Uji Jumlah Sudu Alat Pembangkit Listrik Tenaga Air Irigasi

UJI JUMLAH SUDU ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR IRIGASI SKRIPSI OLEH :
AMANDA BUNA SATRIA SIREGAR
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
Universitas Sumatera utara

2
UJI JUMLAH SUDU ALAT PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR IRIGASI
SKRIPSI
OLEH :
AMANDA BUNA SATRIA SIREGAR 100308027/KETEKNIKAN PERTANIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
DisetujuiOleh : Komisi Pembimbing

(Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) Ketua

(SulastriPanggabean, STP, M.Si) Anggota

PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015
Universitas Sumatera utara

RIWAYAT HIDUP
Amanda Buna Satria Siregar, dilahirkan di Medan pada tanggal 19 Februari 1993 dari ayah Ir. Natalius Siregar dan Ibu Budiaty Nainggolan. Penulis merupakan putra ke dua dari tiga bersaudara.
Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Swasta Santo Thomas 2 Medan dan pada tahun 2010 lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB). Penulis memilih Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif mengikuti organisasi Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian (IMATETA) FP USU sebagai anggota bidang Pengabdian Masyarakat pada tahun 2012/2013 dan Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian Indonesia (IMATETANI) sebagai biro Penelitian dan Pengembangan (Litbang) pada tahun 2012/2013.
Penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa Sawit PTPN 2 Sawit Sebrang pada bulan Juli 2013.
i
Universitas Sumatera utara

ABSTRAK
AMANDA BUNA SATRIA SIREGAR: Uji Jumlah Sudu Alat Pembangkit Listrik Tenaga Air Irigasi, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Pembangkit listrik tenaga air irigasi menggunakan sebuah kincir air, dimana salah satu komponen kincir tersebut adalah sudu. Penelitian ini bertujuan untuk menguji jumlah sudu kincir pada alat pembangkit listrik di saluran irigasi Medan Krio. Penelitian ini menggunakan rancang acak lengkap (RAL) nonfaktorial dengan menggunakan jumlah sudu kincir berupa 8 sudu, 10 sudu dan 12 sudu. Parameter yang diamati yaitu debit aliran, daya listrik, tegangan listrik, putaran kincir, putaran generator.
Dari hasil penelitian diperoleh debit aliran rata-rata 8 sudu sebesar 0,040 m3/s; 10 sudu sebesar 0,047 m3/s; 12 sudu sebesar 0,048 m3/s. Daya listrik ratarata 8 sudu sebesar 161,180 Watt; 10 sudu sebesar 175,120 Watt; 181,380 Watt. Tegangan listrik rata-rata 8 sudu sebesar 7,418 volt; 10 sudu sebesar 7,582 volt; 12 sudu 8,242 volt. Putaran kincir rata-rata 8 sudu sebesar 64,618 rpm; 10 sudu sebesar 66,190 rpm; 12 sudu sebesar 67,480 rpm. Putaran generator rata-rata 8 sudu sebesar 1332,744 rpm; 10 sudu sebesar 1369,605 rpm; 12 sudu sebesar 1391,781 rpm. Kata kunci : Kincir air, Irigasi, Sudu, Debit
ABSTRACT
AMANDA BUNA SATRIA SIREGAR: Test the amount Blade of Generator Equipment Using Irrigations Water. Supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY AND SULASTRI PANGGABEAN.
Power plants irrigation water using a water mill, that one of the components of the turbines is the blade. This study aims to examine the number of blades on the water mill power generation in the irrigation Medan Krio. This study used a completely randomized design (CRD) non-factorial using a number of water mill blades in the form of 8 blades, blades 10 and 12 blades. Parameters observed that the flow rate, power, voltage, round water mill, rotation generator.
From the results obtained by the average flow rate of 0,040 m3/ s 8 blade; 10 blade of 0,047 m3 / s; 12 blade of 0.048 m3 / s. Electric power on average 8 blade of 161.180 Watt; 10 blade of 175.120 Watt; 181.380 Watt. Average electric voltage of 7.418 volts 8 blades; 10 blade of 7.582 volts; 12 blade 8.242 volts. Water mill round average of 8 blades of 64.618 rpm; 10 blade at 66.190 rpm; 12 blade at 67.480 rpm. Generators round average of 8 blades of 1332.744 rpm; 10 blade at 1369.605 rpm; 12 blade at 1391.781 rpm.
Keywords: Water mill, Irrigation, Blade, Flow rate
ii
Universitas Sumatera utara

KATAPENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun judul dari skripsi ini yaitu “Uji Jumlah Sudu Alat Pembangkit Listrik Tenaga Air Irigasi” yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan Ibu Sulastri Panggabean, STP, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan pada masa yang akan datang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih, semoga skripsi ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.
Medan, Maret 2015
Penulis
iii
Universitas Sumatera utara

DAFTAR ISI
Hal. RIWAYAT HIDUP..................................................................................................i ABSTRAK ............................................................................................................. ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii DAFTAR TABEL .................................................................................................. v DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi PENDAHULUAN Latar Belakang ......................................................................................................1 Tujuan Penelitian ..................................................................................................2 Kegunaan Penelitian..............................................................................................2 TINJAUAN PUSTAKA SaluranIrigasi .....................................................................................................3 Debit Air ..............................................................................................................4 Listrik ....................................................................................................................4 PembangkitListrik .................................................................................................6 SpesifikasiAlat
Sudu ...............................................................................................................10 Generator ......................................................................................................11 Pulley .............................................................................................................13 Sabuk V..........................................................................................................14 Inverter ..........................................................................................................15 Power bank.....................................................................................................16 Prinsip Kerja Alat Pembangkit Listrik Tenaga Air...............................................17 Daya listrik ............................................................................................................17 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ...............................................................................18 Bahan dan Alat......................................................................................................18 Metode Penelitian..................................................................................................18 Prosedur Penelitian................................................................................................19 Parameter yang Diamati....................................................................................... 19 HASIL DAN PEMBAHASAN Debit ...................................................................................................................... 20 Putaran Kincir .......................................................................................................21 Putaran Generator..................................................................................................23 Tegangan Listrik ...................................................................................................25 Tegangan Listrik per Satuan Waktu......................................................................27 Daya Listrik...........................................................................................................28 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ...........................................................................................................31 Saran...................................................................................................................... 32 DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................33
iv
Universitas Sumatera utara

