Kincir angin poros horisontal

1. Kincir Angin Savonius Kincir angin Savonius adalah salah satu jenis kincir angin dengan axis vertikal yang mampu mengubah energi angin horizontal menjadienergi kinetik rotasi. Kincir ini dikembangkan oleh insinyur asal Finlandia Sigurd Johannes Savonius pada tahun 1922. Kincir angin Savonius dapat dilihat pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Kincir Angin Savonius Sumber: http:cleangreenenergyzone.com, 12 Maret 2015 2. Kincir Angin Darrieus Kincir angin Darrieus merupakan suatu sistem konversi energi angin yang digolongkan dalam jenis kincir angin berporos tegak. Turbin angin ini pertama kali ditemukan oleh GJM Darrieus tahun 1920. Keuntungan dari turbin jenis Darrieus adalah tidak memerlukan mekanisme orientasi pada arah angin tidak perlu mendeteksi arah angin yang paling tinggi kecepatannya seperti pada kincir angin propeller. Kincir angin Darrieus memiliki ukuran dan efisiensi yang berbeda. Kincir angin Darrieus dapat dilihat pada Gambar 2.5. Gambar 2.4 Kincir Angin Darrieus Sumber: http:1.bp.blogspot.com, diakses 12 Maret 2015 Kincir angin poros vertikal memiliki beberpaa dari kelebihan diantaranya adalah: a. Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memiliki geseran angin perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfir bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20. b. Kincir ini tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah. c. Kincir ini bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah. Selain memiliki kelebihan, kincir angin poros vertikal juga memiliki kekurangan diantaranya: a. Kebanyakan kincir ini memproduksi energi hanya 50 dari efisiensi kincir angin poros horisontal karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar. b. Kebanyakan kincir ini mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar. c. Sebuah kincir angin poros vertikal yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.

2.3 Rumus-Rumus Perhitungan

Berikut ini rumus-rumus yang digunakan dalam melakukan perhitungan dan analisa dalam penelitian unjuk kerja kincir angin ini adalah sebagai berikut: 2.3.1 Daya Angin Energi yang terdapat pada angin adalah energy kinetik, sehingga secara umum disampaikan pada Persamaan 1: Ek= m v 2 1 dengan E k adalah energi kinetik J, m adalah massa udara kg, dan v adalah kecepatan angin ms. Daya merupakan energi per satuan waktu, maka dari persamaan diatas dapat dituliskan: P in = ṁ v 2 2 dengan adalah daya yang dihasilkan angin, Js watt, ̇ adalah massa udara yang mengalir per satuan waktu, kgs, v adalah kecepatan angin, ms. Massa udara yang mengalir per satuan waktu adalah: ṁ = ρ A v 3 dengan ρ adalah massa jenis udara 1,18 kg , A adalah luas penampang yang membentuk sebuah lingkaran m 2 . Dengan menggunakan Persamaan 3, maka daya angin P in dapat dirumuskan menjadi: P in = ρAvv 2 yang dapat disederhanakan menjadi: P in = ρ A v 3 4

2.3.2 Torsi Kincir Angin

Torsi adalah gaya yang bekerja pada poros yang dihasilkan oleh gaya dorong pada sumbu kincir, dimana gaya dorong memiliki jarak terhadap sumbu poros yang berputar. Persamaannya adalah : T = F . r 5