dapat berputar karena adanya gaya dorong dari angin, sehingga rotor tidak akan melebihi kecepatan angin. Jenis turbin ini cocok untuk aplikasi daya
yang rendah dan biasanya digunakan pada kecepatan angin yang berbeda.
Gambar 2.4 Contoh Kincir Angin Sumbu
Vertikal Tipe Savonius Sumber :
http:es.wikipedia.org
b. Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Darrieus ini pertama kali diciptakan oleh seorang insinyur Perancis George Jeans Maria Darrieus yang dipatenkan pada
tahun 1931. 2 bentuk dari turbin darrieus ini diantaranya “ Eggbeater Curved Bladed “ dan “ Straightbladed “ Turbin Angin Sumbu Vertikal. Kincir angin
Darrieus mempunyai bilah sudu yang disusun dalam posisi simetri dengan sudu bilah yang diatur relatif terhadap poros. Dengan pengaturan tersebut,
cukup efektif untuk menangkap berbagai arah angin. Kincir angin Darrieus PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
bergerak dengan memanfaatkan gaya angkat yang terjadi ketika angin bertiup. Bilah sudu turbin Darrieus bergerak berputar menggelilingi sumbu.
Gambar 2.5 Contoh Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Darrieus Sumber :
http:es.wikipedia.org
Kelebihan Kincir Angin Sumbu Vertikal yaitu : a. Dapat dibangun pada lokasi yang relatif padat penduduk.
b. Tidak membutuhkan struktur menara yang tinggi. c. Pemasangan dekat dengan tanah mempermudah menjaga bagian yang
bergerak. d. Kincir angin jenis ini tidak harus diubah posisinya jika arah angin
berubah. Kekurangan Kincir Angin Sumbu Vertikal yaitu :
a. Sebagian besar jenis Kincir Angin Sumbu Vertikal mempunyai torsi awal yang rendah dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
b. Turbin Angin Sumbu Vertikal tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
c. Sebagian besar Turbin Angin Sumbu Vertikal memproduksi energi hanya 50 dari efisiensi Turbin Angin Sumbu Horizontal karena drag
tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
2.2.3. Rumus Perhitungan
Rumus perhitungan yang digunakan untuk mengetahui unjuk kerja kincir angin adalah :
a Energi Kinetik Energi Kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda akibat
pergerakan benda tersebut,yang dapat dirumuskan : E
k
= 12. m. v
2
1 dimana :
m : massa udara kg
v : kecepatan angin ms
b Daya Angin PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Daya Angin Pin adalah daya yang tersedia oleh angin dimana daya ini berbanding lurus dengan pangkat tiga kecepatannya dan dapat dirumuskan
sebagai berikut : P
in
= 12 ρ A v
3
2 dimana:
Pin : daya yang tersedia pada angin Watt
A : luas penampang sudu m2
ρ : massa jenis udara kgm3
v : kecepatan angin ms
c Torsi Torsi T adalah hasil perkalian besarnya gaya pembebanan F dengan
panjang lengan torsinya l sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut : T = F l
3 dimana:
T : torsi N.m
F : gaya pembebanan N
l : panjang lengan torsi m
d Daya Kincir Daya Kincir Pout adalah daya yang dihasilkan oleh kincir sebagai akibat
adanya angin yang menghantam sudu kincir sehingga sudu kincir bergerak melingkar. Daya yang dihasilkan oleh sudu kincir yang berputar adalah :
Pout = T Untuk menentukan kecepatan sudut, digunakan persamaan :
4
Dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir angin dinyatakan dengan persamaan :
5
Untuk menentukan daya output elektris digunakan persamaan : V I
dimana: Pout
: daya yang dihasilkan kincir Watt T
: torsi N.m n
: putaran poros kincir rpm : kecepatan sudut rads
V : tegangan output generator
I : arus output generator
e Koefisien Daya PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Koefisien Daya Cp adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir angin dengan daya yang tersedia oleh angin sehingga bisa dirumuskan
sebagai berikut : 6
dimana : Cp
: koefisien daya Pout
: daya yang dihasilkan oleh kincir angin Watt Pin
: daya yang tersedia oleh angin Watt f Tip Speed Ratio
Tip Speed Ratio adalah perbandingan antara kecepatan di ujung sudu kincir angin dengan kecepatan anginnya sehingga dapat dirumuskan :
7
dimana : tsr
: tip speed ratio n
: kecepatan putar poros kincir angin rpm r
: jari-jari sudu kincir angin m v
: kecepatan angin ms Hubungan koefisien daya cp dengan tip speed ratio tsr dari berbagai jenis kincir
angin adalah 59. Menurut Albert Betz, teorinya tersebut dinamakan dengan Betz Limit dengan grafik sebagai berikut :
Gambar 2.6 Hubungan Antara Koefisien Daya Cp dan Tip Speed Ratio tsr Sumber :
www.windturbine-performance.com
2.3. Kincir Angin Poros Horizontal Berbahan Komposit
Pada tugas akhir ini, jenis kincir angin yang akan saya teliti adalah kincir angin poros horizontal 2 sudu diameter. Kincir angin poros horizontal 2 sudu
berbahan komposit kebanyakan memiliki sudu berjumlah tiga yang berpenampang aerofoil, dimana putaran porosnya harus searah dengan arah datangnya angin.
