33
=
rads
=
Maka besarnya daya kincir berdasarkan persamaan 7 dapat dinyatakan dengan :
9
yang dalam hal ini : : daya poros kincir angin Watt
T : torsi dinamis Nm
n : putaran poros setiap menit rpm
Dengan asumsi besarnya efisiensi generator adalah 0,8 sebagaimana telah
disepakati, maka dari persamaan 9 dapat disederhanakan menjadi:
10
2.3.4 Daya Listrik yang Dihasilkan
34 Diasumsikan
efisiensi generator adalah 0,8 sebagaimana telah disepakati. Besarnya daya listrik yang dihasilkan generator dapat dinyatakan
dengan:
11
yang dalam hal ini: : daya listrik yang dihasilkan Watt
: Arus listrik Ampere
V : Tegangan Volt
2.3.5 Tip Speed Ratio
Tip speed ratio tsr merupakan perbandingan antara kecepatan linear
pada ujung sudu kincir angin dengan kecepatan angin sebelum melewati sudu kincir. Besarnya tsr dapat dirumuskan sebagi berikut:
12
yang dalam hal ini : : diameter kincir m
: putaran poros kincir tiap menit rpm : kecepatan angin ms
35
2.3.6 Koefisien Daya Kincir Angin
Daerah sapuan oleh kincir angin swept area dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
Gambar 2.20 Perhitungan daerah sapuan angin swept area. Maka digunakan rumus :
A : swept area daerah sapuan angin.
W : width lebar cm H : height tinggi cm
Koefisien daya Cp merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir
dengan daya yang disediakan oleh angin . Pada
kenyataanya tidak dari 100 energi dapat diubah oleh sudu-sudu kincir menjadi gerak putar poros. Sehingga, perbandingan tersebut dinyatakan dengan persamaan
sebagai berikut :
36
13
yang dalam hal ini : : koefisien daya
: daya yang dihasilkan oleh kincir watt : daya yang dihasilkan oleh angin watt
Penyelesaian lain untuk kasus ini, digunakan rumus berikut :
14
yang dalam hal ini : : koefisien daya
: daya yang dihasilkan oleh kincir watt : daya yang dihasilkan oleh angin watt
: efisiensi generator 0,8
Melalui penelitian yang dilakukan oleh Albert Betz, koefisien daya maksimum yang dapat dihasilkan oleh kincir angin sebesar 59,3 Sumber: Wind
Energi System by Dr. Gary L. Johnson. Angka ini disebut dengan Betz Limit. Teori ini mengklaim bahwa tidak mungkin desain suatu kincir jenis apapun, untuk
mencapai angka efisiensi yang melebihi pada kisaran angka 59,3. Karena desain
37 kincir terbaik pun tidak akan mampu menyerap seluruh energi kinetik yang tersedia
pada aliran angin.
Gambar 2.16 Grafik hubungan koefisiensi daya dan tip speed rasio maksimal dari beberapa jenis kincir.
Sumber: Wind Energi System, by Dr. Gary L. Johnson
WePOWER
38
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Persiapan Perakitan Alat
Dalam perakitan kincir angin sumbu vertikal model WePOWER ini, diperlukan beberapa persiapan. Persiapan yang dibutuhkan antara lain adalah
persiapan bahan-bahan yang akan digunakan, persiapan pendukung perakitan alat, dan persiapan alat penguji benda kerja itu sendiri.
Persiapan bahan-bahan yang akan digunakan meliputi penentuan material dasar, membuat gambar rancangan tiap bagiannya, pembelian material
yang dibutuhkan, dan menentukan jadwal perakitan.
3.2 Daftar Bahan dan Peralatan pada Penelitian
Untuk bahan-bahan yang digunakan untuk membuat kincir model WePOWER terdiri dari :
1. Pembatas Sudu
Berbahan dasar triplek dengan ukuran diameter 45cm, memiliki ketebalan 6 mm, dan bebentuk lingkaran. Berjumlah 2
buah, untuk sisi atas dan bawah. Berfungsi sebagai alas dan atap kincir sekaligus penentu luas kincir angin.
2. Sudu Bilah Kincir
Seperti pada umumnya, bilah berfungsi sebagai penangkap aliran angin yang datang melintasi kincir. Bahan yang digunakan
