4.2.2 PENGUJIAN DENGAN VARIASI KENAIKAN BEBAN
Untuk mendapatkan daya aktual yang dapat dihasilkan oleh turbin angin maka dilakukan pengujian dengan menggunakan beban. Variasi beban terus dinaikkan
hingga didapatkan daya maksimal turbin ̇
.
Tabel 4.5 Data pengujian untuk 3 tiga sudu dengan beban 5 watt
Pada kecepatan angin
Uo
5.4 ms dan 6 ms, daya yang dihasilkan telah melebihi pembebanan sehingga menyebabkan bola lampu putus. Oleh sebab itu beban
dinaikkan untuk pengujian berikutnya.
Tabel 4.6 Data pengujian untuk 3 tiga sudu dengan beban 10 watt
Pada kecepatan angin
Uo
3.2 ms dan 4 ms, daya yang dihasilkan sama dengan nol, ini dikarenakan pembebanan yang bertambah sehingga daya untuk
memutar generator juga semakin besar. Sehingga pada kecepatan ini turbin tidak dapat berputar sehingga daya listrik yang dihasilkan sama dengan nol.
1 2
3 Avg
6 0.00
0.00 0.00
5.4 11.98
11.93 11.97
11.96 0.4
4.79 35.62
4.8 9.48
9.46 9.56
9.50 0.16
1.52 13.21
4 3.27
3.31 3.23
3.27 0.11
0.36 8.65
3.2 0.00
0.00 0.00
Uo ms V volt
I A w watt
n rpm
1 2
3 Avg
6 9.18
9.28 9.23
9.23 0.73
6.74 22.73
5.4 5.38
5.21 5.36
5.32 0.46
2.45 11.86
4.8 3.16
3.21 3.19
3.19 0.17
0.54 5.42
4 0.00
0.00 0.00
3.2 0.00
0.00 0.00
Uo ms V volt
I A w watt
n rpm
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.7 Data pengujian untuk 4 empat sudu dengan beban 5 watt
Tabel 4.8 Data pengujian untuk 4 empat sudu dengan beban 10 watt
Tabel 4.9 Data pengujian untuk 4 empat sudu dengan beban 15 watt
Tabel 4.10 Data pengujian untuk 6 enam sudu dengan beban 5 watt 1
2 3
Avg 6
0.00 0.00
0.00 5.4
0.00 0.00
0.00 4.8
9.64 9.6
9.53 9.59
0.39 3.74
34.72 4
7.17 7.19
7.23 7.20
0.17 1.22
14.31 3.2
1.09 1.09
1.14 1.11
0.08 0.09
6.43 Uo ms
V volt I A
w watt n rpm
1 2
3 Avg
6 11.43
11.41 11.45
11.43 0.81
9.26 33.67
5.4 7.39
7.36 7.41
7.39 0.64
4.73 20.68
4.8 4.29
4.26 4.31
4.29 0.49
2.10 13.52
4 3.02
3.09 2.94
3.02 0.38
1.15 9.37
3.2 1.34
1.32 1.35
1.34 0.18
0.24 4.30
Uo ms V volt
I A w watt
n rpm
1 2
3 Avg
6 9.47
9.45 9.36
9.43 0.97
9.14 17.61
5.4 6.7
6.72 6.67
6.70 0.71
4.75 8.47
4.8 3.19
3.21 3.15
3.18 0.64
2.04 3.40
4 0.00
0.00 0.00
3.2 0.00
0.00 0.00
Uo ms V volt
I A w watt
n rpm
1 2
3 Avg
6 0.00
0.00 0.00
5.4 0.00
0.00 0.00
4.8 10.67
10.89 10.83
10.80 0.38
4.10 34.00
4 8.66
8.68 8.56
8.63 0.27
2.33 19.00
3.2 3.9
3.89 4.21
4.00 0.15
0.60 8.10
Uo ms V volt
w watt I A
n rpm
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.11 Data pengujian untuk 6 enam sudu dengan beban 10 watt
Tabel 4.12 Data pengujian untuk 6 enam sudu dengan beban 15 watt
Setelah semua pengujian dilakukan maka untuk melihat kesimpulan dari semua pengujian, seluruh data pegujian digabungkan menjadi satu tabel dan grafik.
