setelah dicapai batas minimum untuk menggerakan turbin secara mandiri.
Gambar 2.9 Kincir anginGiromill Sumber : www.wind-works.org
2.5 RUMUS PERHITUNGAN
Berikut ini adalah rumus-rumus yang dipergunakan dalam perhitungan unjuk kerja kincir angin :
2.5.1 Energi dan Daya Angin
Energi yang terdapat pada angin adalah energi kinetik yang dirumuskan berikut ini :
1 dengan
adalah energi kinetic joule, adalah massa , dan adalah kecepatan angin
Persamaan 1 , dapat diturunkan terhadap waktu untuk memperoleh daya yang disediakan angin yaitu Js maka persamaan tersebut dapat ditulis
menjadi : 2
dengan adalah daya yang dihasilkan angin Js = watt , adalah massa
udara yang mengalir per satuan waktu kgs , dan adalah kecepatan angin
ms. dengan :
3 dimana
adalah massa jenis udara 1.18kg ,
adalah luas frontal kincir .
Dengan substitusi, persamaan 2 dan persamaan 3, daya angin dapat
dirumuskan menjadi :
Yang dapat disederhanakan menjadi : 4
2.5.2 Torsi Kincir angin
Torsi adalah sebuah gaya yang bekerja pada poros yang dihasilkan olah gaya dorong pada sumbu kincir, dimana gaya dorong ini memiliki jarak terhadap
sumbu poros yang berputar. Torsi sebuah kincir angin dapat dihitung menggunakan persamaan :
5 dengan
adalah torsi yang dihasilkan dari putaran poros Nm , adalah gaya pengimbang atau gaya pada poros akibat dari puntiran N, dan
adalah jarak lengan torsi ke poros m.
2.5.3 Daya Kincir angin
Daya kincir angin adalah daya yang dihasilkan oleh poros kincir akibat energi angin yang melintasi sudu-sudu kincir. Berdasarkan penelitan yang
dilakukan oleh seorang ilmuan Jerman bernama Albert Betz, didapatkan efisiensi maksimum kincir angin, yaitu sebesar 59,3 angka ini disebut Betz Limit.
Gambar 2.10 menunjukan karakteristik dari beberapa tipe kincir :
Gambar 2.10 Diagram Cp dan Tip speed ratio λ
Sumber : http:www.intechopen.com
Rumusan teori daya kincir yang dihasilkan oleh gerak melingkar pada poros kincir angin adalah :
6
dengan adalah daya yang dihasilkan kincir angin watt ,
adalah torsi dinamis Nm, dan
adalah kecepatan sudut rads. Kecepatan sudut
dapat didapat dari :
rad s
Dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir dinyatakan dengan persamaan :
= =
7 dengan
adalah daya yang dihasilkan kincir angin watt, adalah putaran
poros rpm.
2.5.4 Tip Speed Ratio
Tip speed ratio adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir
angin yang berputar melingkar dengn kecepatan angin yang melewatinya. Rumus kecepatan di ujung sudu
adalah : PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
dengan adalah kecepatan ujung sudu,
adalah kecepatan sudu rads, dan adalah jari-jari kincir m.
Dengan demikian Tip speed ratio dapat dirumuskan dengan :
yang dapat disederhanakan menjadi :
8 dengan
adalah jari-jari kincir m, adalah putaran poros rpm ,dan
adalah kecepatan angin ms.
2.5.5. Koefisien Daya Cp
Koefisien daya atau power coefficience Cp adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir angin
dengan daya yang dihasilkan oleh angin
. Sehingga dapat dirumuskan: 9
dengan adalah daya yang dihasilkan kincir watt,
adalah daya yang dihasilkan angin watt.
2.6. TINJAUAN PUSTAKA
Giromill sangat terkenal untuk bentuk dan desain sudu yang sederhana Mathew, 2006, perbedaan kincir angin giromill dengan Darrieus terletak pada
sudu yang melengkung dari sumbu atas sampai bawah, sedangkan giromill bentuk sudu yang vertikal dengan penopang atas dan bawah sudu, untuk perbedaan
