Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
d. Untuk pembebanan dengan menggunakan 3 lampu 75 Watt :
1 Arus yang diisi dari alternator ke baterai I
1
: 3,25 Ampere 2
Tegangan yang diisi dari alternator ke baterai V
1
: 12,31 Volt 3
Putaran n
1
: 1008 rpm 4
Putaran poros sudu n
2
: 26.8 rpm
rpm 27
≈ e.
Untuk pembebanan dengan menggunakan 4 lampu 100 Watt : 1
Arus yang diisi dari alternator ke baterai I
1
: 0,99 Ampere 2
Tegangan yang diisi dari alternator ke baterai V
1
: 12,05 Volt 3
Putaran n
1
: 985 rpm 4
Putaran poros sudu n
2
: 26,8 rpm
rpm 27
≈ f. Untuk pembebanan dengan menggunakan 5 lampu 125 Watt :
1 Arus yang diisi dari alternator ke baterai I
1
: 0 Ampere 2
Tegangan yang diisi dari alternator ke baterai V
1
: 0 Volt 3
Putaran n
1
: 985 rpm 4
Putaran poros sudu n
2
: 26,8 rpm
rpm 27
≈
4.2. Analisa daya dan putaran alternator di setiap pemberian beban
Dari data yang telah diperoleh dari hasil pengujian di lapangan, dapat diketahui bahwa tegangan dan besar arus yang pengisian dari alternator ke baterai
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
tergantung pada besar jumlah beban lampu yang digunakan, sehingga dapat dihitung besar daya pengisian cas ke baterai dengan menggunakan rumus :
I V
P ×
=
Watt ........................................... Lit 9. Hal 228
maka daya pengisian cas ke baterai adalah sebagai berikut : 1.
Untuk tanpa pembebanan lampu, diperoleh : P
c
= V
1
x I
1
= 13,52 x 8,50 = 115,03 Watt
2. Untuk pembebanan dengan menggunakan 1 lampu 25 Watt :
P
c
= V
1
x I
1
= 13,10 x 6,87 = 90,04 Watt
3. Untuk pembebanan dengan menggunakan 2 lampu 50 Watt :
P
c
= V
1
x I
1
= 12,72 x 5,11 = 65,05 Watt
4. Untuk pembebanan dengan menggunakan 3 lampu 75 Watt :
P
c
= V
1
x I
1
= 12,31 x 2,44 = 40,06 Watt
5. Untuk pembebanan dengan menggunakan 4 lampu 100 Watt :
P
c
= V
1
x I
1
= 12,05 x 0,99
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
= 11,92 Watt Dari perhitungan data diatas, dapat ditampilkan dalam bentuk tabel yakni
sebagai berikut : Tabel 4.1. Data hasil pengujian Turbin Air Terapung dengan menggunakan sudu rata
Jumlah Beban
lampu I
1
Ampere V
1
Volt P
c
Watt
1
n rpm
2
n rpm
8.50 13.52
115.03 1030
27 1
6.87 13.10
90.04 1025
27 2
5.11 12.72
65.05 1015
27 3
3,33 12.31
41,06 1008
27 4
0.99 12,05
11.92 1005
27 5
985 26
Dimana : I
1
= Pengisian arus dari alternator ke baterai Ampere V
1
= Pengisian Tegangan dari alternator ke baterai Volt P
c
= Daya pengisian alternator ke baterai = A
1
x V
1
Watt
1
n = Putaran alternator rpm
2
n = Putaran poros sudu rpm
Dari tabel diketahui daya listrik yang dihasilkan oleh alternator adalah sebesar 115,03 Watt, sehingga hanya dapat diberi pembebanan sebanyak 4 buah lampu 100
Watt. Pada pembebanan dengan 5 lampu alternator tidak dapat menghasilkan daya
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
listrik sama sekali, karena putaran di poros alternator telah berada di bawah 1000 rpm, sementara alternator membutuhkan putaran
≥ 1000 rpm agar dapat menghasilkan listrik sesuai dengan spesifikasi alternator 30A, 12V yang memiliki
putaran minimum 1000 rpm, dan putaran maksimum 1500 rpm. Data tabel diatas dapat ditampilkan kedalam bentuk grafik untuk mengetahui
lebih jelas fenomena yang terjadi pada perubahan daya pengisian cas ke baterai dan putaran di poros alternator terhadap penambahan beban lampu yang digunakan.
