28
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil
perancangan yang telah dibahas pada Bab III serta mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian
perbagian maupun keseluruhan sistem.
4.1. Pengujian Turbin Vertikal
Turbin yang digunakan dalam perancangan skripsi ini adalah turbin vertikal yaitu jenis turbin yang memiliki sumbu tegak ke atas.
Gambar 4.1 pengujian mekanik turbin
Sebelum mengetahui daya turbin vertikal yang dihasilkan perlu di bandingkan terlebih dahulu dengan daya angin yang tersedia dengan cara mencari kecepatan aliran
angin, kerapatan udara, serta luas penampang obyek yang diterpa angin dengan mengacu persamaan 2.3 dan persamaan 2.4.
Dimana : P
= daya watt
ρ = kerapatan udara kgm
3
v = kecepatan angin
ms
29 A
= luas penampang m
2
d = diameter sudu
m h
= tinggi sudu m
sehingga didapat: d
= 66 cm =0,66 m h
= 35 cm =0,35 m A
= 0,66m x 0,35m = 0,231 m2 ρ = 1,29 kgm3
v = 5,4 ms
P =
½.ρ.A.v
3
P = ½. 1,29kgm3. 0,231 m2. 5,4ms3
P = 23,461 Watt
Daya angin yang tersedia adalah 23,461 Watt, berikutnya dapat dicari besar daya dari turbinnya.
4.1.1. Turbin Ventilator
Turbin yang digunakan memiliki dimensi diameter 66 cm = 0,66m, tinggi 35cm=0,35m, lebar sudu 7cm= 0,07m, berat 4616 gr=4,616 kg dan memiliki blade atau
bilah sebanyak 26. Kecepatan sudut yang dihasilkan turbin tersebut saat menggunakan kipas angin dengan kecepatan maksimal sebesar ± 70 rpm dengan kondisi telah
digabungkan ke generator. Berikut adalah perhitungan matematis turbinnya.
P = daya
watt ρ = kerapatan udara
kgm3 v
= kecepatan angin ms
A = luas penampang m2
30 Sehingga:
A =
Po = ⁄
⁄ Po = 1,655 Watt
- Efisiensi daya turbin
4.2. Pengujian Generator
Pengujian generator secara terkontrol di dalam ruangan dengan mengasumsikan semua sumber adalah ideal bertujuan untuk mengetahui efisiensi dan performa dari
mekanik yang telah direalisasikan. Namun minim disini adalah dengan diameter kipas angin 0,5 m, apakah turbin mampu memanfaatkan tenaga angin yang ada. Dengan
kecepatan angin yang berubah-ubah. kecepatan angin
kipas kecepatan angin
terekstrak CP
tegangan arus
jarak ms
ms DC V
DC-mA cm
5,4 2,5
0,57469961 2,39
128 25
2,4 0,57956104
2,37 128
50 2
0,59119545 1,87
128 90
1,2 0,58093278
1,5 128
100 1
0,57227049 150
3,4 2,3
0,45464838 1,13
43,52 25
1,7 0,5625
0,74 43,52
50 0,5
90 0,5
100 0,5
150
2,4 1,3
0,54466869 25
0,5 50
0,5 90
0,5 100
0,5 150
Tabel 4.1 Pengujian Generator
31 Pengujian daya yang dihasilkan dengan sumber kipas angin menggunakan beban
resistor 5W 1Ω :
1. Menggunakan kipas angin dengan kecepatan 2,4 ms terbaca anemometer
⁄ ⁄
2,059 Watt
⁄ ⁄
0.145 Watt
7 2.
Menggunakan kipas angin dengan kecepatan 3,4 ms terbaca anemometer
⁄ ⁄
5,856 Watt
⁄ ⁄
0.413 Watt
32 7
Gambar 4.2 Rangkaian pengujian V
OUT
generator.