DAFTAR TABEL
No. Hal. 1. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap parameter yang diamati ................20 2. Debit tiap 10 menit pasa sudu 8, 10 dan 12 .....................................................21 3. Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran kincir .............22 4. Putaran kincir tiap 10 menit pada sudu 8, 10 dan 12 .......................................23 5. Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran generator .......24 6. Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap tegangan listrik ..........25 7. Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap daya listrik .................28
v

Universitas Sumatera utara

DAFTAR GAMBAR
NO Hal 1. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran kincir...........................22 2. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran generator.....................24 3. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap tegangan listrik ........................26 4. Hubungan tegangan listrik perlakuan jumlah suduterhadap waktu.............27 5. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap daya listrik ...............................29
vi
Universitas Sumatera utara

ABSTRAK
AMANDA BUNA SATRIA SIREGAR: Uji Jumlah Sudu Alat Pembangkit Listrik Tenaga Air Irigasi, dibimbing oleh SAIPUL BAHRI DAULAY dan SULASTRI PANGGABEAN.
Pembangkit listrik tenaga air irigasi menggunakan sebuah kincir air, dimana salah satu komponen kincir tersebut adalah sudu. Penelitian ini bertujuan untuk menguji jumlah sudu kincir pada alat pembangkit listrik di saluran irigasi Medan Krio. Penelitian ini menggunakan rancang acak lengkap (RAL) nonfaktorial dengan menggunakan jumlah sudu kincir berupa 8 sudu, 10 sudu dan 12 sudu. Parameter yang diamati yaitu debit aliran, daya listrik, tegangan listrik, putaran kincir, putaran generator.
Dari hasil penelitian diperoleh debit aliran rata-rata 8 sudu sebesar 0,040 m3/s; 10 sudu sebesar 0,047 m3/s; 12 sudu sebesar 0,048 m3/s. Daya listrik ratarata 8 sudu sebesar 161,180 Watt; 10 sudu sebesar 175,120 Watt; 181,380 Watt. Tegangan listrik rata-rata 8 sudu sebesar 7,418 volt; 10 sudu sebesar 7,582 volt; 12 sudu 8,242 volt. Putaran kincir rata-rata 8 sudu sebesar 64,618 rpm; 10 sudu sebesar 66,190 rpm; 12 sudu sebesar 67,480 rpm. Putaran generator rata-rata 8 sudu sebesar 1332,744 rpm; 10 sudu sebesar 1369,605 rpm; 12 sudu sebesar 1391,781 rpm. Kata kunci : Kincir air, Irigasi, Sudu, Debit
ABSTRACT
AMANDA BUNA SATRIA SIREGAR: Test the amount Blade of Generator Equipment Using Irrigations Water. Supervised by SAIPUL BAHRI DAULAY AND SULASTRI PANGGABEAN.
Power plants irrigation water using a water mill, that one of the components of the turbines is the blade. This study aims to examine the number of blades on the water mill power generation in the irrigation Medan Krio. This study used a completely randomized design (CRD) non-factorial using a number of water mill blades in the form of 8 blades, blades 10 and 12 blades. Parameters observed that the flow rate, power, voltage, round water mill, rotation generator.
From the results obtained by the average flow rate of 0,040 m3/ s 8 blade; 10 blade of 0,047 m3 / s; 12 blade of 0.048 m3 / s. Electric power on average 8 blade of 161.180 Watt; 10 blade of 175.120 Watt; 181.380 Watt. Average electric voltage of 7.418 volts 8 blades; 10 blade of 7.582 volts; 12 blade 8.242 volts. Water mill round average of 8 blades of 64.618 rpm; 10 blade at 66.190 rpm; 12 blade at 67.480 rpm. Generators round average of 8 blades of 1332.744 rpm; 10 blade at 1369.605 rpm; 12 blade at 1391.781 rpm.
Keywords: Water mill, Irrigation, Blade, Flow rate
ii
Universitas Sumatera utara

PENDAHULUAN

Latar Belakang Pengembangan energi secara besar-besaran sampai saat ini masih mengacu
kepada ekploitasi sumber daya alam dengan cara konvensional, yaitu pembangkit energi tenaga uap, tenaga diesel, dan tenaga nuklir, padahal diyakini sumber daya ini akan habis pada suatu waktu tertentu ke depan. Sumber-sumber energi lain yang berasal dari alam yang dapat diperbarui seperti tenaga pasang surut air laut, tenaga panas matahari, tenaga panas bumi, tenaga angin, dan medan magnet hidrodinamik tidak begitu berkembang karena hinga saat ini besarnya energi yang dihasilkan oleh ketiga sumber utama tersebut, kontribusinya masih sangat kecil (Tantrawati, dkk, 2007).
Energi air adalah termasuk dalam kategori SDA yang dapat diperbaharui (renewable). Dalam kondisi tidak ada manusia sekalipun, lingkungan dan alam pasti mengalami perubahan secara kontinyu. Degradasi lingkungan akan terjadi baik disebabkan oleh alam itu sendiri maupun oleh kelalaian manusia. Pembangunan Pembangkit Energi Listrik yang dapat diperbaharui mendapat prioritas disebabkan SDA yang dapat diperbaharui dapat tersedia sepanjang zaman (Napitupulu, 2012).
Krisis energi adalah masalah yang sangat fundamental di Indonesia, khususnya masalah energi listrik. Energi listrik merupakan energi yang sangat diperlukan bagi manusia, semakin berkembangnya teknologi menjadikan meningkatnya pemakaian energi listrik pada alat-alat pertanian, sehingga dibutuhkan alternatif untuk memenuhi kebutuhan energi listrik tersebut dengan memanfaatkan saluran irigasi yang banyak terdapat di daerah Medan Krio.
1
Universitas Sumatera utara

