39
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Pengujian
Hasil pengambilan data kecepatan angin 8,3 ms, 7,4 ms dan 6,4 ms
Tabel 4.1 Data Pengujian Enam Sudu dengan Variasi Kecepatan Angin rata-rata
8,3 ms.
Arus Tegangan
Putaran kincir Gaya Pengimbang Ampere
Volt n rpm
F gram 1
0,00 8,30
500 100
2 0,15
8,30 480
140 3
0,30 8,30
465 170
4 0,44
8,30 459
200 5
0,58 8,30
447 230
6 0,71
8,30 436
260 7
0,86 8,30
428 290
8 0,98
8,30 418
320 9
1,09 8,30
407 350
10 1,19
8,30 391
380 11
1,33 8,30
390 410
12 1,42
8,30 386
440 13
1,54 8,30
370 470
14 1,67
8,30 366
500 15
1,73 8,30
353 530
16 1,81
8,30 340
560 17
1,95 8,30
337 590
18 2,09
8,30 325
620 19
2,18 8,30
305 650
NO
40
Tabel 4.2 Data Pengujian Enam Sudu dengan Variasi Kecepatan Angin rata-rata
7,4 ms.
Tabel 4.3 Data Pengujian Enam Sudu dengan Variasi Kecepatan Angin rata-rata
6,4 ms.
Arus Tegangan
Putaran kincir
Gaya Pengimbang
Ampere Volt
n rpm F gram
1 0,00
32,93 490
80 2
0,14 31,21
486 120
3 0,29
30,68 462
150 4
0,43 28,20
451 180
5 0,57
27,68 442
220 6
0,70 26,42
433 250
7 0,82
25,67 420
290 8
0,96 24,94
414 320
9 1,04
23,51 397
350 10
1,14 22,56
384 380
11 1,22
21,69 374
400 12
1,39 20,82
366 430
13 1,47
19,79 358
450 14
1,63 18,81
346 480
15 1,74
18,19 333
500 16
1,86 17,90
327 520
17 1,94
17,19 308
550 18
2,02 16,92
295 580
19 2,15
15,83 277
600 NO
Arus Tegangan
Putaran kincir
Gaya Pengimbang
Ampere Volt
n rpm F gram
1 0,00
29,92 430
70 2
0,14 25,60
422 110
3 0,29
25,40 413
150 4
0,42 24,90
387 180
5 0,55
24,30 385
210 6
0,67 23,20
371 240
7 0,77
20,60 362
270 8
0,91 20,40
350 300
9 1,01
20,10 348
330 10
1,03 19,90
340 360
11 1,23
18,8 336
390 12
1,36 18,2
321 420
13 1,42
17,9 306
450 14
1,46 16,8
296 470
15 1,57
16,3 295
500 16
1,68 15,9
290 530
17 1,71
15,3 282
550 18
1,87 14,9
278 570
19 1,93
14,2 265
590 NO
41
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan
Dalam pengolahan data yang digunakan beberapa asumsi untuk mempermudah pengolahan dan perhitungan data sebagai berikut :
a. Percepatan gravitasi bumi = 9,81 ms
2
b. Massa jenis udara 1,18 kgm
3
4.2.1 Perhitungan Daya Angin
Sebagai contoh perhitungan diambil dari tabel pengujian 4.1 pada pengujian pertama diperoleh kecepatan angin 8.3 ms, massa jenis udara
ρ = 1,18 kgm
3
dan luas penampang A = 0,785 m
2
. Maka dapat dihitung daya angin sebesar : P
in
= ½ ρ A v
3
P
in
= ½ 1,18 0,785 8.3
3
P
in
= 265 watt Jadi daya angin yang dihasilkan sebesar 265 watt.
4.2.2 Perhitungan Torsi
Sebagai contoh perhitungan diambil dari pengujian yang dilakukan besar torsi dapat kita hitung. Diambil dari table 4.1 pada pengujian pertama. Dari data
diperoleh besaran gaya F = 1,37 N dan jarak lengan torsi ke poros sebesar 0,27 m, maka torsi dapat dihitung :
T = F l
T = 1,37 0,27
T = 0,37 N.m Jadi torsi yang dihasilkan sebesar 0,37 N.m.
