Pada grafik hubungan daya output mekanis dengan torsi yang bekerja, dapat dilihat bahwa daya keluaran berupa daya mekanis tertinggi terjadi pada variasi
kecepatan angin rata – rata 8,3 ms. Berdasarkan tabel pengujian, daya mekanis
terbesar terjadi pada variasi kecepatan angin rata – rata 9,4 ms yaitu sebesar
81,902 watt pada torsi 1,430 Nm. Perbedaan tersebut dikarenakan oleh pendekatan grafik yang digunakan. Pada grafik hubungan daya output mekanis
dengan torsi di atas, dapat dilihat juga bahwa semakin tinggi kecepatan angin, maka semakin besar daya mekanis yang dihasilkan. Hal tersebut dikarenakan
peningkatan kecepatan angin berpengaruh pada peningkatan kecepatan putar poros yang kemudian mempengaruhi daya mekanis.
Untuk grafik hubungan daya listrik sebagai daya output dengan torsi untuk ketiga variasi kecepatan angin dapat dilihat pada Gambar 4.6 berikut.
Gambar 4.6 Grafik hubungan daya output listrik dengan torsi untuk ketiga variasi kecepatan angin
10 20
30 40
50 60
70
0,00 0,30
0,60 0,90
1,20 1,50
1,80 D
a y
a L
is tr
ik w
a tt
Torsi Nm
Kecepatan Angin 7,3 ms
Kecepatan Angin 8,3 ms
Kecepatan Angin 9,4 ms
Pada grafik hubungan daya output listrik dengan torsi yang bekerja, dapat dilihat bahwa daya keluaran berupa daya listrik tertinggi terjadi pada variasi
kecepatan angin rata – rata 8,3 ms. Berdasarkan tabel pengujian, daya listrik
terbesar terjadi pada variasi kecepatan angin rata – rata 8,3 ms yaitu sebesar
63,65 watt pada torsi 1,511 Nm. Hal tersebut dipengaruhi oleh kinerja dari generator. Pada grafik hubungan daya output mekanis dengan torsi di atas, dapat
dilihat juga bahwa semakin tinggi kecepatan angin, maka semakin besar daya listrik yang dihasilkan. Hal tersebut dikarenakan peningkatan kecepatan angin
berpengaruh terhadap peningkatan daya mekanis yang kemudian akibat kerja dari generator akan mempengaruhi peningkatan daya listrik yang dihasilkan.
4.3.3 Grafik Hubungan Cp mekanis dan TSR
Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data maka dibuat grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio untuk melihat unjuk kerja dari
kincir angin propeller 4 sudu berbahan komposit. Koefisien daya yang digunakan adalah perbandingan antara daya mekanis yang dihasilkan kincir dengan daya
yang dihasilkan oleh angin. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.7 Grafik hubungan CP mekanis dengan tip speed ratio untuk ketiga variasi kecepatan angin
Pada grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio di atas, dapat dilihat bahwa koefisien daya pada variasi kecepatan angin rata
– rata 7,3 ms adalah yang paling besar dan koefisien daya pada variasi kecepatan angin rata
– rata 9,4 ms adalah yang paling kecil diantara variasi lainnya. Dengan
menggunakan persamaan yang tertera pada grafik, dapat diketahui koefisien daya maksimum pada tip speed ratio optimal kincir. Sebagai contoh, digunakan
persamaan dari grafik pada variasi kecepatan angin rata – rata 7,3 ms.
Persamaan :
Cp = -8,5232 TSR
2
+ 65,755 TSR - 85,344 R² = 0,9892
Cp = -6,4749 TSR
2
+ 43,544 TSR - 43,054 R² = 0,9882
Cp = -6,1073 TSR
2
+ 36,777 TSR - 34,424 R² = 0,9807
5 10
15 20
25 30
35 40
45
0,00 1,00
2,00 3,00
4,00 5,00
6,00 7,00
C P
TSR
Kecepatan Angin 7,3 ms
Kecepatan Angin 8,3 ms
Kecepatan Angin 9,4 ms
Digunakan penyelesaian secara matematis untuk menentukan Cp maksimum dan tip speed ratio optimal dari persamaan di atas.