2
Saluran irigasi sekunder dapat dimanfaatkan sebagai sumber air yang memiliki beda tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai sumber untuk pembangkit listrik.
Untuk membuat pembangkit listrik digunakan sebuah kincir air, dimana salah satu komponen kincir tersebut adalah sudu.Kinerja kincir air dipengaruhi oleh jumlah sudu yang terdapat dalam kincir tersebut. Jumlah sudu kincir sangat menentukan banyaknya gelembung air yang dihasilkan dan kemudian akan menentukan besarnya daya listrik yang dihasilkan dari saluran tersebut. Dengan melakukan perbandingan dari jumlah sudu kincir diharapkan dapat diperoleh variasi daya yang dihasilkan pula.
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk menguji jumlah sudu kincirpada alat
pembangkit listrik di saluran irigasi Medan Krio.
Hipotesa penelitian
Dalam penelitian ini, diduga ada pengaruh jumlah sudu terhadap parameter yang diuji.
Kegunaan Penelitian 1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. 2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai jumlah sudu kincir pada alat pembangkit listrik tenaga air irigasi. 3. Bagi masyarakat, sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
Universitas Sumatera utara

TINJAUAN PUSTAKA
Saluran Irigasi Pengertian irigasi secara umum yaitu pemberian air pada tanah untuk
memenuhi kebutuhan air tanaman. Tujuan umum irigasi kemudian dirinci lebih lanjut, yaitu:

1. Menjamin keberhasilan produksi tanaman dalam menghadapi kekeringan jangka pendek
2. Mendinginkan tanah dan atmosfir sehingga cocok untuk pertumbuhan tanaman
3. Mengurangi bahaya kekeringan 4. Mencuci/ melarutkan garam dalam tanah 5. Mengurangi bahaya pemipaan tanah 6. Melunakkan lapisan olah dan gumpalan-gumpalan tanah 7. Mencegah pertumbuhan gulma dengan cara pendinginan melalui evaporasi
atau evapotranspirasi (Pusposutardjo, 2001).
Saluran irigasi merupakan bangunan pembawayang berfungsi membawa air dari bangunan utamasampai ketempat yang memerlukan. Saluran pembawaini berupa :
1. Saluran Primer (Saluran Induk) yaitu saluran yanglansung berhubungan dengan saluran bendunganyang fungsinya untuk menyalurkan air dari waduk ke saluran lebih kecil
2. Saluran Sekunder yaitu cabang dari saluran primeryang membagi saluran induk kedalam saluran yanglebih kecil (tersier)
3
Universitas Sumatera utara

4
3. Saluran Tersier yaitu cabang dari saluran sekunderyang langsung berhubungan dengan lahan ataumenyalurkan air ke saluran-saluran kwarter
(Ansori, 2012).
Debit Air
Debit adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber per satu-satuan waktu, biasanya diukur dalam satuan m³ per detik. Dalam pengukuran debit air secara tidak langsung, yang sangat perlu diperhatikan adalah kecepatan aliran dan luas penampang aliran (Ansori, dkk, 2012).
Pengukuran debit air dapat dilakukan dengan mengukur kecepatan aliran air pada suatu wadah dengan luas penampang area tertentu. Terdapat beberapa metode yang dapat digunakan untuk pengukuran kecepatan aliran air pada sungai atau alur antara lain: Area-velocity method, Tracermethod, Slope area method, Weir dan flume,Volumetric method Area. Kecepatan aliran dapat diukur dengan metode: metode current-meter dan metode apung. Kemudian distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama pada arah horizontal maupun arah vertikal (Finawan dan Mardyanto, 2011).
Debit air yang mengalir dari suatu tempat penampungan ditentukan oleh kecepatan aliran dan luas penampang aliran, dimana semakin besar kecepatan aliran maka debit aliran juga akan semakin besar dan sebaliknya. Beragamnya nilai debit dikarenakan beragam pula kecepatan aliran air pada saluran tersebut (Luther dan Erwin, 2012).
Universitas Sumatera utara

5

Listrik Listrik adalah suatu sumber daya yang paling banyak digunakan sekarang
ini karena memiliki banyak fungsi, diantaranya dalam menunjang kehidupan manusia, listrik digunakan sebagai suplai alat alat elektronik dan alat alat lainnya yang menggunakan listrik. Hal ini banyak membuat negara termasuk Indonesia mencari cara dalam pemanfaatan energi untuk menambah pasokan listriknya guna memenuhi kebutuhan listriknya guna memnuhi kebutuhan manusia. Selain menggandalkan pembangkit listrik berbahan fosil yang jumlahnya terbatas dialam, salah satu aplikasi yang diarahkan adalah pemanfaatan energi yang terbarukan yang ada dialam, misalnya energi air, energi angin, energi matahari, dan panas bumi. Salah satu energi yang terbarukan yang sangat berpotensi di Indonesia adalah pemanfaatan energi air dan apabila pemanfaatan energi tersebut dilakukan secara meluas diseluruh Indonesia maka peluang keluar dari krisis listrik akan semakin besar mengigat bahwa terdapat banyak tempat tempat seperti sungai yang berpotensi untuk dimanfaatkan dan semuanya menyebar diseluruh pulau pulau besar yang ada dinegara kita (Sihombing, 2009).
Transmisi atau penyaluran, adalah pemindahan tenaga listrik dari pusat tenaga listrik secara besar- besaran ke gardu induk, yang terletak berdekatan dengan suatu pusat pemakaian berupa kota atau industri besar. Dari gardu induk tenaga listrik didistribusikan ke gardu distribusi dan ke para pemakai atau konsumen.Fasilitas-fasilitas pembangkit dan trsnmisi biasanyakait-mengait secara ekonomi dalam pilihan lokasi, desaindan ekonomi skala.Sering terjadi bahwa penugasan organisasi dari pembangkit secara transmisi dilakukan bersamaan, sedangkan distribusi secara tersendiri (Kadir. 1996).
Universitas Sumatera utara

