Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Altern Sistem

kebakaran di kapal ataupun kematian. Selain itu, perencanaan yang baik akan dapat menghemat biaya operasional Koenhardono, 2009. Mengacu pada data statistik yang diinformasikan oleh IMO, ILO dan FAO bahwa 7 persen kecelakaan fatal terjadi di industri penangkapan ikan dan setiap tahunnya terjadi sekitar 24.000 kecelakaan tersebut, dimana 80 persen kecelakaan kapal disebabkan oleh kesalahan manusia. Salah satu faktor penyebab kapal tersebut mengalami kecelakaan yaitu kapal tersebut tidak dilengkapi dengan peralatan navigasi yang sesuai dengan aturan yang berlaku, baik secara nasional dan internasional, contohnya penggunaan lampu navigasi. Dalam penelitian ini, dibuat suatu turbin angin mini tipe propeller yang digunakan sebagai alternatif pembangkit listrik, dengan alternator mobil yang berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Selanjutnya, arus dan daya listrik yang dihasilkan digunakan untuk mengisi ulang baterai accu yang kemudian akan digunakan untuk kebutuhan listrik lampu. Lampu yang digunakan yaitu tiga buah rangkaian lampu LED putih, merah dan hijau, dimana daya yang diperlukan oleh lampu LED ini jauh lebih hemat dibandingkan dengan lampu biasa.

1.2 Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk: 1 Mengetahui pengaruh waktu siang dan malam terhadap besarnya kecepatan angin kmjam di daerah penelitian. 2 Mengetahui tipe angin berdasarkan kecepatan angin kmjam rata-rata di daerah penelitian menurut tabel skala Beaufort. 3 Mengetahui pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu pada turbin angin terhadap kecepatan putaran per menit rpm alternator. 4 Mengetahui perbandingan lama waktu pengisian baterai oleh turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu. 5 Mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan rangkaian lampu LED.

1.3 Manfaat Penelitian

1 Bagi penulis, menambah pengetahuan mengenai pemanfaatan energi angin sebagai energi alternatif baik secara teori maupun praktek. 2 Bagi nelayan, memberikan informasi kepada nelayan mengenai pemanfaatan energi angin turbin angin sebagai alternatif pengganti sumber energi listrik untuk lampu navigasi pada kapal penangkap ikan. 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Angin dan Proses Terjadinya Angin

Menurut Harun 1987 yang diacu oleh Setiono 2006, adanya perbedaan suhu antara wilayah yang satu dengan wilayah yang lain di permukaan bumi ini menyebabkan timbulnya angin. Terjadinya perputaran udara yaitu perpindahan udara dari daerah khatulistiwa suhu tinggi ke daerah kutub suhu rendah dan sebaliknya dari daerah kutub suhu rendah ke daerah khatulistiwa suhu tinggi. Perpindahan udara atau gesekan udara terhadap permukaan bumi inilah yang disebut dengan angin. Perbedaan suhu di permukaan bumi dikarenakan penyinaran matahari ke bumi dan peredaran bumi terhadap matahari. Oleh karena itu, adanya angin pada suatu wilayah tergantung perbedaan suhu, sehingga dapat dikatakan secara periodik angin di suatu wilayah dibangkitkan kembali selama ada perbedaan suhu oleh penyinaran matahari. Atas dasar hal tersebut, angin dapat dikatakan sebagai sumber daya energi terbarukan. 2.1.1 Alat ukur kecepatan angin Menurut Safarudin 2003 yang diacu oleh Alamsyah 2007, untuk memperkirakan kecepatan angin di lokasi, dapat dipergunakan dua teknik. Teknik pertama yaitu menggunakan alat yang disebut anemometer, sedangkan teknik kedua yaitu menggunakan pengamatan langsung berdasarkan Skala Beaufort. 1 Anemometer Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Anemometer jenis mangkok adalah yang mempunyai sumbu vertikal dan tiga buah mangkok yang berfungsi menangkap angin. Sumber: Safarudin 2003 diacu oleh Alamsyah 2007 Gambar 1 Anemometer. Jumlah putaran per menit dari poros anemometer dihitung secara elektronik. Biasanya, anemometer dilengkapi dengan sudut angin untuk mendeteksi arah angin. Jenis anemometer lain adalah anemometer ultrasonik atau jenis laser yang mendeteksi perbedaan fase dari suara atau cahaya koheren yang dipantulkan dari molekul-molekul udara. 2 Skala Beaufort Menurut Hofman 1987 yang diacu oleh Alamsyah 2007, kecepatan angin dan tipe angin juga dapat diperkirakan dengan menggunakan skala Beaufort, dimana skala Beaufort memperkirakan kecepatan angin berdasarkan kondisi visual yang terdapat di daratan dan lautan. Sehingga, dapat ditentukan tipe angin di suatu wilayah berdasarkan besarnya kecepatan angin di wilayah tersebut. Berikut tabel skala Beaufort beserta penjelasannya dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini. Tabel 1 Skala Beaufort. Skala Beaufort Skala Petersen Uraian jelas dari angin Kecepatan angin Lazim dipakai di laut Lazim dipakai di darat ms kmjam 0 Datar Suasana sunyi Tidak ada angin 0-0,2 0-1 1 Datar Lemah dan sunyi Angin lemah 0,3-1,5 2-5 2 Riakan ringan Kesejukan lemah Angin lemah 1,6- 3,3 6-11 3 Riakan ringan sampai bergelombang Kesejukan ringan Angin lemah 3,4-5,4 12-19 4 Bergelombang Kesejukan sedang Angin sedang 5,5-7,9 20-28 5 Dahsyat Angin sepoi – sepoi yang segar Angin yang cukup kencang 8,0-10,7 29-38 6 Laut yang agak dahsyat Angin sepoi – sepoi yang kaku Angin kencang 10,8-13,8 39-49 7 Laut yang liar - Angin keras 13,9-17,1 50-61 Skala Beaufort Skala Petersen Uraian jelas dari angin Kecepatan angin Lazim dipakai di laut Lazim dipakai di darat ms Kmjam 8 Laut yang tinggi - Angin taufan 17,2-20,7 62-74 9 Laut yang tinggi - Taufan 20,8-24,4 75-88 10 Laut yang sangat tinggi - Taufan berat 24,5-28,4 89-102 11 Laut yang luar biasa tinggi - Badai 28,5-32,6 103-117 12 Liar - Badai 32,6 117 Sumber: Hofman 1987 diacu oleh Alamsyah 2007

