50 4.1.5 Data pengujian beban 10 Watt
Tabel.4.7 Data pengujian beban 10 watt Φ
3 SUDU 4 SUDU
5 SUDU V
ave
V I
ave
A n
ave
rpm V
ave
V I
ave
A n
ave
rpm V
ave
V I
ave
A n
ave
rpm 9.73
0.387 26.15 10.17 0.404
27.67 10.73
0.425 28.54 2
10.27 0.400 27.63 10.90
0.432 29.64
11.11 0.441 29.56
4 10.79
0.420 29.00 11.35 0.451
30.88 11.67
0.463 31.04 6
11.56 0.453 31.07 11.56
0.459 31.45
12.35 0.490 32.85
8 12.31
0.481 33.09 12.65 0.502
34.41 13.90
0.551 36.96 10
11.58 0.454 31.15 11.49
0.456 31.25
11.86 0.470 31.56
12 11.50
0.452 30.93 11.06 0.439
30.09 11.38
0.451 30.27
4.2 Analisa Data
4.2.1 Perhitungan daya angin P
angin
Kondisi angin pada saat dilakukan pengujian yaitu pada temperatur 32 C.
Sehingga massa jenis udara dapat dihitung,yaitu: T = 32
C = 305 K
ρ
udara
= 1.1594 kgm
3
Kecepatan angin pada saat pengujian adalah 3.85 ms, sehingga daya angin yang melewati luas rotor turbin menjadi:
D
turbin
= 1.5 m H
turbin
= 1.5 m A
= D
turbin
x H
turbin
= 1.5 x 1.5 = 2.25 m
2
T K
Ρ kgm
3
300 1.1774
305 1.1594
350 0.998
Universitas Sumatera Utara
51 P
angin
= ½ ρ A v
3
= 0.5 1.15942.253.85
3
= 74.43 Watt 4.2.2 Perhitungan
tip speed ratio λ Tip speed ratio
TSR, λ merupakan rasio kecepatan ujung rotor turbin dengan kecepatan angin yang melalui sudu rotor tersebut. TSR merupakan
bilangan tanpa dimensi menunjukkan besarnya putaran turbin terhadap kecepatan angin.
λ = ω.rv
∞
ω = 2πn60
Sebagai contoh perhitungan, diambil data 5 sudu pembebanan 3 Watt pada sudut pitch 8
. n = 60.63 rpm
ω = 2π θ0.θ3θ0 = 6.345 rads
λ = 6.345 x 0.75 3.85 = 1.236
Hasil perhitungan setiap data dibuat dalam bentuk tabel. 4.2.3 Perhitungan efisiensi turbin
Ƞ
t
Efisiensi merupakan perbandingan daya angin yang mampu diekstrak sudu turbin yang diukur dari besarnya energi listrik yang dihasilkan generator dengan
daya angin teoritis. Efisiensi turbin merupakan keefektifan rotor turbin dalam memanfaatkan energi kinetik angin
Daya turbin P
turbin
= V.I Ƞ
g
Ƞ
g
= 0.7 Efisiensi turbin Ƞ
t
= P
turbin
P
angin
Sebagai contoh perhitungan diambil data 5 sudu pembebanan 3 Watt pada sudut pitch 8
.
Universitas Sumatera Utara
52 V
ave
= 23.06 Volt I
ave
= 0.171 Ampere P
turbin
= 23.06 x 0.171 0.7 = 5.633 Watt
Ƞ
t
= 5.633 74.43 x 100 = 7.568
Hasil perhitungan setiap data dibuat dalam bentuk tabel. Tabel.4.8 Data pengujian 3 sudu beban 3 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
16.19 0.119 1.93 2.76 74.43 3.71 42.57 4.46
0.84 2
16.94 0.125 2.12 3.03 74.43 4.07 44.56 4.66
0.87 4
17.67 0.130 2.30 3.29 74.43 4.42 46.47 4.86
0.91 6
19.05 0.141 2.68 3.83 74.43 5.14 50.11 5.24
0.98 8
19.70 0.145 2.87 4.09 74.43 5.50 51.82 5.42
1.02 10
18.88 0.139 2.63 3.76 74.43 5.05 49.66 5.20
0.97 12
18.78 0.139 2.60 3.72 74.43 5.00 49.40 5.17
0.97
Universitas Sumatera Utara
53 Tabel.4.9 Data pengujian 4 sudu beban 3 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
16.86 0.124 2.10 3.00 74.43 4.03 44.35 4.64
0.87 2
17.78 0.131 2.33 3.33 74.43 4.48 46.75 4.89
0.92 4
18.86 0.139 2.62 3.75 74.43 5.04 49.60 5.19
0.97 6
19.37 0.143 2.77 3.95 74.43 5.31 50.94 5.33
1.00 8
20.90 0.154 3.22 4.61 74.43 6.19 54.98 5.75
1.08 10
19.38 0.143 2.77 3.96 74.43 5.32 50.98 5.34
1.00 12
17.75 0.131 2.32 3.32 74.43 4.46 46.67 4.88
0.92
Tabel.4.10 Data pengujian 5 sudu beban 3 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