6
Pembangkit Listrik Pemasangan pembangkit listrik tenaga air atau Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLTMH) khususnya di daerah terpencil masih perlu dikembangkan melihat daerah di Indonesia yang banyak sekali air yang belum dimanfaatkan secara optimal, dan masih banyak pula daerah terpencil di Indonesia yang belum terjangkau oleh aliran listrik (PLN). Sebagai alternatif pembangkit listrik dengan menggunakan diesel (PLTD) yang menggunakan bahan bakar minyak khususnya solar yang biaya operasionalnya lebih besar dibanding PLTMH, disamping itu PLTMH juga ramah lingkungan (Wibowo, dkk, 2013).
Sebuah Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) mengubah energi dari air yang bergerak menjadi energy listrik dangan mempergunakan sebuah turbi air yang terpasang pada generator listrik. Sebagaimana diketahui dalam ilmu fisika, setiap benda dan juga air, yang berada dipermukaan bumi, memiliki energy potensial yang berbentuk rumus berikut: E = m.g.H …………………………………………………………….. (1) Dimana :
e = energi potensial m = masaa g = percepaten grafitasi H = tinggi relative pada permukaan bumi. Dari rumus diatas dapat dijabarkan : dE = dm.g.H
Universitas Sumatera utara

7
Bilamana dE merupakan elemen energy yang dibangkitkan oleh elemen massa dan melalui jarak tinggi H. bilamana Q didefinisikan sebagai debit air dapat ditulis: Q = dm/dt Maka dapat dirumuskan: P = ƞ. g. Q. H ………………………………………………………………..(2)
Dengan: P = daya Ƞ = efisiensi system g = gravitasi H = tinggi terjun Q = debit air (Kadir. 1996). Pembangkit Listrik Tenaga Air sesuai dengan namanya mengandalkan sumber energinya pada air.Penggunaan tenaga air sebagai pembangkit tenaga listrik relatif tidak menimbulkan polusi dan pencemaran lingkungan.Selain itu dengan keadaan topografi, geografi dan klimatologi, negara Indonesia mempunyai potensi yang besar yang dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit tenaga listrik dalam bentuk sungai besar maupun kecil.Potensi tenaga air tersebut tersebar di seluruh wilayah Indonesia, namun tidak semua wilayah mempunyai peluang untuk dapat dikembangkan secara optimal (Wibowo, dkk, 2013).
Universitas Sumatera utara

8
Spesifikasi Alat Kincir Air
Bagian ini digunakan untuk merubah energi air yang mengalir menjadi energi kinetis dalam bentuk energi putaran, semakin besar air yang memutar kincir ini semakin besar momen energi putar yang didapat. Tentunya disamping volume air juga tekanan air yang jatuh mempercepat putaran kincir sehingga momen putaran akan makin besar, diharafkan mampu memutar puli-puli yang dihubungkan dengan tali kipas (vent belt) untuk memutar generator (Jasa, dkk, 2010).

Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik yang berupa putaran pada poros kincir. Ada beberapa tipe kincir air yaitu :
1. Kincir air Overshot 2. Kincir air Undershot 3. Kincir air Breastshot
Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir ke dalam bagian sudu sudu sisi bagian atas dan karena gaya berat air roda kincir berputar. Kincir air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air yang lain. Keuntungan :
1. Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85 % 2. Tidak membutuhkan aliran yang deras 3. Konstruksi yang sederhana 4. Mudah dalam perawatan
Universitas Sumatera utara

9
5. Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir. Kerugian :
1. Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan memerlukan investasi lebih banyak
2. Tidak dapat untuk mesin putaran tinggi 3. Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.
Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir menghantam dinding sudu yang terletaj pada bagian bawah dari kincir air. Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut juga dengan “vitruvian”.Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar kincir. Keuntungan:
1. Konstruksi lebih sederhana 2. Lebih ekonomis 3. Mudah untuk dipindahkan
Kerugian: 1. Efisiensi kecil (25%-70%) 2. Daya yang dihasilkan relative kecil. Kincir air breast shot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan
undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Keuntungan:
1. Tipe ini lebih efisiensi dari tipe udershot 2. Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek 3. Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran rata.
Universitas Sumatera utara

10

Kerugian: 1. Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit) 2. Diperlukan pada arus aliran rata 3. Efisiensi lebih kecil daripada tipe overshot (20%-75%)

(Henry, dkk, 2013).

Menghitung torsi motor jika diketahui daya motor dan kecepatan motor,

hubungan antara horse power, torsi dan kecepatan dapat dihitung dengan

menggunakan rumus :

Dimana :

5250 x HP T=
n

T = torsi motor (lb ft)

n = kecepatan putar motor (rpm)

HP = daya kuda motor

(Anonimous, 2013).

Sudu

Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi

yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis

maupun energi listrik salah satu contoh tersebut adalah kincir air. Kincir air yang

sudah ada pada penelitian sebelumnya adalah kincir overshot dengan

menggunakan sudu lengkung, pada penelitian ini akan menguji pengaruh variasi

jumlah sudu yaitu 8, 10 dan 12 buah terhadap kincir yang meliputi daya listrik,

tegangan listrik dll. Untuk mengetahui jumlah sudu pada kincir air digunakan

rumus :

Universitas Sumatera utara

11

N = πD...............................................................................(3)
t
Dimana :

N = jumlah sudu

D = diameter kincir (inch)

T = jarak antar sudu (m)

Jarak antar sudu dapat dihitung dengan :

t=

s sin

θ

...............................................................................(4)

s = k D..................................................................................(5)

dimana :

k = konstanta ketetapan (0,13)

(Sihombing, 2009).

Generator

Generator digunakan sebagai alat yang merubah energi putar mekanis

menjadi energi listrik melalui adanya medan magnet yang diputar melalui rotor

dan akan menimbulkan medan magnit yang timbul disisi stator. Medan magnet

yang terjadi distator dengan pola-pola tertentu akan menimbulkan arus listrik yang

mengalir dikumparan stator yang dialirkan melalui saluran transmisi sebagai arus

listrik. Semakin besar generator semakin besar energi listrik yang didapat dan

semakin besar energi kinetis yang diperlukan untuk memutarnya. Beban yang

terpasang merupakan beban listrik yang digunakan sebagai media penerangan

(Jasa, dkk, 2010).

Generator merupakan salah satu mesin listrik, yang mengubah energi

gerak atau mekanik menjadi energi listrik. Generator terdiri atas dua bagian utama

yaitu kumparan jangkar dan kumparan medan yang ditempatkan pada stator dan

Universitas Sumatera utara

12

rotor. Stator adalahbagian yang diam/ tetap, dan rotor adalah bagian yang berputar

pada mesin (Nurhadi, dkk 2013).

