Selain memiliki kelebihan, adapun juga kelemahan yang dimilik oleh kincir angin sumbu horizontal atau HAWT. Menara yang tinggi serta bilah yang
panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20 dari seluruh biaya peralatan kincir angin.
Kelemahan dari desain kincir angin sumbu horizontal adalah sebagai berikut : a HAWT yang tinggi akan sulit dipasang, membutuhkan derek yang sangat
tinggi dan membutuhkan operator yang profesional. b Dibutuhkan konstruksi menara yang besar untuk menyangga bilah – bilah
yang berat, transmisi roda gigi, dan generator. c HAWT yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
d Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan landscape.
e Berbagai varian downwind mengalami kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
f HAWT membutuhkan
mekanisme kontrol yaw tambahan
untuk membelokkan kincir ke arah angin.
2.1.1.2 Kincir Angin Poros Vertikal
Kincir angin poros vertikal adalah salah satu jenis kincir angin yang posisi porosnya tegak lurus dengan arah angin atau dengan kata lain kincir jenis ini dapat
mengkonversi tenaga angin dari segala arah kecuali arah angin dari atas atau bawah. Kincir jenis ini menghasilkan torsi yang besar daripada kincir angin poros
horisontal. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Kelebihan kincir angin poros vertikal adalah : 1 Dapat menerima arah angin dari segala arah.
2 Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah. 3 Dapat bekerja pada putaran rendah.
4 Tidak memerlukan mekanisme yaw. 5 Biaya pemasangan lebih murah dibandingkan kincir angin poros
horisontal. Sedangkan kelemahan kincir angin poros vertikal adalah sebagai berikut :
1 Memiliki torsi awal yang rendah, sehingga memerlukan energi awalan untuk mulai berputar.
2 Bekerja pada putaran rendah, sehingga energi angin yang dihasilkan kecil. 3 Dari konstruksinya berat poros dan sudu yang bertumpu pada bantalan
merupakan beban tambahan. Beberapa jenis kincir angin poros vertikal yang ada di sekitar kita diantaranya
seperti terlihat pada Gambar 2.2
a b
Gambar 2.2 Kincir Angin Poros Vertikal. a Kincir angin Darrieus
dan b Kincir angin Savonius. Sumber : http:wikipedia.orgKincir_angin
.
Dalam penelitian ini akan membahas mengenai kincir angin poros horisontal tiga sudu dengan jenis propeler.
2.1.1.3 Kincir Angin Popeler
Kincir angin jenis propeler merupakan salah satu dari kincir angin poros horisontal yang biasanya bersudu tiga, empat, atau juga bersudu banyak. Kincir
jenis ini dapat bekerja pada putaran yang tinggi sehingga dapat menghasilkan daya listrik yang besar.
2.1.1.4 Faktor yang Mempengaruhi Kincir Angin
Faktor yang mempengaruhi nilai dari kincir angin berupa : 1 Energi potensial yang terdapat pada angin dapat memutarkan sudu-sudu
yang terdapat pada kincir angin tersebut. 2 Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda akibat gerakan
benda tersebut, yang dapat dirumuskan : Energi kinetik = ½ m.v
2
1
dengan : m adalah massa kg
v adalah kecepatan dari benda yang bergerak ms 3 Daya adalah energi persatuan waktu, sehingga dapat dituliskan dengan
rumus sebagai berikut : PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
P
in
= ½ ḿ v
2
2 dengan :
P
in
adalah daya angin watt ḿ
adalah massa udara yang mengalir pada satuan waktu kgs dimana :
ḿ = ρ A v
3 dengan :
ρ adalah massa jenis udara kgm3
A adalah luas penampang sudu m2 V adalah kecepatan angin ms
4 Daya angin P
in
adalah daya yang dibangkitkan oleh angin pada tiap luasan sudu, yang dapat dirumuskan :
P
in
= ½ .A.v
3
4 dengan :
adalah massa jenis udara kg A adalah luas penampang sudu m2
v adalah kecepatan aliran angin ms 5 Tip speed ratio λ adalah perbandingan kecepatan pada ujung-ujung sudu
yang berputar dengan kecepatan angin, λ dapat dirumuskan : Λ
= 5
dengan : r adalah jari - jari lingkaran penampang sudu kincir.
n adalah kecepatan putaran kincir. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6 Daya yang dihasilkan kincir P_out adalah daya yang dihasilkan kincir akibat adanya angin yang melintasi sudu kincir, sehingga daya kincir yang
dihasilkan oleh gerakkan melingkar kincir dapat dirumuskan : P
out
= T . ω 6
dengan : T adalah torsi Nm
ω adalah kecepatan sudut rads
7 Torsi adalah gaya yang bekerja pada poros dihasilkan oleh gaya dorong pada sudu kincir yang dikurangi dengan gaya hambat gaya yang
berlawanan arah. Gaya dorong ini memiliki jarak terhadap sumbu poros kincir yang berputar. Untuk perhitungan torsi dapat dihitung dengan
menggunakan rumus : T = F . r
7 dengan :
F adalah gaya N r adalah panjang lengan torsi m
8 Kecepatan sudut kincir adalah kecepatan putar kincir dalam satuan radian per detik. Kecepatan sudut dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
8
dengan ω
adalah kecepatan sudut rads n adalah kecepatan putaran kincir.
9 Koefisien daya C
p
adalah bilangan tak berdimensi yang menunjukkan perbandingan antara daya yang dihasilkan kincir dengan daya yang
dihasilkan oleh angin . Sehingga C
p
dapat dirumuskan : .100
9 dengan
P
out
adalah daya yang dihasilkan kincir P
in
adalah daya yang dibangkitkan oleh angin C
p
dari suatu kincir angin juga dapat ditentukan dengan grafik Hubungan antara C
p
dan λ dari beberapa jenis kincir.
Gambar 2.3 Grafik Hubungan antara Cp dan λ dari beberapa jenis kincir . Sumber :Wind
Energy System by Dr Gary L. Johnson
2.1.2 Alasan Pemilihan Jenis Kincir