Daya aktual ̇
yang dihasilkan oleh turbin selanjutnya dibagi dengan daya maksimal angin
̇ pada tabel 4.1 untuk menghitung seberapa besar effisiensi
teoritis atau ideal yang disebut juga dengan
power coefficient Cp
dari turbin tersebut. Untuk menghitung effisiensi teoritis
Cp
dengan menggunakan persamaan 2.19 sebagai berikut :
- Pada pengujian turbin angin dengan jumlah sudu 3 tiga buah pada
kecepatan angin
Uo
3.2 ms didapatkan daya turbin ̇
sebesar 0.36 watt. Sedangkan energi maksimal angin
̇ pada kecepatan
Uo
3.2 ms adalah 34.56 watt maka effisiensi teoritis
Cp
adalah sebesar : ̇
̇ 1
2 3
Avg 6
0.00 0.00
0.00 5.4
11.4 11.37
11.42 11.40
0.8 9.12
37.00 4.8
7.19 7.12
7.31 7.21
0.66 4.76
21.00 4
3.68 3.78
3.52 3.66
0.57 2.09
10.20 3.2
1.12 1.08
1.15 1.12
0.13 0.15
5.80 Uo ms
V volt I A
w watt n rpm
1 2
3 Avg
6 14.93
14.88 14.9
14.90 0.96
14.31 27.73
5.4 11.57
11.34 11.67
11.53 0.7
8.07 16.80
4.8 7.17
7.15 7.12
7.15 0.6
4.29 7.90
4 2.98
3.04 3.11
3.04 0.59
1.80 4.60
3.2 0.00
0.00 0.00
Uo ms V volt
I A w watt
n rpm
Universitas Sumatera Utara
- Dengan rumus yang sama maka setiap daya turbin ̇
dihitung nilai effisiensi teoritisnya di setiap kecepatan angin
Uo
. -
Selanjutnya besarnya putaran
n
yang didapat dari hasil pengujian juga dihitung nilai
tip speed ratio
λ nya. Dengan menggunakan persamaan 2.24 pada kecepatan angin
Uo
4 ms, jari – jari turbin
r
0.5 mm dan besarnya putaran poros turbin
n
yang didapat adalah 8.65 rpm. Maka nilai
tip speed rationya
adalah :
- Dengan rumus yang sama maka setiap putaran
n
hasil pengujian dihiutng nilai
tip speed ratio
nya di setiap kecepatan angin
Uo
.
Tabel 4.13 Data gabungan nilai daya aktual turbin
W
, putaran pada poros turbin
n
, koefisien daya
Cp
dan nilai tip speed ratio λ untuk jumlah sudu 3 buah
pada setiap kondisi kecepatan angin
Uo
4.00 0.36
8.65 0.01
0.11 4.80
1.52 13.21
0.03 0.14
4.80 0.54
5.42 0.01
0.06 5.40
2.45 11.86
0.03 0.11
5.40 4.79
35.62 0.06
0.35 6.00
6.74 22.73
0.06 0.20
w watt n rpm
Uo ms Cp
λ
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.14 Data gabungan nilai daya aktual turbin
W
, putaran pada poros turbin
n
, koefisien daya
Cp
dan nilai tip speed ratio λ untuk jumlah sudu 4 buah
pada setiap kondisi kecepatan angin
Uo
Tabel 4.15 Data gabungan nilai daya aktual turbin
W
, putaran pada poros turbin
n
, koefisien daya
Cp
dan nilai tip speed ratio λ untuk jumlah sudu 6 buah
pada setiap kondisi kecepatan angin
Uo
Dari data – data gabungan diatas pada setiap variasi kenaikan jumlah sudu,
kenaikan beban dan kecepatan angin
Uo
, dapat digambarkan melalui grafik – grafik
berikut :
3.20 0.09
6.43 0.01
0.11 3.20
0.24 4.30
0.01 0.07
4.00 1.22
14.31 0.04
0.19 4.00
1.15 9.37
0.03 0.12
4.80 3.74
34.72 0.06
0.38 4.80
2.10 13.52
0.04 0.15
4.80 2.04
3.40 0.03
0.04 5.40
4.73 20.68
0.06 0.20
5.40 4.75
8.47 0.06
0.08 6.00
9.14 17.61
0.08 0.15
6.00 9.26
33.67 0.08
0.29 Cp
λ w watt
n rpm Uo ms
3.20 0.60
8.10 0.03
0.13 3.20
0.15 5.80
0.01 0.09
4.00 2.33
19.00 0.07
0.25 4.00
1.80 4.60
0.05 0.06
4.00 2.09
10.20 0.06
0.13 4.80
4.10 34.00
0.07 0.37
4.80 4.76
21.00 0.08
0.23 4.80
4.29 7.90
0.07 0.09
5.40 8.07
16.80 0.09
0.16 5.40
9.12 37.00
0.11 0.36
6.00 14.31
27.73 0.12
0.24 Uo ms
w watt n rpm
Cp λ
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Grafik kecepatan angin dan daya turbin dengan variasi kenaikan beban dan jumlah sudu
Dari grafik terlihat bahwa daya paling maksimum
Wmaks
sebesar 14.31 watt didapatkan pada jumlah sudu turbin sebanyak 6 buah dengan kecepatan angin
Uo
6 ms.
Gambar 4.7 Grafik kecepatan angin dan putaran turbin dengan variasi kenaikan beban dan jumlah sudu
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik terlihat bahwa putaran turbin
n
paling maksimum adalah 37 rpm didapatkan pada jumlah sudu turbin sebanyak 6 buah dengan kecepatan angin
Uo
5.4 ms.
Gambar 4.8 Grafik putaran turbin dan daya turbin dengan variasi kenaikan beban dan jumlah sudu
Dari grafik terlihat bahwa daya turbin
Wmaks
paling maksimum adalah 14.31 watt didapatkan pada jumlah sudu turbin sebanyak 6 buah dengan putaran poros
n
sebesar 27.73 watt.
Gambar 4.9 Grafik
tip speed ratio
dan koefisien daya turbin dengan variasi kenaikan beban dan jumlah sudu
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik terlihat bahwa koefisien daya
Cp
paling maksimum adalah 0.12 didapatkan pada jumlah sudu turbin sebanyak 6 buah pada nilai
cut in speed
λ sebesar 0.24.
4.3 PERBANDINGAN HASIL
Kategori