Generator merupakan piranti atau peralatan listrik yang dapat

dipergunakan untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik, dapat

berupa generator arus searah (generator DC) maupun generator arus bolak-balik

(Alternator). Motor merupakan piranti atau peralatan listrik yang dapat

dipergunakan untuk mengubah energy listrik menjadi energi mekanis, juga dapat

berupa motor arus searah maupun motor arus bolak balik (Wahab, 2009).

Dalam bentuknya yang sederhana sebuah generator listrik terdiri dari atas

magnet dan kumpaaran. Bilamana terdapat suatu gerakan antra kedua komponen

diatas, garis- garis gaya magnet memotong belitan-belitan kumparan dan suatu

gerak gaya listrik (ggl) akan dibangkitkan. Sebuah generator listrik atau alternator

modern atas suatu sistim elektro magnet dan suatu almatur yang terdiri atas

sejumlah kumparan dari konduktor berisolasi yang diletakkan dalam alur (slot)

inti besi berlaminasi. Berdasarkan hokum induksi Faraday besar gaya gerak listrik

yang diinduksi adalah:

GGL=-

��� ������

∫���

���. ������………………………………………………..……….(6)

Dengan:

GGL = gaya gerak listrik, (V)

Dt = elemen waktu t, (S) B = induksi magnet, (Wb/m2)

S = permukaan S, (m2)

(Kadir, 1996)

Universitas Sumatera utara

13
Pulley Pulley sabuk dibuat dari besi-cor atau dari baja.Pulley kayu tidak banyak
lagi dijumpai.Untuk konstruksi ringan diterapkan pulley dari paduan aluminium.Pulley sabuk baja terutama cocok untuk kecepatan sabuk yang tinggi (di atas 35 m/det) (Stolk dan Kros, 1981).
Untuk menghitung kecepatan atau ukuran roda transmisi, putaran transmisi penggerak dikalikan diameternya adalah sama dengan putaran roda transmisi yang digerakkan dikalikan dengan diameternya.
SD (penggerak) = SD (yang digerakkan) …………………………………………..(7) Dimana : S = Kecepatan putar pulley (rpm) D= Diameter pulley (mm) Putaran pulley dapat dihitung dengan menggunakan rumus : n1 = d2...................................................................................................................(8)
n2 d1
n2 = d3...................................................................................................................(9)
n3 d2
Dimana : n1 = putaran pulley pertama (rpm) n2 = putaran pulley kedua (rpm) d1= diameter pulley pertama (inchi) d2= diameter pulley kedua (inchi) (Smith dan Wilkes, 1990).
Pemasangan puli antara lain dapat dilakukan dengan cara: - Horizontal, pemasangan puli dapat dilakukan dengan cara mendatar di mana
pasangan puli terletak pada sumbu mendatar.
Universitas Sumatera utara

14
- Vertikal, pemasangan puli dilakukan secara tegak dimana letak pasangan puli adalah pada sumbu vertikal. Pada pemasangan ini akan terjadi getaran pada bagian mekanisme serta penurunan umur sabuk
(Mabie and Ocvirk, 1967).
Sabuk V Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Sabuk
V dibelitkan di sekitar alur pulley yang berbentuk V pula. Transmisi sabuk yang bekerja atas dasar gesekan belitan mempunyai beberapa keuntungan karena murah harganya, sederhana konstruksinya dan mudah untuk mendapatkan perbandingan putaran yang diinginkan. Transmisi tersebut telah digunakan dalam semua bidang industri, misalnya mesin-mesin pabrik, otomobil, mesin pertanian, alat kedokteran, mesin kantor dan alat-alat listrik. Kekurangan yang ada pada sabuk ini adalah terjadinya slip antara sabuk dan pulley sehingga tidak dapat dipakai untuk putaran tetap atau perbandingan transmisi yang tetap (Daryanto, 1993).
Menurut Smith dan Wilkes (1990), apabila pemindahan daya menggunakan dua roda transisi, maka hubungan antara jarak kedua titik pusat sumbu roda transisi dengan panjang sabuk dapat ditentukan dengan rumus:
L = 2C + 1,57(D + d) + (D−d)……………………….……………...(10)
4C
dimana: L = Panjang efektif sabuk (mm) C = Jarak antara kedua sumbu roda transisi (mm) D = Diameter luar efektif roda transmisi yang besar (mm) d = Diameter luar efektif roda transmisi yang kecil (mm)
Universitas Sumatera utara

15
Prinsip Kerja Alat Pembangkit Listrik Tenaga Air Pembangkitan tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga
air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator. Prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah debit air per detik yang ada pada aliran air saluran irigasi, sungai atau air terjun. Aliran air ini akan memutar poros turbin sehingga menghasilkan energi mekanik. Energi ini selanjutnya menggerakkan generator dan generator menghasilkan listrik.Daya yang keluar dari generator dapat diperoleh dari perkalian efisiensi turbin dan generator dengan daya yang keluar secara teoritis. Sebagaimana dapat dipahami dari rumus tersebut di atas, daya yang dihasilkan adalah hasil kali dari tinggi jatuh dan debit air, oleh karena itu berhasilnya pembangkitan tenaga air tergantung daripada usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh air dan debit yang besar secara efektif dan ekonomis (Jasa, dkk, 2010).
Daya Listrik Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalamrangkaian
listrik.Satuan SI daya listrik adalah watt.Arus listrik yang mengalirdalam rangkaian dengan hambatan listrik menimbulkan kerja.Perantimengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas(seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik(motor listrik), dan suara (loudspeaker).Listrik dapat diperoleh dari pembangkitlistrik atau penyimpan energi seperti baterai (Harnovi, 2003).
Menurut hukum Joule, kawat yang memiliki hambatan besar akan menghasilkan energi panas dalam jumlah yang besar pula. Jenis logam-logam tertentu jika dialiri listrik dapat menghasilkan energi kalor yang besar, misalnya
Universitas Sumatera utara