42
4.2.3 Perhitungan Daya Kincir
Sebagai contoh perhitungan diambil dari tabel pengujian 4.1 pada pengujian diperoleh kecepatan angin 8.3 ms, putaran poros n sebesar 480 rpm, dan torsi
yang telah diperhitungkan pada sub bab 4.2.2 sebesar 0,37 N.m, maka besarnya daya kincir dapat dihitung :
P
out
= T ω
P
out
= 0,37 P
out
= 0,37 P
out
= 18,64 watt Jadi daya kincir yang diperoleh sebesar 18,64 watt.
4.2.4 Perhitungan Tip Speed Ratio tsr
Sebagai contoh perhitungan diambil dari table pengujian 4.1 pada pengujian pertama dan pembebanan kedua diperoleh putaran poros kincir angin sebesar 50,27
rads, jari jari kincir angin sebesar r = 0,5 m, dan kecepatan angin sebesar 8,3 m s, maka tip speed ratio dapat dihitung :
= = 3,03
4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya Cp
Sebagai contoh perhitungan diambil dari perhitugan diatas yakni, daya angin pada sub bab 4.2.1 sebesar 265 Watt dan daya yang dihasilkan kincir angin pada
43
sub bab 4.2.3 sebesar 18,64 Watt, maka koefisien daya dapat dihitung : C
p
= C
p
= 100
C
p
= 7,03 Jadi koefisien daya yang diperoleh sebesar 7,03
4.3 Data Hasil Perhitungan
Parameter yang telah didapat dari penelitian diolah dengan software Microsoft Excel untuk menampilkan grafik hubungan antara putaran rotor dengan
torsi yang dihasilkan, grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio, dan grafik hubungan antara daya dengan torsi yang dihasilkan untuk tiga
variasi kecepatan angin. Pada tabel 4.4, tabel 4.5 dan tabel 4.6 menampilkan data hasil perhitungan untuk setiap variasi kecepatan angin.
44
Gaya pengimbang
Kecepatan sudut
Beban Torsi Daya angin
Daya kincir Daya Listrik
Tip speed ratio
koefisien daya
N rads
N.m Pin watt
P
out
watt Watt
tsr Cp
1 0,98
52,36 0,26
265 13,87
0,00 3,08
5,23 2
1,37 50,27
0,37 265
18,64 4,75
3,03 7,03
3 1,67
48,69 0,45
265 21,93
9,00 3,01
8,28 4
1,96 48,07
0,53 265
25,46 12,83
2,93 9,61
5 2,26
46,81 0,61
265 28,52
16,43 2,85
10,76 6
2,55 45,66
0,69 265
31,44 19,65
2,75 11,87
7 2,84
44,82 0,77
265 34,43
22,98 2,77
12,99 8
3,14 43,77
0,85 265
37,10 25,53
2,64 14,00
9 3,43
42,62 0,93
265 39,51
27,87 2,54
14,91 10
3,73 40,95
1,01 265
41,21 28,08
2,47 15,55
11 4,02
40,84 1,09
265 44,35
29,83 2,49
16,74 12
4,32 40,42
1,17 265
47,11 31,34
2,41 17,78
13 4,61
38,75 1,24
265 48,23
33,59 2,36
18,20 14
4,91 38,33
1,32 265
50,76 35,02
2,31 19,16
15 5,20
36,97 1,40
265 51,89
34,29 2,23
19,59 16
5,49 35,60
1,48 265
52,81 34,37
2,12 19,93
17 5,79
35,29 1,56
265 55,15
35,43 2,15
20,81 18
6,08 34,03
1,64 265
