STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE (HAWT) UNTUK GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT.
STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE (HAWT) UNTUK
GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT
TESIS
Disusun untukmemenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Teknik Mesin
Oleh
Arif Hidayat Purwono
S951302001
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS W ATER TURBINE (HAWT)
UNTUK GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT
Disusun oleh:
Arif Hidayat Purwono
S951302001
Komisi
Pembimbing
Nama
Pembimbing I Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T
NIP. 197106151998021002
Tanda Tangan
Tanggal
…………15 November 2016
Pembimbing II D. Danardono DPT, S.T., M.T., Ph.D
NIP. 196905141999031001
……..15 November 2016
Telah dinyatakan memenuhi syarat
Pada tanggal 15 November 2016
Kepala Program Studi Teknik Mesin
Program Pascasarjana UNS
Dr. Triyono, S.T., M.T.
NIP 197406251999031002
STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS WATER TURBI NE (HAWT) UNTUK
GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT
TESIS
Disusun oleh:
Arif Hidayat Purwono
S951302001
Telah dipertahankan di depan penguji
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal 28 Desember 2016
Tim Penguji :
Jabatan
Nama
Tanda Tangan
…………
Ketua
Dr. Budi Kristiawan, S.T., M.T.
NIP. 197104251999031001
Sekretaris
Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, S.T., M.T.
NIP. 197403262000031001
Anggota
Penguji
Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T.
NIP. 197106151998021002
………..
………….
D. Danardono D.P.T, S.T., M.T., Ph.D
NIP. 196905141999031001
………..
Mengetahui:
Direktur
Program Pascasarjana
Ketua Program Studi
Teknik Mesin
Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd
NIP. 196007271987021001
Dr. Triyono, S.T., M.T
NIP. 197406251999031002
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa :
1.
Tesis yang berjudul : “STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS WATER TURBIN (HAWT) UNTUK GREEN
ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT” ini adalah karya
penelitian saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah
yang pernah diajukan oleh orang lain untuk rnernperoleh gelar akademik serta
tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh
orang lain kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah ini
dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila di
kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya
bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan
yang berlaku.
2.
Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah
lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan PPs
UNS sebagai institusinya. Apabila saya melakukan pelanggaran dari
ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik
yang berlaku.
Surakarta, 28 Desember 2016
Mahasiswa,
Arif Hidayat Purwono
S951302001
Arif Hidayat Purwono, NIM: S951302001, 2016. STUDI EKSPERIMENTAL
PERANCANGAN HORIZONTAL AXIS WATER TURBIN (HAWT) UNTUK
GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT. Komisi Pembimbing
I: Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., Pembimbing II: D. Danardono D.P.T., S.T.,
M.T., Ph.D Tesis Program Studi Magister Teknik Mesin. Program Pasca Sarjana.
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Abstrak
Perkembangan perangkat listrik modern yang semakin hemat energi,
memberikan peluang untuk dikembangkannya pembangkit listrik berskala kecil.
Indonesia yang beriklim tropis, memiliki curah hujan dan penggunaan air yang
tinggi di gedung-gedung bertingkat yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber
tenaga alternatif. Pesatnya pembangunan bangunan tinggi baik berupa apartemen,
hotel, mal maupun rumah tinggal pribadi memberikan potensi dikembangkannya
pembangkit listrik skala piko di masa depan. Penelitian ini akan mengembangkan
turbin skala nano atau piko yang bisa diaplikasikan pada saluran buang air kotor
gedung bertingkat. Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan pengujian
eksperimental, tahap pertama dengan memvariasikan jumlah sudu 3, 4, 6, 8, 10,
dan 12. Hasil terbaik pada tahap pertama dihasilkan pada jumlah sudu 3.
Penelitian tahap kedua dengan memvariasikan sudut kelengkungan pada sudu
turbin sebesar 100° hingga 140°, dengan hasil tertinggi pada sudut kelengkungan
sudu 140°. Berikutnya tahapan ketiga dengan memvariasikan depth to width ratio
rotor turbin dari rasio 0,06 hingga 0,29, hasil maksimal diperoleh pada depth to
width ratio 0,29. Kemudian tahap keempat dengan menggabungkan ketiga
tahapan sebelumnya, dengan hasil terbaik diperoleh pada variasi rotor dengan
jumlah sudu 3 dan memiliki sudut kelengkungan sudu 140°. Hasil terbaik ini
dapat digunakan dalam pembuatan pembangkit listrik Pikohidro pada instalasi
sistem perpipaan.
