Waktu dan Tempat Penelitian Alat dan Bahan

1 5 2 4 3 Gambar 3.3. Desain kincir angin tipe propeler dua sudu Pembahasan secara detail dari bagian-bagian penting kincir pada gambar 3.2 adalah sebagai berikut: 1. Tiang Penyangga Kincir Fungsi dari Tiang Penyangga Kincir adalah untuk menopang keseluruhan komponen pada kincir. Bahan dalam pembuatannya menggunakan pipa berukuran 1,5 in. Rumahan bantalan dibuat dengan menggunakan profil persegi berukuran 60 x 60 mm. Komponen tiang penyangga dibuat dengan sambungan pengelasan. 2. Pemegang Sudu Kincir Model kincir angin yang diteliti memerlukan variasi posisi sudut pada sudu terhadap arah datangnya angin, maka pemegang sudu kincir dibuat dengan 2 macam komponen yang dapat diatur posisinya. Bagian tersebut adalah 2 buah blade holder yang berfungsi untuk memegang sudu kincir. Blade holder ini terpasang pada support yang berfungsi untuk meletakan kincir pada poros utama dan untuk menopang bagian sudu dan blade holder. a b Gambar 3.4. Bagian-Bagian Pemegang Sudu Kincir Keterangan gambar: a. Support b. Blade Holder Blade holder dan support di terpasang seperti pada Gambar 3.3, posisi ini membuat kedua jenis komponen itu dapat diatur posisinya sehingga besar sudut sudu kincir terhadap arah datang angin dapat divariasikan. Pemasangan blade holder pada support menggunakan pengencang set screw M4. Blade holder terbuat dari plat MS mild steel yang disambung secara pengelasan pada aksis dengan bahan MS berdiameter 6 mm. Sedangkan support terbuat dari alumunium. 3. Sudu Kincir Sudu kincir dalam penelitian ini dibuat dengan bahan dari pipa PVC berdiameter 6 in. Sudu ini dibuat dengan cara membagi pipa pada penampang lingkaran dengan pembagian sudut 75° sehingga diperoleh lebar sudu 62,5 mm. Untuk memperoleh diameter kincir sebesar 800 mm maka kedua sudu dibuat masing-masing sepanjang 380 mm. Bentuk sudu dibuat meruncing ke ujung dengan sudut 10°. Sudu dipasang pada blade holder untuk mengatur variasi sudut terhadap arah datang angin. a b c Gambar 3.5. Komponen Kincir Angin: a Sudu Kincir, b Sistem Pengereman, c Moncong. 4. Moncong Moncong dalam penelitian ini berfungsi sebagai variabel untuk mengarahkan angin. Dengan ada atau tidaknya moncong dapat berpengaruh terhadap hasil pengambilan data. Pembuatan moncong menggunakan bahan fiber glass dengan pertimbangan beban yang ringan. 5. Sistem Pembebanan Sistem pembebanan pada penelitian ini dengan menggunakan sistem pengereman melalui sebuah piringan. Tujuan sistem pembebanan ini adalah untuk mencari besarnya momen puntir yang dihasilkan oleh kincir yang diakibatkan oleh beban atau gaya pengereman. Besar gaya pengereman pada piringan ini dapat diatur dengan besar beban tertentu. Prinsip kerja pembebanan ini adalah dengan memberi gaya pengereman pada sebuah piringan yang terhubung pada poros utama kincir angin. Piringan yang terbebani ini akan menarik neraca pegas dengan panjang lengan tertentu. Torsi diperoleh melalui angka yang terbaca pada neraca pegas dikalikan dengan panjang lengan torsi. Pengambilan data unjuk kerja kincir angin tipe propeler dua sudu memerlukan peralatan penunjang yang sangat vital sebagai sarana simulasi sumber angin dan alat ukur yang terkalibrasi untuk mencatat prestasi yang dicapai dalam pengujian kincir, peralatan tersebut antara lain: 1. Terowongan Angin Terowongan angin ini berfungsi sebagai alat simulasi percobaan unjuk kerja kincir angin. Dimensi terowongan ini adalah 1,2 m x 1,2 m x 2,5 m. Dalam terowongan angin ini kecepatan angin dapat disimulasikan dengan kecepatan yang bervariasi. Untuk menghasilkan angin yang bertiup dari udara luar melewatt ruangan terowongan angin maka tekanan dalam ruangan tersebut dibuat lebih rendah daripada tekanan udara sekitar. Pengurangan tekanan ini dengan menggunakan blower yang diatur pada jarak yang bervariasi hingga mendapatkan kecepatan angin yang diinginkan sesuai yang ditunjukan pada anemometer. a b c d e Gambar 3. 6. Peralatan penunjang pengambilan data: a Terowongan Angin, b Blower, c Anemometer, d Tachometer, e Neraca Pegas. 2. Blower Hembusan angin yang terjadi pada terowongan angin dibuat dengan menciptakan tekanan yang lebih rendah pada ruangan terowongan terhadap tekanan udara sekitar. Tekanan yang lebih rendah ini terjadi karena udara yang berada dalam ruang terowongan disedot keluar menuju udara sekitar sehingga tekanan yang berada dalam terowongan menjadi lebih rendah dan udara luar mengalir untuk menyeimbangkan tekanan. Penghisapan udara ini menggunakan blower yang digerakan oleh motor listrik 5,5 kw yang ditransmisikan pada poros baling-baling penghisap dengan transmisi puli. 3. Anemometer Pengaturan kecepatan angin sesuai kebutuhan pengambilan data menggunakan indikator anemometer. Alat ini berfungsi untuk mengetahui kecepatan angin. Dalam pengukuran kecepatan angin sesuai dengan data yang diutuhkan, posisi anemometer diletakan di bagian depan terowongan angin. Kecepatan angin yang diperoleh ditampilkan dalam bentuk digital pada display anemometer yang dipakai. 4. Tachometer Besar kecilnya hembusan angin yang masuk dalam terowongan angin akan memengaruhi putaran poros kincir angin. Hasil dari pengambilan data besar kecilnya putaran poros digunakan sebagai variabel dalam pengolahan data. Putaran poros tersebut diukur dengan menggunakan tachometer. Prinsip kerja alat ini menggunakan prinsip pantulan cahaya yang diterima oleh sensor karena perbedaan intensitas yang diakibatkan oleh reflektor. Reflektor ini dipasang pada sebuah piringan yang terdapat pada alat pembebanan. 5. Neraca Pegas Dalam pengolahan data diperlukan variabel berupa torsi atau momen puntir yang diderita poros kincir. Torsi pada kincir dapat diketahui dengan mengukur beban pengimbang torsi yang dialami kincir. Beban ini diukur dengan mengguanakan neraca pegas. Neraca pegas terpasang pada sebuah lengan dengan jarak tertentu dari sumbu putar kincir yang telah ditentukan.

