Kincir angin tipe propeler dapat ditunjukkan pada Gambar 2.8. Jenis kincir propeler ini memiliki keunggulan yakni :
a. Konstruksi kincir lebih sederhana. b. Mampu berputar dengan kecepatan yang tinggi.
c. Daya yang dihasilkan lebih besar. d. Angin langsung jatuh menuju rotor sudu.
e. Tidak memerlukan sudut orientasi. f. Posisi pemasangan yang tinggi jauh dari permukaan tanah sehingga aman.
2.4 Rumus perhitungan
Rumus-rumus yang digunakan untuk perhitungan dan analisis dari kerja kincir angin yang diteliti adalah sebagai berikut.
2.4.1 Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang terdapat di dalam suatu benda yang bergerak, dapat dihitung dengan Persamaan 1
E
k
= ½ m v
2
1 pada Persamaan 1
E
k
= energi kinetik, Joule m
= massa udara, kgm
3
v = kecepatan angin, ms
Daya adalah energi per satuan waktu, maka dituliskan dengan Persamaan 2
P
in
= ½
ṁ v
2
2 pada Persamaan 2
P
in
= daya angin, Watt ṁ = massa udara yang mengalir dalam satuan waktu, kgs
maka ṁ dapat dihitung dengan Persamaan 3
ṁ = ρ A v 3 pada Persamaan 3
ρ = massa jenis udara, kgm
3
A = daerah sapuan kincir swept area, m
2
Dengan menggunakan Persamaan 3, maka daya angin P
in
dapat dinyatakan dengan persamaan :
P
in
= ½
ρ A v v
2
, yang dapat disederhanakan menjadi Persamaan 4 :
P
in
= ½
ρ A v
3
4
2.4.2 Tip Speed Ratio tsr
Tip Speed Ratio adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir
angin dengan kecepatan angin. Kecepatan pada ujung sudu dapat dihitung dengan Persamaan 5
v
t
= ω r 5
pada Persamaan 5 v
t
= kecepatan ujung sudu ω = kecepatan sudut, rads
r = jari-jari kincir, m
sehingga tsr dapat dihitung dengan Persamaan 6 tsr =
6
pada Persamaan 6 r
= jari-jari kincir, m n
= putaran poros kincir per menit, rpm v
= kecepatan angin, ms
2.4.3 Torsi
Torsi adalah hasil kali dari gaya pembebanan F dengan panjang lengan torsi l, yang dapat dinyatakan dengan Persamaan 7
T = F l 7
pada Persamaan 7 F
= gaya pembebanan, N l
= panjang lengan torsi ke poros, m
2.4.4 Daya
Daya yang dihasilkan kincir P
out
adalah daya yang dihasilkan akibat adanya angin yang melintasi sudu kincir, sehingga daya kincir yang dihasilkan
oleh gerakan melingkar kincir dapat dirumuskan : P
out
= T ω 8
pada Persamaan 8 T
= torsi, N.m ω = kecepatan sudut, rads
kecepatan sudut dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut : ω = n
= n =
Dengan ini untuk daya yang dihasilkan kincir dapat dinyatakan dengan Persamaan 9
P
out
= T ω
P
out
= T 9 pada Persamaan 9 :
P
out
= daya yang dihasilkan kincir, watt n
= putaran poros, rpm
2.4.5 Koefisien Daya C
p
Koefisien daya adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir P
out
dengan daya yang dihasilkan oleh angin P
in
sehingga, dapat dinyatakan pada Persamaan 10
C
p
= 10
pada Persamaan 10 C
p
= koefisien daya, P
out
= daya yang dihasilkan oleh kincir, Watt P
in
= daya angin, Watt