Setelah mendapat tip speed ratio optimal, disubtitusikan ke dalam persamaan awal untuk mengetahui Cp maksimum pada variasi kecepatan angin
rata – rata 7,3 ms.
Dengan menggunakan penyelesaian secara matematis tersebut, dapat diketahui bahwa pada variasi kecepatan angin rata
– rata 7,3 ms koefisien daya maksimum kincir adalah sebesar 43,1859 yang bekerja pada tip speed ratio
optimal sebesar 3,7803, pada variasi kecepatan angin rata – rata 8,3 ms koefisien
daya maksimum kincir adalah sebesar 31,4012 pada tip speed ratio optimal sebesar 3,2953, dan pada variasi kecepatan angin rata
– rata 9,4 ms koefisien daya maksimum kincir adalah sebesar 21,7972 pada tip speed ratio optimal
sebesar 2,9504. Berdasarkan grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio di atas,
dapat diketahui bahwa kincir angin propeller 4 sudu berbahan komposit dapat bekerja optimal pada variasi kecepatan angin rata
– rata 7,3 ms dibanding pada variasi kecepatan angin rata
– rata 8,3 ms dan 9,4 ms. Hal tersebut dikarenakan pengurangan daya dari daya angin menjadi daya mekanis yang terjadi pada variasi
kecepatan angin rata – rata 7,3 ms lebih sedikit dibanding variasi kecepatan angin
lainnya. Pada variasi kecepatan angin rata – rata 7,3 ms, daya masukan berupa
daya yang dihasilkan oleh angin adalah sebesar 180,265 watt dan daya keluaran maksimum berupa daya mekanis yang dihasilkan oleh kincir adalah sebesar
76,842 watt. Pengurangan daya yang terjadi adalah sebesar 103,423 watt. Pada variasi kecepatan angin rata
– rata 8,3 ms dan 9,4 ms, pengurangan daya yang terjadi adalah sebesar 185,346 watt dan 299,915 watt.
4.3.4 Grafik Hubungan Cp listrik dan TSR
Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data maka dibuat grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio untuk melihat unjuk kerja dari
kincir angin propeller 4 sudu berbahan komposit. Koefisien daya yang digunakan adalah perbandingan antara daya listrik yang dihasilkan generator dengan daya
yang dihasilkan oleh angin. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 4.8 Grafik hubungan CP listrik dengan tip speed ratio untuk ketiga variasi kecepatan angin
Sama seperti grafik koefisien daya mekanis dengan tip speed ratio pada sub Bab 4.3.1, pada grafik hubungan koefisien daya listrik dengan tip speed ratio di
atas, koefisien daya pada variasi kecepatan angin rata – rata 7,3 ms adalah yang
paling besar dan koefisien daya pada variasi kecepatan angin rata – rata 9,4 ms
adalah yang paling kecil diantara variasi lainnya. Dengan menggunakan persamaan yang tertera pada grafik, dapat diketahui koefisien daya maksimum
pada tip speed ratio optimal kincir. Sebagai contoh, digunakan persamaan dari grafik pada variasi kecepatan angin rata
– rata 7,3 ms. Persamaan :
Cp
L
= -9,2816 TSR
2
+ 73,083 TSR - 114,72 R² = 0,9836
Cp
L
= -7,1754 TSR
2
+ 48,393 TSR - 58,53 R² = 0,9911
Cp
L
= -5,3751 TSR
2
+ 30,923 TSR - 28,668 R² = 0,9914
5 10
15 20
25 30
35
0,00 1,00
2,00 3,00
4,00 5,00
6,00 7,00
C p
TSR
Kecepatan Angin 7,3 ms
Kecepatan Angin 8,3 ms
Kecepatan Angin 9,4 ms