16 nikel, krom, dan nikrom serta campuran antara nikel dan krom. Logam-logam ini apabila dialiri arus listrik suhunya cepat meningkat hingga tampak membara, oleh karena itu jenis logamlogam ini banyak dipakai sebagai elemen pemanas pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder (Adiwarsito, 2009).
Sistem pereduksi dua tingkat merupakan system yang berupa pulley-belt yang terdiri dari sebuah pulley besar pada shaft mesin penggerak dan sebuah pulley kecil pada shaft generator yang dihubungkan oleh sebuah belt (Luther dan Erwin, 2012).
Universitas Sumatera utara

METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September di Desa Sei Beras
Sekata Daerah Irigasi Medan Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang.
Alat dan Bahan Penelitan Alat Penelitian
Lingkar sepeda sebagai kincir air, generator sebagai pengubah energi gerak menjadi energi listrik, pulley sebagai pengatur putaran kincir, v-belt sebagai penyambung pulley, inverter sebagai pengubah arus DC ke AC, power bank sebagai penyimpan daya listrik, stopwatch sebagai alat untuk menghitung waktu, kamera untuk mendokumentasikan penelitian.
Bahan Penelitian Saluran irigasi sebagai sumber air yang akan dimanfaatkan, perlengkapan
tulis untuk mempermudah pengolahan data, Metode Penelitian
Penelitian ini mengunakan rancang acak lengkap (RAL) non-faktorial dengan 3 kali ulangan di setiap perlakuan.Dengan menggunakan jumlah sudu kincir berupa8 sudu, 10 sudu dan 12 sudu. Dengan persamaan Yij = µ+αi+ itj............................................................................................(12) Dimana:
Yij = hasil pengatan dari factor P pada tararf ke-i pada ulangan ke- j
17
Universitas Sumatera utara

µ = nilai tengah sebenarnya αi = efek factor P pada taraf ke-i itj = pengaruh galat (pengacakan) Prosedur penelitian 1. Disiapkan alat pembangkit listrik tenaga air irigasi 2. Dipasang sudu dengan jumlah 8, 10 dan 12 3. Dihitung debit saluran irigasi 4. Dipasang alat di saluran irigasi 5. Dihitung putaran roda kincir 6. Dilakukan pengamatan parameter.
Parameter yang Diamati 1. Debit Aliran 2. Daya Listrik 3. Tegangan Listrik 4. Putaran Kincir 5. Putaran generator

18

Universitas Sumatera utara

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, secara umum dapat diketahui

bahwa perbedaan jumlah sudu pada kincir memberikan pengaruh terhadap putaran

kincir, putaran generator, tegangan listrikdan daya listrik. Hal ini dapat dilihat

pada Tabel 1.

Tabel 1. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap parameter yang diamati

Jumlah Sudu Debit Air Tegangan

(m3/s)

Listrik

Daya Listrik

Putaran Kincir

Putaran Generator

(Volt)

(Watt)

(rpm)

(rpm)

8 Sudu

0.040

7.418

161,180

64,618

1332,744

10 Sudu

0.047

7.582

175,120

66,190

1369,605

12 Sudu

0.048

8.242

181,380

67,480

1391,781

Dari Tabel 1 dapat diketahui bahwa tegangan listrik tertinggi diperoleh dari kincir dengan jumlah 12 sudu dan tegangan listrik terendah diperoleh dari kincir dengan jumlah 8 sudu. Daya listrik tertinggi diperoleh dari kincir dengan jumlah 12 sudu dan daya listrik terendah diperoleh dari kincir dengan jumlah 8 sudu. Putaran kincir tertinggi diperoleh dari kincir dengan jumlah 12 sudu dan putaran kincir terendah diperoleh dari kincir dengan jumlah 8 sudu. Putaran generator tertinggi diperoleh dari kincir dengan jumlah 12 sudu dan putaran generator terendah diperoleh dari kincir dengan jumlah 8 sudu.
Hasil analisa statistik pengaruh jumlah sudu terhadap masing-masing parameter yang diamati dapat dilihat pada uraian berikut. Debit Air
Debit adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber per satuan waktu, biasanya diukur dalam satuan m³ per detik. Dalam pengukuran debit air secara tidak langsung, yang sangat perlu

19
Universitas Sumatera utara

20

diperhatikan adalah kecepatan aliran dan luas penampang aliran. Untuk

mengetahui nilai debit pada saluran primer digunakan pipa paralon, agar

mempermudah dalam mengukur debit air, mempermudah dalam menentukan titik

jatuh air (Ansori, dkk, 2012).

Tabel 2. Debit tiap 10 menit pada sudu 8, 10 dan 12

Waktu (Menit)

Jumlah Sudu 0 10 20 30 40

8 Sudu

0,035 0,046 0,045 0,037 0,030

10 Sudu 0,039 0,048 0,047 0,042 0,052

12 Sudu 0,042 0,050 0,037 0,050 0,048

50 0,042 0,051 0,052

60 0,041 0,050 0,056

Rataan 0,040 0,047 0,048

Pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa pada sudu 8, debit air paling rendah terjadi pada waktu 40 menit dan yang paling tinggi terjadi pada waktu 10 menit. Pada sudu 10, debit air paling tinggi terjadi pada waktu 40 menit dan debit air paling rendah terjadi pada waktu 0 menit. Pada sudu 12, debit air paling tinggi terjadi pada waktu 60 menit dan debit air paling rendah terjadi pada waktu 20 menit. Berdasarkan Luther dan Erwin (2012) debit air yang mengalir dari suatu tempat penampungan ditentukan oleh kecepatan aliran dan luas penampang aliran, dimana semakin besar kecepatan aliran maka debit aliran juga akan semakin besar dan sebaliknya. Beragamnya nilai debit dikarenakan beragam pula kecepatan aliran air pada saluran tersebut. Putaran Kincir
Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa perlakuan jumlah sudu yang berbeda memberikan pengaruh sangat nyata terhadap persentase putaran kincir.Hasil uji DMRT (Duncan Multiple Range Test) pengaruh jumlah sudu terhadap persentase putaran kincir untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 3.