2.1.2 Jenis –jenis angin

Menurut Wyrtki 1961 yang diacu oleh Suardi 2009, secara umum angin dapat dibagi menjadi angin lokal dan angin musim. Salah satu yang termasuk ke dalam angin lokal yaitu angin angin laut dan angin darat. 1 Angin laut Angin laut terjadi ketika pada pagi hingga menjelang sore hari, daratan menyerap energi panas lebih cepat dari lautan. Sehingga suhu udara di darat lebih panas daripada di laut, akibatnya udara panas di daratan akan naik dan digantikan udara dingin dari lautan. 2 Angin darat Angin darat terjadi ketika pada malam hari energi panas yang diserap permukaan bumi sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan udara dingin, sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses dilepaskan ke udara. Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin dari daratan bergerak menggantikan udara yang naik di lautan sehingga terjadi aliran udara dari darat ke laut, dan biasanya angin darat terjadi pada tengah malam dan dini hari. Kedua angin ini banyak dimanfaatkan oleh para nelayan tradisional untuk menangkap ikan di laut. Pada malam hari saat bertiupnya angin darat, para nelayan pergi menangkap ikan di laut. Sebaliknya pada siang hari saat bertiupnya angin laut, para nelayan pulang dari penangkapannya.

2.1.3 Pola umum angin di Indonesia

Pola angin yang sangat berperan di Indonesia yaitu angin muson. Hal ini disebabkan karena Indonesia teletak di antara dua benua yaitu Benua Asia dan Australia dan di antara dua samudera yaitu Samudera Pasifik dan Samudera Hindia. Menurut Wyrtki 1961 yang diacu oleh Suardi 2009, keadaan musim di Indonesia terbagi menjadi tiga golongan, yaitu : 1 Musim Barat Oktober – April Di Pulau Jawa angin ini dikenal sebagai angin muson barat laut, musim barat umumnya membawa curah hujan yang tinggi di Pulau Jawa. Angin muson barat berhembus pada bulan Oktober - April, terjadi pergerakan angin dari benua Asia ke benua Australia sebagai angin muson barat. Angin ini melewati Samudera Pasifik dan Samudera Indonesia serta Laut Cina Selatan. Karena melewati lautan tentunya banyak membawa uap air dan setelah sampai di kepulauan Indonesia turun hujan. Setiap bulan November, Desember, dan Januari Indonesia bagian barat sedang mengalami musim hujan dengan curah hujan yang cukup tinggi. 2 Musim Timur April - Oktober Angin muson timur berhembus setiap bulan April - Oktober, dimana selama musim timur biasanya Pulau Jawa mengalami kekeringan. Terjadi pergerakan angin dari benua Australia ke benua Asia melalui Indonesia sebagai angin muson timur. Angin ini tidak banyak menurunkan hujan, karena hanya melewati laut kecil. Oleh sebab itu, di Indonesia sering menyebutnya sebagai musim kemarau. 3 Musim Peralihan Diantara musim penghujan Musim Barat dan musim kemarau Musim Timur terdapat musim lain yang disebut Musim Pancaroba Peralihan. Adapun ciri-ciri musim pancaroba peralihan, yaitu antara lain udara terasa panas, arah angin tidak teratur, sering terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu yang singkat dan lebat. Musim peralihan terbagi menjadi dua periode, yaitu periode Maret – Mei dikenal seagai musim Peralihan I atau Muson pancaroba awal tahun. Sedangkan, periode September – November disebut musim peralihan II atau musim pancaroba akhir tahun. Pada musim-musim peralihan, matahari bergerak melintasi khatulistiwa, sehingga angin menjadi lemah dan arahnya tidak menentu.

