Tabel 4.9. Hasil perhitungan kincir angin dengan variasi lapisan anyaman bambu di bagian depan dan lapisan plat aluminium belakang sudu dengan sudut patahan
10°
S ikl
u s
Kec. Angin,
v ms
Gaya Pengimbang
gram Gaya
Pengimbang N
Putaran kincir ,
n rpm
Torsi, T
Nm kec.
Sudut, ω
rads Daya
Angin Pin
watt Daya
Output Pout
watt TS
R
Cp
I 8,66
0,00 768
0,000 80,4
193 0,0
3,71 0,0
30 0,29
744 0,059
77,9 193
4,6 3,60
2,4 50
0,49 707
0,098 74,0
193 7,3
3,42 3,8
80 0,78
680 0,157
71,2 193
11,2 3,29
5,8 100
0,98 631
0,196 66,1
193 13,0
3,05 6,7
120 1,18
582 0,235
60,9 193
14,3 2,82
7,4 140
1,37 538
0,274 56,3
193 15,4
2,60 8,0 150
1,47 488
0,294 51,1
193 15,0
2,36 7,8
II 8,60
0,00 799
0,000 83,7
189 0,0
3,89 0,0
30 0,29
729 0,059
76,3 189
4,5 3,55
2,4 50
0,49 709
0,098 74,2
189 7,3
3,45 3,9
80 0,78
659 0,157
69,0 189
10,8 3,21
5,7 100
0,98 620
0,196 64,9
189 12,7
3,02 6,7
120 1,18
586 0,235
61,4 189
14,4 2,85
7,7 140
1,37 536
0,274 56,1
189 15,4
2,61 8,2
150 1,47
477 0,294
50,0 189
14,7 2,32
7,8
III 8,66
0,00 795
0,000 83,3
193 0,0
3,85 0,0
30 0,29
738 0,059
77,3 193
4,5 3,57
2,4 50
0,49 721
0,098 75,5
193 7,4
3,49 3,8
80 0,78
655 0,157
68,6 193
10,8 3,17
5,6 100
0,98 619
0,196 64,8
193 12,7
2,99 6,6
120 1,18
575 0,235
60,2 193
14,2 2,78
7,4 140
1,37 560
0,274 58,6
193 16,1
2,71 8,4 150
1,47 488
0,294 51,1
193 15,0
2,36 7,8
4.4 Grafik Hasil Perhitungan dan Pembahasan
Data-data yang telah di peroleh diolah kembali dalam bentuk grafik untuk mengetahui hubungan antara torsi N.m dengan kecepatan putar kincir rpm,
daya yang dihasilkan kincir P
out
kecepatan putar kincir rpm dan koefisien daya kincir C
p
dengan tip speed ratio tsr. Grafik yang disajikan untuk setiap variasi lapisan sudu kincir angin dapat dilihat sebagai berikut :
Gambar 4.1. Hubungan putaran poros dengan beban torsi pada variasi tanpa lapisan sudu
Gambar 4.2. Hubungan antara daya output dengan beban torsi pada variasi tanpa lapisan sudu
550 600
650 700
750 800
850 900
0,1 0,2
0,3 P
uta ra
n P
o ro
s, n
rpm
Torsi, T Nm
2 4
6 8
10 12
14
0,1 0,2
0,3
Da y
a O
utput , P
out
w a
tt
Torsi, T Nm
Gambar 4.3. Hubungan antara koefisien daya C
p
dengan tip speed ratio pada variasi tanpa lapisan sudu
Pada Gambar 4.1. Semakin besar kecepatan putar kincir angin maka semakin kecil torsi yang dihasilkan. Dalam pengambilan data menggunakan kecepatan
angin sebesar 8,52 ms, torsi maksimal yang dihasilkan 0,27 Nm dan kecepatan putar kincir maksimal sebesar 822 rpm.
Pada Gambar 4.2. Dapat dilihat bahwa semakin besar kecepatan putar kincir maka semakin besar juga daya yang dihasilkan sampai kondisi maksimal
kemudian daya mengecil. Pada kecepatan angin 8,41 ms, daya maksimal dicapai pada torsi 0,25 Nm yaitu sebesar 13,0 watt.
Pada Gambar 4.3. Dapat dilihat bahwa semakin besar tsr maka semakin besar C
p
yang dihasilkan, sampai kondisi maksimal kemudian C
p
mengecil. Pada grafik diatas dengan melakukan pendekatan diperoleh persamaan C
p
= -3,8777tsr
2
+ 20,206tsr - 18,603
y = -3,8777x
2
+ 20,206x - 18,603 1
2 3
4 5
6 7
8 9
1 2
3 4
5
K o
ef is
ien da
y a
, C
p
Tip speed ratio
lalu persamaan tersebut dideferensialkan sehingga didapat = 2-3,8777 tsr +
20,20. Dari perhitungan tersebut didapat nilai C
p
maksimal sebesar 7,7 pada tsr
2,60.
Gambar 4.4. Hubungan putaran poros dengan beban torsi pada variasi lapisan aluminium pada bagian depan sudu
Gambar 4.5. Hubungan antara daya output dan torsi untuk variasi lapisan aluminium pada bagian depan sudu
550 600
650 700
750 800
850
0,1 0,2
0,3 P
uta ra
n P
o ro
s, n
rpm
Torsi, T Nm
2 4
6 8
10 12
14 16
0,1 0,2
0,3
Da y
a O
utput ,
P
out
w a
tt
Torsi, T Nm
Gambar 4.6. Hubungan antara C
p
dan tsr untuk variasi lapisan aluminium pada bagian depan sudu
Pada Gambar 4.4. Semakin besar kecepatan putar kincir angin maka semakin kecil torsi yang dihasilkan. Dalam pengambilan data menggunakan kecepatan
angin sebesar 8,63 ms, torsi maksimal yang dihasilkan 0,27 Nm dan kecepatan putar kincir maksimal sebesar 794 rpm.
Pada Gambar 4.5. Dapat dilihat bahwa semakin besar kecepatan putar kincir maka semakin besar juga daya yang dihasilkan sampai kondisi maksimal
kemudian daya mengecil. Pada kecepatan angin 8,64 ms, daya maksimal dicapai pada torsi 0,27 Nm yaitu sebesar 14,4 watt.
Pada Gambar 4.6. Dapat dilihat bahwa semakin besar tsr maka semakin besar C
p
yang dihasilkan, sampai kondisi maksimal kemudian C
p
mengecil. Pada grafik diatas dengan melakukan pendekatan diperoleh persamaan C
p
= -2,4972tsr
2
+ 10,541tsr - 3,7969 lalu persamaan tersebut dideferensialkan sehingga didapat
y = -2,4972x
2
+ 10,541x - 3,7969 1
2 3
4 5
6 7
8
1 2
3 4
K o
ef is
ien Da
y a
, C
p
,
Tip speed ratio
= 2-2,497tsr+10,541. Dari perhitungan tersebut didapat nilai C