R
2
= 0.9925 20
40 60
80 100
120 140
1 2
3 4
5 6
Jumlah beban lampu
Pc W
a tt
Perubahan daya pengisian ke baterai
oleh alternator terhadap
penambahan beban lampu
Linear Perubahan daya pengisian ke
baterai oleh alternator terhadap
penambahan beban lampu
Grafik 4.1 Perubahan daya pengisian cas ke baterai terhadap penambahan beban lampu
Dengan melihat grafik diatas, dapat dianalisa masih bahwa semakin besar penambahan beban lampu yang digunakan maka semakin sedikit daya yang akan diisi
alternator ke baterai. Dari grafik juga dapat diketahui bahwa masih terdapat kesalahan dalam pengambilan data pengukuran, hal ini dapat dilihat dari nilai R
2
regresi linearnya sebesar 0,9925 tidak mencapai angka 1.
Selanjutnya hubungan antara perubahan putaran di poros alternator terhadap penambahan beban lampu yang digunakan dapat dilihat dari grafik di bawah ini.
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
R
2
= 0.9621
980 985
990 995
1000 1005
1010 1015
1020 1025
1030 1035
2 4
6
Jumlah Beban Lampu
P ut
ar an
A lte
rn at
or r
pm
Perubahan putaran di poros alternator
terhadap penambahan pembebanan lampu
yang diuji
Poly. Perubahan putaran di poros
alternator terhadap penambahan
pembebanan lampu yang diuji
Grafik 4.2 Perubahan putaran di poros alternator terhadap penambahan beban lampu yang diuji
Dengan melihat grafik diatas, dapat dianalisa bahwa putaran di poros alternator polynomial terhadap jumlah beban lampu yang digunakan. Dengan melihat
dari nilai R
2
regresi linearnya yaitu sebesar 0,9621 tidak mencapai angka 1 dapat diketahui bahwa terdapat kesalahan-kesalahan di beberapa titik pengambilan data
pengukuran putaran alternator terhadap jumlah beban lampu yang diuji.
R
2
= 0.9625
20 40
60 80
100 120
140
980 990
1000 1010
1020 1030
1040
Putaran Alternator rpm P
c W
a tt
Perubahan daya pengisian ke baterai
terhadap putaran alternator
Poly. Perubahan daya pengisian ke baterai
terhadap putaran alternator
Grafik 4.3 Hubungan perubahan daya pengisian ke baterai terhadap perubahan putaran alternator
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
Dari grafik diatas, diketahui besar daya pengisian ke baterai polynomial terhadap perubahan putaran di poros alternator, dimana semakin besar putaran di
poros alternator maka semakin besar pula daya listrik yang akan diisi alternator ke baterai. Dengan melihat nilai R
2
regresi linearnya yang tidak mencapai angka 1, dapat disimpulkan bahwa masih terdapat kesalahan dalam pengambilan data pengukuran.
Besar daya listrik yang dihasilkan alternator yang digerakkan oleh prototipe turbin air terapung bersudu rata ini, dapat dibandingkan dengan melihat tabel data
hasil pengujian prototipe turbin air terapung dengan menggunakan sudu lengkung seperti dibawah ini agar dapat diketahui kinerja alternator dari kedua jenis prototipe
tersebut.
Tabel 4.2 Data hasil pengujian prototipe turbin air terapung dengan menggunakan
sudu lengkung
Jumlah Lampu
I1 Ampere
V1 Volt
P Watt
n1 rpm
n2 rpm
9.03 13.95
125.97 29
1088 1
7.68 13.27
101.91 29
1083 2
5.84 13.0
75.92 29
1075 3
3.96 12.85
50.90 28
1064 4
2.19 12.26
26.85 28
1046 5
0.008 0.1
0.1 27
1012 6
26 975
Danny Harri Siahaan : Pengujian Sudu Rata Prototipe Turbin Air Terapung Pada Aliran Sungai, 2009. USU Repository © 2009
Dari tabel 4.1 dapat diketahui bahwa daya listrik maksimum yang dihasilkan alternator dengan menggunakan sudu rata adalah sebesar 115,03 Watt dan putaran
maksimum poros alternator sebesar 1030 rpm, sementara daya listrik maksimum yang dihasilkan alternator bila menggunakan sudu lengkung adalah sebesar 125,97
Watt dan putaran maksimum poros alternator sebesar 1088 rpm lihat tabel 4.2. Hal ini dapat disimpulkan bahwa daya listrik yang dihasilkan dengan menggunakan sudu
rata lebih kecil bila dibandingkan terhadap daya listrik yang dihasilkan dengan menggunakan sudu lengkung, atau dengan kata lain kerja alternator lebih maksimal
bila digerakkan oleh prototipe turbin air terapung yang menggunakan sudu lengkung daripada yang menggunakan sudu rata.
4.3. Analisa momen puntir pada poros alternator