2.2 Jenis

Men mesin atau yang dige alat untuk Safarudin dua jenis, 1 Turbin seperti diarahk 2 Turbin digolon kali dit Darrieu gambar

2.2.1 Kon

Men beberapa m tersebut ya 1 Sudu Sudu m energi kin Turbin An nurut Kamu u motor yan erakkan oleh k merubah e 2003 yan yaitu turbin n angin Pro baling – ba kan sesuai d n angin Da ngkan dalam temukan ol us yaitu tid r turbin ang Sumber Gam nstruksi tur nurut Trihar macam sub aitu sebagai merupakan netik dari an ngin us Besar Ba ng roda pen h aliran air, energi angi ng diacu ole n angin prop opeller ada aling pesaw dengan arah rrieus meru m jenis turb eh GJM Da ak memerlu gin dapat dil r: Safarudin 2 mbar 2 Turb rbin angin ryanto 200 b sistem yan i berikut : bagian roto ngin dan diru ahasa Indon nggeraknya , uap atau u in energi g eh Alamsya peller dan tu alah jenis t wat terbang p angin yang upakan sua in angin be arrieus tahu ukan mekan lihat pada G 2003 diacu o bin angin Pr 07, kontru ng dapat me or dari turb ubah ke dal nesia KBBI a berporos d udara. Seda gerak menj ah 2007, t urbin angin turbin angin pada umum g paling ting atu sistem k erporos tega un 1920. K nisme orien Gambar 2 di leh Alamsyah ropeller dan uksi turbin eningkatkan bin angin, d lam energi g I, pengerti dengan sudu angkan, turb jadi energi turbin angin n darrieus. n dengan p mnya. Turbin ggi kecepata konversi en ak. Turbin a Keuntungan tasi pada ar bawah ini. h 2007 n Darieus. angin secar n efisiensi d dimana roto gerak putar. ian turbin a u baling-ba bin angin a listrik. Me n dibagi me poros horiz n angin ini annya. nergi angin angin ini per dari turbin rah angin. U ra umum t dari turbin or ini mene . adalah aling adalah enurut enjadi zontal harus yang rtama jenis Untuk terdiri angin erima 1 Model sudu Model sudu yang umum digunakan untuk turbin angin tipe horizontal propeller terbagi menjadi tiga bentuk, yaitu 1 bentuk persegi panjang, 2 bentuk taper linier terbalik dan 3 bentuk taper linier. Seperti terlihat pada Gambar 3 di bawah ini. 1 2 3 Sumber: Triharyanto 2007 Gambar 3 Jenis-jenis model sudu. Model sudu yang paling baik adalah yang mendekati bentuk streamline, dalam pengujian ini digunakan bentuk taper linear sebagai bentuk yang mendekati kondisi streamline. Menurut Hofman 1987 yang diacu oleh Alamsyah 2007, untuk mendapatkan hasil yang optimal dari sebuah turbin angin, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut yaitu bentuk sudu seperti sekrup atau memuntir, sehingga aerodinamisnya semakin baik. Untuk mendapatkan energi yang lebih baik, puli dipasang langsung pada rotor. Serta sudu yang ideal berjumlah 3 buah sudu, karena menghasilkan pembagian gaya dan keseimbangan yang lebih baik. 2 Jumlah sududaun pada baling-baling Menurut Jhon 1985 yang diacu oleh Guntoro 2008, menyatakan bahwa semakin besar luas baling-baling maka akan menghasilkan gaya yang besar pula. Akibatnya akan menyebabkan putaran rotor yang semakin cepat dan menghasilkan daya listrik keluaran yang semakin besar. Demikian pula, dengan menambah jumlah sudu pada baling-baling akan menambah luas baling-baling yang berarti akan menambah gaya pada turbin sehingga akan memperbesar putaran rotor. Selain itu menurut Guntoro 2008, bahwa semakin banyak jumlah sudu pada baling-baling efisiensi daya listriknya cenderung semakin besar. Hal ini terjadi karena gaya angkat angin menjadi besar dengan bertambahnya luas baling-baling luas bertambah karena jumlah sudu bertambah sehingga kecepatan putaran rotor alternator juga semakin lebih besar, akibatnya daya dan arus listrik yang dihasilkan juga semakin besar. Menurut Fyson 1985 yang diacu oleh Sambada 2001, baling-baling pada kapal adalah alat untuk melanjutkan putaran yang diberikan mesin utama yang disalurkan melalui poros shafting baling-baling yang berupa kekuatan hantar delivered horse power menjadi tenaga dorong thrust horse power untuk melakukan gerakan atau mendorong kapal. Dimensi propeller menurut Fyson 1985 terdiri dari diameter baling-baling Dp, diameter hub biasanya 0,2 Dp, Disc Area Ratio DAR adalah total luas daun baling-baling per luas sapuan baling-baling, dan untuk baling-baling kapal berdaun tiga biasanya memiliki nilai DAR =0,5. Bentuk daun baling-baling secara melintang dan membujur, rake dan skew, pitch dan slip. Menurut Harvald 1992 yang diacu oleh Sambada 2001, semakin sedikit jumlah daun baling-baling semakin tinggi efisiensi baling-baling. Hal ini berlaku jika angka maju mempunyai harga yang tetap. Dengan harga maju yang sudah tertentu demikian itu maka berarti harus dipilih baling-baling dengan jumlah daun yang sesedikit mungkin. Tetapi jika dilakukan perhitungan dengan menganggap bahwa kecepatan, dan dengan demikian daya baling- baling yang diperlukan serta garis tengah baling-baling semuanya sudah tertentu, dan memenuhi kriteria kavitasi maka penambahan jumlah daun baling-baling akan menurunkan efisiensi. Jumlah daun baling-baling tidak memiliki pengaruh yang berarti pada daya yang diperlukan untuk menggerakkan kapal. 2 Generator Generator merupakan salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin, karena generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. 3 Tower Tower atau tiang penyangga yaitu bagian struktur dari turbin angin horizontal yang memiliki fungsi sebagai struktur utama penopang dari komponen sistem terangkai sudu, poros dan generator.

