yang dapat disederhanakan menjadi: P
in
= ρ A v
3
4
2.3.2 Perhitungan Torsi dan Daya
Untuk mengetahui perbedaan unjuk kerja dari setiap variasi lapisan sudu dan lebar sudu yang divariasikan, maka perlu mencari torsi dinamis dan daya
yang dihasilkan oleh kincir.
2.3.3 Torsi
Torsi merupakan hasil perkalian vektor antara jarak sumbu putar dengan gaya yang bekerja pada titik yang berjarak tertentu dari sumbu pusat.
Pada penelitian ini digunakan mekanisme pengereman, sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut:
T = F r 5
dengan T adalah torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros, F adalah gaya pengimbang torsi, dan
r
= jarak lengan torsi ke poros.
2.3.4 Daya Kincir
Pada umumnya perhitungan untuk menghitung daya pada gerak melingkar dapat dituliskan sebagai berikut:
P
out
= T ω
6 dengan T adalah torsi dinamis,
ω adalah kecepatan sudut didapatkan dari:
ω
=
n rpm
=
n
=
=
7 Sehingga daya kincir angin dapat dituliskan dengan persamaan:
P
out
= T W
8 dengan P
out
adalah daya yang dihasilkan kincir angin, dan adalah putaran
poros.
2.3.5 Tip Speed Ratio
Tip spead ratio tsr adalah perbandingan antara kecepatan ujung
sudu kincir angin dengan kecepatan angin.
Kecepatan di ujung sudu v
t
dapat dirumuskan sebagai berikut: v
t
= ω r 9
dengan v
t
adalah kecepatan ujung sudu, ω adalah kecepatan sudut, dan r adalah
jari-jari kincir. Daya dimiliki tip spead ratio dapat dirumuskan dengan:
tsr =
10 dengan r adalah jari
– jari kincir, n = putaran poros kincir tiap menit, dan v adalah kecepatan angin.
2.3.6 Koefisiensi Daya Cp
Koefisien daya C
p
adalah pebandingan antara daya yang dihasilkan oleh kincir P
out
dengan daya yang disediakan oleh angin P
in
, sehingga dapat
dirumuskan sebagai berikut: C
p
= 100
11 dengan C
p
adalah koefisien daya, P
out
adalah daya yang dihasilkan oleh kincir, dan P
in
adalah daya yang dihasilkan oleh angin.
2.4 Grafik Hubungan Antara C
p
Terhadap tsr
Menurut Albert Betz Ilmuan Jerman bahwa koefisien daya maksimal dari kincir angin adalah sebesar 59 seperti yang terlihat pada Gambar 2.7. Batas
koefisien daya maksimal ini dikenal dengan sebutan Betz limit.
Gambar 2.7 Grafik hubungan antara koefisien daya Cp dengan tips speed ratio
tsr dari beberapa jenis kincir. Sumber:http:www.intechopen.comsourcehtml16242mediaimage67.jpe
g, diakses 12 Februari 2015
16
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir
Pembuatan kincir angin, penelitian, dan pengambilan data dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma.
Langkah kerja dalam penelitian ini meliputi perancangan kincir angin hingga analisis data seperti diagram alir yang ditunjukan pada Gambar 3.1 yang diperoleh
dari proses pengambilan data.
Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin Mulai
Perancangan kincir angin propeler
Pembuatan kincir angin propeler berbahan baku papan triplek dengan variasi anyaman bambu dan aluminium dengan kemiringan sudut patahan 10
o
.
Pengambilan data untuk kecepatan angin, kecepatan poros kincir angin, dan beban pengereman.
Pengolahan data untuk mencari Cp dan tsr kemudian membandingkan Cp dan Tsr, beban dan rpm, torsi dan Pout pada masing-masing variasi.
Analisis serta pembahasan data dan pembuatan laporan
Selesai
Kategori