Universitas Sumatera utara

21

Tabel 3. Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran kincir

DMRT

Notasi

Jarak 0.05

0.01

Perlakuan Rataan 0.05

0.01

1

64.618 a

A

2 0.464208 0.636079 2

66.19043 b

B

3 0.48702 0.663422 3

67.48029 c

C

Pada Tabel 3 dapat dilihat perlakuan yang satu berbeda sangat nyata terhadap perlakuan lainnya.Perlakuan jumlah sudu 8 berbeda sangat nyata dengan perlakuan jumlah sudu 10 demikian juga terhadap perlakuan jumlah sudu 12.Dan perlakuan jumlah sudu 10 juga berbeda sangat nyata terhadap jumlah sudu 12.
Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap persentase putaran kincir dapat dilihat pada Gambar 1.

Putaran Kincir (rpm)

68,000 67,500 67,000 66,500

ŷ = 715.5x + 58941 r = 0.996

66,000

65,500

65,000

64,500 64,000

63,500 63,000

0 2 4 6 8 10 12 14

Jumlah Sudu

Gambar 1. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap persetase putaran kincir

Pada Gambar 1 putaran kincir tertinggi terdapat pada kincir 12 sudu dan

putaran kincir terendah terdapat pada kincir 8 sudu. Hal ini dikarenakan putaran

kincir berbanding lurus dengan jumlah sudu pada kincir, semakin banyak jumlah

Universitas Sumatera utara

22

sudu kincir maka jumlah putaran kincir akansemakin besar dan semakin sedikit

jumlah sudu kincir maka jumlah putaran kincir akan semakin kecil. Putaran kincir

juga berbanding lurus dengan debit air pada saluran tersebut. Menurut Napitupulu

dan Fritz (2013) kecepatan putaran akan semakin besar seiring dengan

penambahan jumlah sudu dan debit air yang jatuh mengenai kincir. Debit air yang

jatuh mengenai kincir akan menentukan cepat atau lambatnya kincir berputar.

Tabel 4. Putaran Kincir tiap 10 menit pada jumlah sudu 8, 10 dan 12

Jumlah

Waktu Putaran (menit)

Sudu

0

10 20 30 40 50

8 64,073 65,240 65,107 64,240 64,100 64,833

10 64,920 66,630 65,340 65,343 67,470 66,790

12 67,230 67,546 66,340 67,636 67,470 67,870

60 64,733 66,840 68,270

Berdasarkan Tabel 4 dapat dilihat bahwa pada jumlah sudu 8, putaran kincir paling rendah terdapat pada waktu 0 menit dan putaran kincir yang paling tinggi terdapat pada waktu 10 menit. Pada jumlah sudu 10, putaran kincir paling rendah terdapat pada waktu 0 menit dan putaran kincir paling tinggi terdapat pada waktu 60 menit. Pada sudu 12, putaran kincir paling rendah terdapat pada waktu 20 menit dan putaran kincir paling tinggi terdapat pada waktu 60 menit. Hal ini dapat terjadi karena debit air yang mengalir tiap menitnya berbeda, sehingga menghasilkan waktu untuk memutar kincir yang berbeda pula. Putaran Generator
Generator merupakan salah satu mesin listrik, yang mengubah energi gerak atau mekanik menjadi energi listrik. Generator terdiri atas dua bagian utama yaitu kumparan jangkar dan kumparan medan yang ditempatkan pada stator dan rotor. Stator adalahbagian yang diam/ tetap, dan rotor adalah bagian yang berputar pada mesin (Nurhadi, dkk 2013).

Universitas Sumatera utara

23

Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa perlakuan jumlah sudu yang

berbeda memberikan pengaruh sangat nyata terhadap persentase putaran

generator.Hasil uji DMRT (Duncan Multiple Range Test) pengaruh jumlah sudu

terhadap persentase putaran generator untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada

Tabel 5.

Tabel 5.Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran generator

DMRT

Notasi

Jarak

0.05 0.01 Perlakuan Rataan 0.05 0.01

1 1332,744 A

A

2 9.241822 12.66357 2 1369,605 B

B

3 9.695981 13.20794 3 1391,781 C

C

Pada Tabel 5 dapat dilihat perlakuan yang satu berbeda sangat nyata terhadap perlakuan lainnya.Perlakuan jumlah sudu 8 berbeda sangat nyata dengan perlakuan jumlah sudu 10 demikian juga terhadap perlakuan jumlah sudu 12.Dan perlakuan jumlah sudu 10 juga berbeda sangat nyata terhadap jumlah sudu 12.
Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap persentase putaran generator dapat dilihat pada Gambar 2.

Putaran Generator (rpm)

1400 1390 1380

ŷ = 14.83x + 1215. r = 0.991

1370

1360

1350

1340

1330

1320

1310

0 2 4 6 8 10 12 14

Jumlah Sudu

Gambar 2. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap putaran generator

Universitas Sumatera utara

24

Gambar 2 menunjukkan bahwa perlakuan jumlah sudu berbanding lurus dengan persentase putaran generator.Semakin banyak jumlah sudu, maka semakin besar putaran generator yang dihasilkan, karena pada penelitian ini digunakan sistem pereduksi dua tingkat. Menurut Luther dan Erwin (2012) sistem ini berupa pulley-belt yang terdiri dari sebuah pulley besar pada shaft mesin penggerak dan sebuah pulley kecil pada shaft generator yang dihubungkan oleh sebuah belt. Sehingga putaran yang dihasilkan pada pulley pertama akan diteruskan oleh pulley kedua sehingga menghasilkan nilai putaran yang lebih besar kemudian diteruskan ke pulley ketiga dan menghasilkan nilai putaran yang lebih besar dari pulley kedua.

TeganganListrik

Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa perlakuan jumlah sudu yang

berbeda memberikan pengaruh nyata terhadap persentase tegangan listrik.Hasil uji

DMRT (Duncan Multiple Range Test) pengaruh jumlah sudu terhadap persentase

tegangan listrik untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6.Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap tegangan listrik

DMRT

Notasi

Jarak

0.05 0.01 Perlakuan Rataan 0.05 0.01

1

7.418

a

A

2

0.080827 0.110753

2

7.582

b

B

3

0.084799 0.115514

3

8.242

c

B

Pada Tabel 6 dapat dilihat perlakuan yang satu berbeda sangat nyata terhadap perlakuan lainnya. Perlakuan jumlah sudu 8 berbeda sangat nyata dengan perlakuan jumlah sudu 10 demikian juga terhadap perlakuan jumlah sudu 12.Dan perlakuan jumlah sudu 10 juga berbeda sangat nyata terhadap jumlah sudu 12.