18.10 0.134 2.43 3.47 74.43
4.66 47.61 4.98 0.93
2 19.22 0.142 2.74
3.91 74.43 5.25 50.56
5.29 0.99 4
19.99 0.148 2.96 4.23 74.43
5.68 52.57 5.50 1.03
6 21.37 0.158 3.38
4.83 74.43 6.49 56.20
5.88 1.10 8
23.06 0.171 3.94 5.62 74.43
7.56 60.63 6.35 1.19
10 21.03 0.156 3.28
4.68 74.43 6.29 55.31
5.79 1.09 12
20.42 0.151 3.09 4.41 74.43
5.93 53.70 5.62 1.05
Tabel.4.11 Data pengujian 3 sudu beban 5 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
14.83 0.228 3.38 4.83 74.43
6.49 38.86 4.07 0.76
2 15.65 0.245 3.83
5.48 74.43 7.36 41.00
4.29 0.80 4
16.03 0.251 4.02 5.75 74.43
7.72 42.00 4.40 0.82
6 17.19 0.269 4.63
6.61 74.43 8.88 45.03
4.71 0.88 8
19.23 0.300 5.77 8.25 74.43 11.08 50.22
5.26 0.99 10
18.72 0.293 5.49 7.84 74.43 10.53 49.04
5.13 0.96 12
17.76 0.278 4.94 7.06 74.43
9.48 46.53 4.87 0.91
Universitas Sumatera Utara
54 Tabel.4.12 Data pengujian 4 sudu beban 5 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
15.81 0.250 3.95 5.64 74.43 7.58 41.90
4.39 0.82 2
16.69 0.264 4.40 6.28 74.43 8.44 44.22
4.63 0.87 4
17.04 0.269 4.59 6.55 74.43 8.81 45.16
4.73 0.89 6
17.84 0.282 5.03 7.18 74.43 9.65 47.26
4.95 0.93 8
19.70 0.311 6.13 8.76 74.43 11.76 52.19 5.46 1.02
10 17.85 0.282 5.04 7.20 74.43
9.67 47.31 4.95 0.93
12 17.41 0.275 4.79 6.84 74.43
9.19 46.14 4.83 0.91
Tabel.4.13 Data pengujian 5 sudu beban 5 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
16.92 0.274 4.63 6.61 74.43
8.89 45.00 4.07 0.76
2 17.62 0.285 5.02
7.17 74.43 9.64 46.86
4.29 0.80 4
18.19 0.294 5.35 7.65 74.43 10.28 48.39
4.40 0.82 6
19.46 0.315 6.13 8.75 74.43 11.76 51.76
4.71 0.88 8
21.72 0.351 7.63 10.90 74.43 14.65 57.76 5.26 0.99
10 19.78 0.320 6.33
9.05 74.43 12.15 52.62 5.13 0.96
12 19.17 0.310 5.95
8.49 74.43 11.41 50.99 4.87 0.91
Tabel.4.14 Data pengujian 3 sudu beban 10 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
9.73 0.387 3.77 5.38 74.43
7.23 26.15 2.74 0.51
2 10.27 0.400 4.11
5.87 74.43 7.89 27.63
2.89 0.54 4
10.79 0.420 4.53 6.48 74.43
8.70 29.00 3.04 0.57
6 11.56 0.453 5.24
7.48 74.43 10.05 31.07 3.25 0.61
8 12.31 0.481 5.92
8.46 74.43 11.37 33.09 3.46 0.65
10 11.58 0.454 5.26
7.52 74.43 10.10 31.15 3.26 0.61
12 11.50 0.452 5.19
7.42 74.43 9.97 30.93
3.24 0.61
Universitas Sumatera Utara
55 Tabel.4.15 Data pengujian 4 sudu beban 10 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
10.17 0.404 4.11 5.86 74.43
7.88 27.67 2.90 0.54
2 10.90 0.432 4.71
6.73 74.43 9.04 29.64
3.10 0.58 4
11.35 0.451 5.12 7.31 74.43
9.82 30.88 3.23 0.61
6 11.56 0.459 5.31
7.58 74.43 10.18 31.45 3.29 0.62
8 12.65 0.502 6.35
9.07 74.43 12.19 34.41 3.60 0.68
10 11.49 0.456 5.24
7.48 74.43 10.06 31.25 3.27 0.61
12 11.06 0.439 4.86
6.94 74.43 9.32 30.09
3.15 0.59
Tabel.4.16 Data pengujian 5 sudu beban 10 Watt
Φ V
ave
Volt I
ave
A P
W Pt
W Pa
W Ƞ
n
ave
rpm ω
rads TSR
10.73 0.425 4.56 6.52 74.43
8.76 28.54 2.99 0.56
2 11.11 0.441 4.90
7.00 74.43 9.40 29.56
3.09 0.58 4
11.67 0.463 5.40 7.71 74.43 10.36 31.04
3.25 0.61 6
12.35 0.490 6.05 8.64 74.43 11.61 32.85
3.44 0.64 8
13.90 0.551 7.65 10.93 74.43 14.69 36.96 3.87 0.73
10 11.86 0.470 5.58
7.97 74.43 10.71 31.56 3.30 0.62
12 11.38 0.451 5.13
7.34 74.43 7.36 30.27
3.17 0.59
Universitas Sumatera Utara
56
4.3 Grafik Pengujian