2.3 Altern

Men adalah su Pengubaha dilakukan sebuah pu stator. Aru utama pad yang mem tambahan, memperha dan semu alternator Kec rpm alte dengan se kecepatan alternator. akan rend tinggi Ala

2.4 Sistem

Men tidak sep tidak men nator Mobil nurut Nipon uatu mesin an energi a memakai a ulley yang m us bolak-bal da alternato mbangkitkan , terdapat alus putaran a bagian te r mobil disa epatan angi ernator. D emakin cepa n angin km . Selain itu, dah. Sebalik amsyah, 20 m Penyimpa nurut Alam panjang har nentu, oleh l ndenso 19 yang men angin menja alternator m memutarkan lik ini diuba or adalah ro n arus listr pula brush n rotor dan ersebut dipe ampaikan pa Sum Ga in kmjam Dimana, sem atnya putar mjam berb , pada alter knya, semak 07. anan Energ msyah 2007 ri angin aka karena itu 80 yang d ngubah ten adi energi l mobil, energ n rotor dan ah menjadi otor yang m rik dan dio h yang me fan untuk m egang oleh ada Gambar mber: Setiono ambar 4 Alt sangat be makin tingg ran rpm a banding lu rnator mob kin tinggi gi Listrik 7, karena t an selalu te digunakan diacu oleh naga mekan listrik pada gi mekanik membangk arus searah membangkitk de yang m engalirkan mendingink front dan r 4 di bawah o 2006 ternator mo erpengaruh gi kecepata lternator, h urus dengan il, saat rpm rpm maka terbatasnya ersedia ma alat penyim Setiono 2 nik menjad alat-alat y dan mesin kitkan arus b h oleh diode kan elektrom menyearahka arus ke r kan rotor, s rear frame h ini. obil. terhadap ke an angin hal ini mem n kecepatan m rendah m keluaranny a ketersedia aka ketersed mpan energi 2006, alter di tenaga li ang kecil diterima m bolak-balik e, Bagian-b magnetik. S an arus. Se otor coil u tator serta e. Untuk ga ecepatan pu kmjam d mbuktikan b n putaran maka keluara ya akan sem aan energi diaan listrik i yang berf 11 rnator istrik. dapat elalui k pada bagian Stator ebagai untuk diode ambar utaran diikuti bahwa rpm annya makin angin k pun fungsi sebagai masyaraka menurun, Oleh kare terjadi ke penggunaa Peny energi, co listrik ada yang cuku memenuhi Gambar 5

2.5 Sistem