Gambar 4.3 Rangkaian pengujian I
OUT
generator
Pengujian mekanik secara terkontrol bagian ke dua di dalam ruang dengan cara menembakkan angin dari kipas angin ke turbin ventilator dengan kecepatan angin
konstan sebesar 5,4 ms terbaca anemometer. Turbin dapat berputar seperti yang diharapkan dan generator setelah disearahkan menunjukkan hasil keluaran tegangan
sebesar 2,4V pada 70 RPM dan arus 0,023A= 23mA dalam kondisi generator telah disearahkan dengan rangkaian bridge yang dirancang menggunakan dioda germanium
dan beban resistor 1 ohm. Kemudian output generator diberikan beban berupa resistor 5 W yang nilainya divariasikan dan memperoleh hasil sebagai berikut:
33
Gambar 4.4 Rangkaian penyearah tiga fase dengan dioda germanium
NO R
Ω Vo
Volt Daya watt
1 1
0,04 0,0016
2 2
0,09 0,00405
3 4,7
0,2 0,008510638
4 5,6
0,25 0,011160714
5 5,7
0,25 0,010964912
6 6,6
0,27 0,011045455
7 6,7
0,29 0,012552239
8 7,6
0,3 0,011842105
9 8,2
0,33 0,013280488
10 9,4
0,37 0,01456383
11 9,2
0,35 0,013315217
12 10
0,38 0,01444
13 10,2
0,38 0,014156863
14 11
0,4 0,014545455
15 11,2
0,42 0,01575
16 12
0,42 0,0147
17 14,7
0,46 0,014394558
18 15,6
0,5 0,016025641
19 16,4
0,53 0,017128049
20 17,4
0,55 0,017385057
21 17,6
0,55 0,0171875
22 18,2
0,56 0,017230769
23 19,2
0,58 0,017520833
24 19,4
0,6 0,018556701
25 20
0,6 0,018
Tabel 4.2 Pengujian Generator dengan Beban Resistor
34
Gambar 4.5. Grafik daya Generator dengan Beban Resistor 5 Watt penyearah menggunakan dioda germanium
Daya yang dihasilkan pada generator adalah :
Dimana : P
= Daya Watt
I = Arus listrik
A V = Tegangan
V = 55,2 mW
Pengujian mekanik secara terkontrol bagian ke tiga masih seperti percobaan yang dilakukan sebelumnya dengan menggunakan kecepatan angin konstan sebesar 5,4 ms
terbaca anemometer. Turbin dapat berputar seperti yang diharapkan dan generator setelah disearahkan menunjukkan hasil keluaran tegangan sebesar 2,4 VDC pada 70
RPM dan arus sebesar 117 DCmA terbaca multimeter dalam kondisi generator telah disearahkan dengan rangkaian bridge yang dirancang menggunakan dioda schottky tipe
1N5821 dan beban resistor 1 ohm. Kemudian output generator diberikan beban berupa resistor 5 W yang nilainya divariasikan dan memperoleh hasil sebagai berikut:
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
5 10
15 20
25
d ay
a m W
resistor Ω
daya generator setelah disearahkan penyearah dengan dioda germanium
35
Gambar 4.6 Rangkaian Penyearah Tiga Fase dengan dioda 1n5821
R Vo
P Arus
Ω V
mW mA
1 0,139
19,321 139
2 0,192
18,432 96
4,7 0,458
44,63064 97,44681 5,6
0,621 68,86446 110,8929
6,6 0,721
78,76379 109,2424 7,6
0,812 86,75579 106,8421
8,2 0,822
82,40049 100,2439 9,4
0,922 90,43447 98,08511
10 0,943
88,9249 94,3
12 1,013
85,51408 84,41667 14,7
1,27 109,7211 86,39456
15,6 1,12
80,41026 71,79487 16,4
1,194 86,92902 72,80488
17,4 1,331
101,8139 76,49425 18,2
1,26 87,23077 69,23077
19,2 1,336
92,96333 69,58333 20
1,304 85,0208
65,2
Tabel 4.3 Pengujian Generator dengan Beban Resistor dengan Penyearah Menggunakan dioda 1n5821
36
Gambar 4.7 grafik daya yang dihasilkan generator
Mengacu pada hasil pengamatan gambar di atas maka daya masimal yang dihasilkan oleh genertor sebesar 110 mWatt ketika generator diberi beban sebuah resistor 5 Watt
14,7Ω.
Gambar 4.8 Tegangan keluaran generator kanan dan arus keluaran kiri
4.3. Pengujian Boost Converter
Kategori