Universitas Sumatera utara

25

Tegangan Listrik (volt)

Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap persentase putaran generator
dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.
8.4 8.2 ŷ= 0.206x + 5.687
8 r = 0.892 7.8 7.6 7.4 7.2
7 0 2 4 6 8 10 12 14 Jumlah Sudu
Gambar 3. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap tegangan listrik

Berdasarkan hasil yang diperoleh, tegangan tertinggi terjadi pada sudu 12 dan tegangan listrik terendah terjadi pada sudu 8. Hal ini dikarenakan perbedaan jumlah sudu berpengaruh terhadap tegangan listrik yang dihasilkan. Tegangan berbanding lurus dengan jumlah sudu pada kincir, semakin banyak jumlah sudu, maka tegangan listrik yang dihasilkan akan semakin besar dan semakin sedikit

jumlah sudu, maka tegangan listrik yang dihasilkan akan semakin kecil.

Tegangan Listrik per satuan waktu

Tegangan Listrik (volt)

12 10
8 6 4 2 0
0 10 20 30 40 50 60
Waktu (menit)

Kincir Sudu 8 Kincir Sudu 10 Kincir Sudu 12

Gambar 4. Hubungan Tegangan Listrik terhadap Waktu

Universitas Sumatera utara

26
Pada Gambar 4 dapat dilihat tegangan listrik tertinggi terdapat jumlah sudu 12 dan terendah pada jumlah sudu 8. Hal ini dipengaruhi oleh debit aliran air, pada jumlah sudu 12 debit terendah pada menit ke-20 sebesar 0,037 m3/sdan tertinggi pada menit 60 sebesar 0,056 m3/sdan putaran terendah pada menit 20 sebesar 66,340 m3/s tertingi pada menit ke-60 sebesar 68,270 m3/s. Pada jumlah sudu 10, debit terendah pada menit ke-0 sebesar 0,039 m3/s dan tertinggi pada menit ke-40 sebesar 0,052 m3/s dan putaran terendah pada menit 30 sebesar 65,342 m3/s tertingi pada menitke-40 sebesar 67,74 m3/s. Pada jumlah sudu 8, debit terendah pada menit ke-40 sebesar 0,030 m3/s dan tertinggi pada menit ke10 sebesar 0,046 dan putaran terendah pada menit 40 sebesar 64,10 m3/s tertingi pada menit ke-10 sebesar 65,240 m3/s. Besar dan kecilnya debit dipengaruhi oleh sampah yang menghambat laju aliran pada saluran tersebut.
Pada (Lampiran 3) dapat dilihat bahwa tegangan listrik dipengaruhi juga oleh putaran kincir dan putaran generator. Semakin besar putaran kincir dan putaran generator, maka semakin besar juga tegangan listrik yang dihasilkan. sistem pereduksi dua tingkat. Menurut Luther dan Erwin (2012) putaran yang dihasilkan pada pulley pertama akan diteruskan oleh pulley kedua sehingga menghasilkan nilai putaran yang lebih besar kemudian diteruskan ke pulley ketiga dan menghasilkan nilai putaran yang lebih besar dari pulley kedua langsung ke generator, sehingga nilai putaran berpengaruh terhadap tegangan yang dihasilkan. DayaListrik
Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa perlakuan jumlah sudu yang berbeda memberikan pengaruh nyata terhadap persentase daya listrik. Hasil uji
Universitas Sumatera utara

27

DMRT (Duncan Multiple Range Test) pengaruh jumlah sudu terhadap persentase

daya listrik untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 7.

Tabel 7.Uji DMRT pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap daya listrik

DMRT

Notasi

Jarak 0.05 0.01 Perlakuan Rataan 0.05 0.01

1 161,180 a

A

2

7,378001 10,10967

2

175,120 b

B

3

7,740569 10,54426

3

181,380 c

B

Pada Tabel 7 dapat dilihat perlakuan yang satu berbeda sangat nyata terhadap perlakuan lainnya.Perlakuan jumlah sudu 8 berbeda sangat nyata dengan perlakuan jumlah sudu 10 demikian juga terhadap perlakuan jumlah sudu 12.Dan perlakuan jumlah sudu 10 juga berbeda sangat nyata terhadap jumlah sudu 12. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap persentase daya listrik dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Daya Listrik (Watt)

185

180

175

170

ŷ = 4210,x + 18191 r = 0,994

165

160

155 0 2 4 6 8 10 12 14 Jumlah Sudu

Gambar 5. Pengaruh perlakuan jumlah sudu terhadap daya listrik

Berdasarkan hasil yang diperoleh, daya tertinggi terjadi pada sudu 12 dan daya listrik terendah terjadi pada sudu 8. Hal ini dikarenakan perbedaan jumlah sudu berpengaruh terhadap daya listrik yang dihasilkan. Daya listrik berbanding

Universitas Sumatera utara

28 lurus dengan jumlah sudu pada kincir, semakin banyak jumlah sudu, maka daya listrik yang dihasilkan akan semakin besar dan semakin sedikit jumlah sudu, maka daya listrik yang dihasilkan akan semakin kecil karena pada jumlah sudu 8 nilai putaran kincir, putaran generator, lebih kecil dari pada nilai putaran kincir dan generator pada sudu kincir 10 dan 12
Torsi yang terdapat pada perlakuan jumlah sudu memiliki perbedaan, torsi berbanding lurus dengan massa kincir, diameter kincir dan gaya gravitasi. Semakin besar salah satu dari ketiga faktor, maka nilai torsi yang dihasilkan akan semakin besar.
Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi daya yang dihasilkan antara lain: 1). Debit air berpengaruh terhadap daya yang dihasilkan (Tabel 2). Semakin besar debit yang mengalir, maka daya yang dihasilkan akan semakin besar juga 2). Putaran generator dan putaran kincir mempengaruhi daya listrik yang dihasilkan (Gambar 2 dan 3), semakin besar putaran generator maka daya yang dihasilkan akan semakin besar juga 3). Torsi berbanding lurus dengan daya listrik yang dihasilkan, semakin besar torsi maka daya listrik juga semakin besar.
Universitas Sumatera uta