55,89 37,24
2,05 21,09
19 6,38
31,94 1,72
265 54,99
35,01 1,90
20,75
Tabel 4.4 Data Perhitungan Enam Sudu Variasi Kecepatan Angin 8,3 ms
NO
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Gaya pengimbang
Kecepatan sudut
Beban Torsi
Daya angin Daya kincir
Daya Listrik
Tip speed ratio
koefisien daya
N rads
N.m Pin watt
P
out
watt Watt
tsr Cp
1 0,78
51,31 0,21
188 10,87
0,00 3,47
5,79 2
1,18 50,89
0,32 188
16,18 4,37
3,39 8,61
3 1,47
48,38 0,40
188 19,22
8,90 3,27
10,24 4
1,77 47,23
0,48 188
22,52 12,13
3,23 11,99
5 2,16
46,29 0,58
188 26,97
15,78 3,26
14,36 6
2,45 45,34
0,66 188
30,03 18,49
3,11 15,99
7 2,84
43,98 0,77
188 33,78
21,05 3,05
17,99 8
3,14 43,35
0,85 188
36,75 23,94
2,97 19,57
9 3,43
41,57 0,93
188 38,54
24,45 2,77
20,52 10
3,73 40,21
1,01 188
40,47 25,72
2,75 21,55
11 3,92
39,17 1,06
188 41,49
26,46 2,68
22,10 12
4,22 38,33
1,14 188
43,65 28,94
2,70 23,25
13 4,41
37,49 1,19
188 44,68
29,09 2,60
23,79 14
4,71 36,23
1,27 188
46,07 30,66
2,52 24,53
15 4,91
34,87 1,33
188 46,18
31,65 2,46
24,59 16
5,10 34,24
1,38 188
47,16 33,29
2,35 25,12
17 5,40
32,25 1,46
188 46,99
33,35 2,24
25,02 18
5,69 30,89
1,54 188
47,46 34,18
2,09 25,27
19 5,89
29,01 1,59
188 46,10
34,03 1,96
24,55
Tabel 4.5 Data Perhitungan Enam Sudu Variasi Kecepatan Angin 7.4 ms.
NO
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Gaya pengimbang
Kecepatan sudut
Beban Torsi
Daya angin Daya
kincir Daya
Listrik Tip speed
ratio koefisien
daya N
rads N.m
Pin watt P
out
watt Watt
tsr Cp
1 0,69
45,03 0,19
121 8,35
0,00 3,63
6,87 2
1,08 44,19
0,29 121
12,88 3,58
3,51 10,60
3 1,47
43,25 0,40
121 17,18
7,37 3,43
14,15 4
1,77 40,53
0,48 121
19,32 10,46
3,22 15,91
5 2,06
40,32 0,56
121 22,43
13,37 3,20
18,46 6
2,35 38,85
0,64 121
24,70 15,54
3,13 20,33
7 2,65
37,91 0,72
121 27,11
15,86 3,06
22,32 8
2,94 36,65
0,79 121
29,12 18,56
2,91 23,98
9 3,24
36,44 0,87
121 31,85
20,30 2,85
26,22 10
3,53 35,60
0,95 121
33,95 20,50
2,78 27,95
11 3,83
35,19 1,03
121 36,35
23,12 2,71
29,92 12
4,12 33,62
1,11 121
37,40 24,75
2,67 30,78
13 4,41
32,04 1,19
121 38,19
25,42 2,50
31,44 14
4,61 31,00
1,24 121
38,59 24,53
2,46 31,77
15 4,91
30,89 1,32
121 40,91
25,59 2,41
33,68 16
5,20 30,37
1,40 121
42,63 26,71
2,34 35,10
17 5,40
29,53 1,46
121 43,02
26,16 2,27
35,42 18
5,59 29,11
1,51 121
43,95 27,86
2,24 36,18
19 5,79
27,75 1,56
121 43,37
27,41 2,13
35,70 NO
Tabel 4.6 Data Perhitungan Enam Sudu Variasi Kecepatan Angin 6,4 ms. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
4.4 Grafik Hasil Perhitungan
Kategori