3.5 Variabel Penelitian

Untuk memperoleh rancangan kincir yang mampu bekerja secara maksimal diperlukan eksperimen dengan variabel pemasangan kincir. Variabel yang digunaan dalam penelitian yaitu 1. Variasi pembebanan pada kincir angin untuk memperoleh besar torsi yang dihasilkan. 2. Variasi posisi sudut sudu terhadap arah putar kincir yaitu sebesar 0°, 10°, dan 20°. 3. Variasi pemasangan dengan atau tanpa moncong pada kincir angin. 4. Variasi kecepatan angin. Variabel yang diukur dalam penelitian yang didapat dari variasi tersebut antara lain: 1. Kecepatan angin ʋ 2. Angka putaran kincir poros n 3. Gaya pengimbang torsi F

3.6 Parameter Penelitian yang Dihitung

Untuk mendapatkan rancangan terbaik dari variasi kincir angin dalam penelitian, parameter yang dihitung dan pertimbangan adalah: 1. Daya yang tersedia pada angin P in 2. Daya yang dihasilkan kincir P out 3. Koefisien daya kincir Cp 4. Kecepatan ujung sudu tsr

3.7 Langkah Pengambilan Data

Pada percobaan dalam penelitian kincir angin ini, data yang diambil adalah kecepatan angin, kecepatan putar poros kincir angin, besarnya pembebanan pada kincir. Data-data tersebut diambil dalam waktu yang bersamaan. Tahapan-tahapan pengambilan data adalah sebagai berikut: 1. Memposisikan neraca pegas dengan tali pengait terhadap sistem pembebanan. 2. Memposisikan besarnya sudut kemiringan sudu kincir sesuai data yang diambil dengan pemasangan moncong atau tidak. 3. Menghubungkan kincir angin dengan sistem pembebanan. 4. Pengaturan kecepatan angin dilakukan dengan cara menggeser posisi blower terhadap bagian belakang terowongan angin. 5. Menghidupkan blower setelah semua peralatan siap. 6. Memposisikan manometer di mulut terowongan angin untuk mengukur kecepatan angin.