Kata kunci: Pikohidro, Nanohidro, Horizontal Axis Water Turbine.
iv
Arif Hidayat Purwono, NIM: S951302001, 2016. EXPERIMENTAL STUDY
DESIGN OF HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE (HAWT) FOR
GREEN ENERGY ON HIGH RISE BUILDING. Supervisor I: Dr. Eng.
Syamsul Hadi, S.T., M.T., Supervisor II: D. Danardono D.P.T., S.T., M.T., Ph.D.
Thesis.Master on Mechanical Engineering. Graduate School. Sebelas Maret
University, Surakarta.
Abstract
The development of modern energy-efficient electrical devices will provide
the great potential in the development of small-scale power generation. Indonesia
has a tropical climate characterized by heavy rainfall and high water consumption
in high-rise buildings that could be used as alternative source energy. In the
future, development of high-rise buildings like the apartments, hotels, malls and
civil residences has development capacities for pico-scale electricity generation
system. This research will develop nano or pico-scale turbines could be installed
in building exhaust for running down the wasted water storey building. This
research has conducted in several stages of experimental testing. Number of blade
3, 4, 6, 8, 10, and 12 is used for the first stage, where number blade 3 is the best
result. Varying the blade curvature angle between 100° to 140° for the second
stage, and the blade curvature angle 140° is the best result. Varying the depth to
width ratio turbine from 0.06 to 0.29 is used for the third stage, and depth to width
ratio 0.29 is the maximum result. Then combining the three previous stages for
the fourth stage, the number blade three and has the blade curvature angle 140° is
the best result. The best results can be effective and reliable Picohydro power
plants on the installation of piping systems.
Keywords: Picohydro, Nanohydro, Horizontal Axis Water Turbine.
v
HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE (HAWT) UNTUK
GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT
TESIS
Disusun untukmemenuhi sebagai persyaratan mencapai derajat Magister
Program Studi Teknik Mesin
Oleh
Arif Hidayat Purwono
S951302001
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016
STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS W ATER TURBINE (HAWT)
UNTUK GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT
Disusun oleh:
Arif Hidayat Purwono
S951302001
Komisi
Pembimbing
Nama
Pembimbing I Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T
NIP. 197106151998021002
Tanda Tangan
Tanggal
…………15 November 2016
Pembimbing II D. Danardono DPT, S.T., M.T., Ph.D
NIP. 196905141999031001
……..15 November 2016
Telah dinyatakan memenuhi syarat
Pada tanggal 15 November 2016
Kepala Program Studi Teknik Mesin
Program Pascasarjana UNS
Dr. Triyono, S.T., M.T.
NIP 197406251999031002
STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS WATER TURBI NE (HAWT) UNTUK
GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT
TESIS
Disusun oleh:
Arif Hidayat Purwono
S951302001
Telah dipertahankan di depan penguji
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
pada tanggal 28 Desember 2016
Tim Penguji :
Jabatan
Nama
Tanda Tangan
…………
Ketua
Dr. Budi Kristiawan, S.T., M.T.
NIP. 197104251999031001
Sekretaris
Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, S.T., M.T.
NIP. 197403262000031001
Anggota
Penguji
Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T.
NIP. 197106151998021002
………..
………….
D. Danardono D.P.T, S.T., M.T., Ph.D
NIP. 196905141999031001
………..
Mengetahui:
Direktur
Program Pascasarjana
Ketua Program Studi
Teknik Mesin
Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd
NIP. 196007271987021001
Dr. Triyono, S.T., M.T
NIP. 197406251999031002
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS
Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa :
1.
Tesis yang berjudul : “STUDI EKSPERIMENTAL PERANCANGAN
HORIZONTAL AXIS WATER TURBIN (HAWT) UNTUK GREEN
ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT” ini adalah karya
penelitian saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah
yang pernah diajukan oleh orang lain untuk rnernperoleh gelar akademik serta
tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh
orang lain kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah ini
dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila di
kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya
bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan
yang berlaku.
