 8.58 34.66

12 Selector

2 0.5036 12.59 0.0119 2.08 24.454 8.49 34.92

13 Selector

2 0.5044 13.11 0.0118 2.08 24.544 8.85 36.06

14 Selector

2 0.5080 13.06 0.0120 2.08 24.652 8.79 35.67

15 Selector

2 0.5028 12.93 0.0119 2.08 24.752 8.73 35.25

16 Selector

2 0.5048 12.99 0.0115 2.08 22.977 8.57 37.30

17 Selector

2 0.5040 12.83 0.0123 2.07 24.012 8.57 35.68

18 Selector

2 0.5072 13.02 0.0120 2.08 23.991 8.70 36.26

19 Selector

2 0.5036 12.52 0.0136 2.08 23.391 8.45 36.13

20 Selector

2 0.5248 13.02 0.0126 2.08 26.208 8.78 33.51

(10)

Arus (A)

Daya Turbin

(W)

21 Selector

3 0.5676 14.64 0.0142 2.10 29.820 12.47 41.82

22 Selector

3 0.5700 14.69 0.0140 2.10 30.420 12.69 41.98

23 Selector

3 0.5744 15.46 0.0140 2.10 31.080 13.17 42.37

24 Selector

3 0.5732 15.27 0.0145 2.10 30.660 13.05 42.42

25 Selector

3 0.5680 15.11 0.0145 2.10 30.990 13.10 42.27

26 Selector

3 0.5744 15.19 0.0150 2.10 30.990 13.23 42.68

27 Selector

3 0.5740 15.09 0.0159 2.10 31.500 13.36 42.41

28 Selector

3 0.5800 14.78 0.0151 2.08 30.420 12.52 41.16

29 Selector

3 0.5748 15.19 0.0159 2.10 31.050 13.32 42.92

30 Selector

3 0.5584 14.05 0.0145 2.08 27.872 11.97 42.94

(11)

(12)

(13)

5. ANALISA DAN KESIMPULAN

Praktikum ini untuk menganalisis performa turbin angin berdasarkan data yang dihasilkan dari tiga selector berbeda. Masing-masing selector menyajikan sepuluh data yang meliputi kecepatan angin, putaran poros turbin (omega), arus, tegangan, daya kipas, dan daya turbin. Dari data tersebut, dilakukan visualisasi melalui lima grafik utama untuk mengevaluasi hubungan antar variabel serta mengevaluasi efisiensi turbin.

1. Kecepatan Angin terhadap Putaran Poros Turbin

Dari grafik yang dihasilkan, terlihat adanya korelasi positif antara kecepatan angin dan putaran poros turbin. Hal ini sejalan dengan prinsip dasar turbin angin, di mana semakin besar kecepatan angin, semakin besar pula energi kinetik yang diterima oleh sudu-sudu turbin, sehingga meningkatkan kecepatan rotasinya. Semua selector menunjukkan tren yang konsisten meskipun terdapat sedikit variasi dalam respon tiap selector.

2. Kecepatan Angin terhadap Arus

Hubungan antara kecepatan angin dan arus menunjukkan bahwa arus cenderung meningkat seiring bertambahnya kecepatan angin. Ini menunjukkan bahwa generator pada turbin merespons kecepatan angin dengan meningkatkan output arus. Meskipun variasi antar selector terlihat, polanya tetap mendukung peningkatan performa saat kecepatan angin bertambah.

3. Kecepatan Angin terhadap Tegangan

Berbeda dengan arus, tegangan yang dihasilkan tidak menunjukkan peningkatan yang signifikan dan cenderung stabil. Ini menunjukkan bahwa sistem kelistrikan pada turbin memiliki pengatur tegangan (voltage regulator) atau bahwa output tegangan dari generator dirancang untuk tetap berada dalam kisaran tertentu demi keamanan dan efisiensi operasional.

4. Kecepatan Angin terhadap Daya Kipas

Daya kipas meningkat seiring bertambahnya kecepatan angin. Hal ini wajar karena semakin tinggi kecepatan angin yang ingin dihasilkan oleh kipas, semakin besar energi listrik yang dibutuhkan oleh motor kipas. Ini menunjukkan adanya kebutuhan daya yang lebih tinggi untuk menguji performa turbin dalam kondisi angin lebih ekstrem.

(14)

5. Kecepatan Angin terhadap Daya Turbin

Peningkatan daya turbin sangat jelas terlihat dari grafik. Semakin besar kecepatan angin, semakin besar daya listrik yang dapat dihasilkan oleh turbin. Performa masing-masing selector menunjukkan pola yang serupa, dengan Selector 3 cenderung menghasilkan daya yang lebih tinggi pada kecepatan angin yang sama dibandingkan Selector 1 dan 2.

(15)

LAMPIRAN

(16)