Kincir angin poros horizontal Kincir angin poros vertikal

BAB II DASAR TEORI

2.1 Konsep Dasar Angin

Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari tempat bertekanan udara tinggi ke tempat bertekanan udara rendah. Perbedaan tekanan udara disebabkan oleh perbedaan suhu udara akibat pemanasan atmosfer yang tidak merata oleh sinar matahari. Simbolon, 2012

2.2 Kincir Angin

Kincir angin adalah sebuah alat yang didesain sedemikian rupa dan digunakan untuk menangkap energi angin dan mengubahnya menjadi energi mekanik sehingga dapat dimanfaatkan untuk berbagai pekerjaan seperti menumbuk biji-bijian, memompa air, dan yang saat ini paling banyak dikembangkan adalah sebagai pembangkit listrik. Hoesin, 1976 Kincir angin dibedakan menjadi dua kelompok besar berdasarkan porosnya, yaitu kincir angin poros horizontal dan kincir angin poros vertikal.

2.2.1 Kincir angin poros horizontal

Kincir angin poros horizontal adalah kincir angin yang memiliki poros rotor utama di puncak menara. Kincir berukuran kecil biasanya menggunakan ekor untuk menjaga kincir tetap mengarah pada arah angin, sedangkan kincir berukuran besar biasanya digerakan oleh motor listrik dengan sensor untuk menjaga agar kincir tetap menghadap ke arah angin. Poros kincir dapat berputar 360 terhadap sumbu vertikal untuk menyesuaikan arah angin. Sebagian besar kincir berukuran besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat. Ada beberapa kincir angin poros horizontal yang paling sering dikembangkan yaitu kincir angin propeler seperti yang dinyatakan pada Gambar 2.1 dan kincir angin American multiblade pada Gambar 2.2. Gambar 2.1. Kincir angin propeler Sumber: lintas.me.com, diakses 21 April 2015 Gambar 2.2. Kincir angin American multiblade Sumber: news.okezone.com, diakses 21 April 2015 Ada beberapa kelebihan atau keunggulan yang dimiliki kincir angin poros horizontal jika dibandingkan dengan kincir angin poros vertikal diantaranya adalah: a. Menara yang tinggi membuat kincir angin dapat mendapat akses angin yang lebih baik. b. Mampu mengkonversikan energi angin pada kecepatan tinggi. c. Kecepatan putar kincir relatif lebih tinggi jika dibanding sumbu vertikal dengan kecepatan angin yang sama. Meskipun memiliki beberapa kelebihan, kincir angin poros horizontal juga memiliki kekuranga atau kelemahan diantaranya adalah: a. Menara relatif tinggi sehingga memerlukan banyak material. Hal ini menyebabkan biaya pembuatan menjadi besar. b. Kincir dipasang pada puncak menara sehingga pemasangannya memerlukan crane yang tinggi. c. Kincir tidak dapat mererima angin dari segala arah sehingga membutuhkan perangkat tambahan untuk menjaga kincir tetap mengarah pada angin.

2.2.2 Kincir angin poros vertikal

Kincir angin poros vertikal adalah kincir angin yang memiliki poros rotor utama yang tegak lurus terhadap sumbu horizontal. Menara atau tiang penyangga kincir ini biasanya juga berfungsi sebagai poros utamanya. Kincir angin sumbu vertikal dapat menerima angin dari segala arah.. Ada beberapa kincir angin poros vertikal yang paling sering dikembangkan untuk kebutuhan industri maupun kepentingan penelitian, diantaranya adalah kincir angin Savonius seperti pada Gambar 2.3 dan kincir angin Darrieus seperti pada Gambar 2.4. Gambar 2.3. Kincir Angin Savonius Sumber: flickr.com, diakses 25 Febuari 2015 Gambar 2.4. Kincir Angin Darrieus Sumber: brighthub.org, diakses 25 Febuari 2015 Kincir angin poros vertikal juga memiliki beberapa kelebihan dan keunggulan jika dibanding dengan kincir angin poros horizontal, diantaranya adalah: a. Dapat menerima angin dari segala arah. b. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar. c. Secara teoritis tidak menggunakan banyak material. d. Komponen-komponennya dapat dipasang dekat dengan tanah sehingga mudah dirawat dan diperbaiki. Terlepas dari beberapa kelebihan yang dimiliki, kincir angin poros vertikal juga memiliki kekurangan-kekurangan, diantaranya adalah: a. Karena umum dipasang dekat dengan permukaan tanah, maka angin yang diperoleh kurang maksimal.. b. Untuk tipe Darrieus kurang mampu mengawali putaran sendiri sehingga memerlukan alat bantu untuk memulai putaran c. Untuk mengganti bantalan keseluruhan rotor harus dilepas. d. Kincir angin poros vertikal yang menggunakan tali baja untuk menyangganya. e. Tekanan pada bantalan dasarnya besar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan.

2.3 Rumus-Rumus Perhitungan