2.
Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah
lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan PPs
UNS sebagai institusinya. Apabila saya melakukan pelanggaran dari
ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik
yang berlaku.
Surakarta, 28 Desember 2016
Mahasiswa,
Arif Hidayat Purwono
S951302001
Arif Hidayat Purwono, NIM: S951302001, 2016. STUDI EKSPERIMENTAL
PERANCANGAN HORIZONTAL AXIS WATER TURBIN (HAWT) UNTUK
GREEN ENERGY PADA BANGUNAN BERTINGKAT. Komisi Pembimbing
I: Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., Pembimbing II: D. Danardono D.P.T., S.T.,
M.T., Ph.D Tesis Program Studi Magister Teknik Mesin. Program Pasca Sarjana.
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Abstrak
Perkembangan perangkat listrik modern yang semakin hemat energi,
memberikan peluang untuk dikembangkannya pembangkit listrik berskala kecil.
Indonesia yang beriklim tropis, memiliki curah hujan dan penggunaan air yang
tinggi di gedung-gedung bertingkat yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber
tenaga alternatif. Pesatnya pembangunan bangunan tinggi baik berupa apartemen,
hotel, mal maupun rumah tinggal pribadi memberikan potensi dikembangkannya
pembangkit listrik skala piko di masa depan. Penelitian ini akan mengembangkan
turbin skala nano atau piko yang bisa diaplikasikan pada saluran buang air kotor
gedung bertingkat. Penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan pengujian
eksperimental, tahap pertama dengan memvariasikan jumlah sudu 3, 4, 6, 8, 10,
dan 12. Hasil terbaik pada tahap pertama dihasilkan pada jumlah sudu 3.
Penelitian tahap kedua dengan memvariasikan sudut kelengkungan pada sudu
turbin sebesar 100° hingga 140°, dengan hasil tertinggi pada sudut kelengkungan
sudu 140°. Berikutnya tahapan ketiga dengan memvariasikan depth to width ratio
rotor turbin dari rasio 0,06 hingga 0,29, hasil maksimal diperoleh pada depth to
width ratio 0,29. Kemudian tahap keempat dengan menggabungkan ketiga
tahapan sebelumnya, dengan hasil terbaik diperoleh pada variasi rotor dengan
jumlah sudu 3 dan memiliki sudut kelengkungan sudu 140°. Hasil terbaik ini
dapat digunakan dalam pembuatan pembangkit listrik Pikohidro pada instalasi
sistem perpipaan.
Kata kunci: Pikohidro, Nanohidro, Horizontal Axis Water Turbine.
iv
Arif Hidayat Purwono, NIM: S951302001, 2016. EXPERIMENTAL STUDY
DESIGN OF HORIZONTAL AXIS WATER TURBINE (HAWT) FOR
GREEN ENERGY ON HIGH RISE BUILDING. Supervisor I: Dr. Eng.
Syamsul Hadi, S.T., M.T., Supervisor II: D. Danardono D.P.T., S.T., M.T., Ph.D.
Thesis.Master on Mechanical Engineering. Graduate School. Sebelas Maret
University, Surakarta.
Abstract
The development of modern energy-efficient electrical devices will provide
the great potential in the development of small-scale power generation. Indonesia
has a tropical climate characterized by heavy rainfall and high water consumption
in high-rise buildings that could be used as alternative source energy. In the
future, development of high-rise buildings like the apartments, hotels, malls and
civil residences has development capacities for pico-scale electricity generation
system. This research will develop nano or pico-scale turbines could be installed
in building exhaust for running down the wasted water storey building. This
research has conducted in several stages of experimental testing. Number of blade
3, 4, 6, 8, 10, and 12 is used for the first stage, where number blade 3 is the best
result. Varying the blade curvature angle between 100° to 140° for the second
stage, and the blade curvature angle 140° is the best result. Varying the depth to
width ratio turbine from 0.06 to 0.29 is used for the third stage, and depth to width
ratio 0.29 is the maximum result. Then combining the three previous stages for
the fourth stage, the number blade three and has the blade curvature angle 140° is
the best result. The best results can be effective and reliable Picohydro power
plants on the installation of piping systems.
Keywords: Picohydro, Nanohydro, Horizontal Axis Water Turbine.
v