4
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Angin
Angin adalah aliran udara dalam jumlah yang besar diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari
tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah. Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini
terjadi, tekanan udara turun kerena udaranya berkurang. Udara dingin di sekitarnya mengalir ke tempat yang bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat
dan turun ke tanah. Di atas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara panas dan turunnya udara dingin ini dinamakan konveksi.
Menurut ilmu fisika Angin merupakan
energi kinetik dari sebuah benda dengan massa m dan kecepatan v dirumuskan sesuai dengan rumus berikut, dengan ketentuan
kecepatan v tidak mendekati kecepatan cahaya.
2.1 Dimana :
E = energi dari udara
Joule m = massa udara
kg v
= kecepatan angin ms
rumus di atas juga berlaku untuk angin yang merupakan udara yang bergerak. Jika suatu “blok” udara memiliki penampung A dan bergerak dengan kecepatan v, maka jumlah
massa yang melewati suatu tempat dapat dilihat pada rumus berikut:
2.2 m = kelajuan aliran massa udara
kgs ρ = kerapatan udara
kgm3 A
= luas penampang m2
5 2.3
d = diameter sudu
m h
= tinggi sudu m
v = kecepatan angin
ms
Dengan demikian maka energi yang dapat dihasilkan per-satuan waktu adalah sesuai dengan rumus berikut:
2.4
2.2. Daya yang diekstrak oleh angin
Daya angin yang diekstrak adalah beda antara kekuatan angin pada hulu dan hilir kekuatan angin. Dirumuskan sebagai berikut:
2.5 Dimana:
P
o
= daya mekanis yang diekstrak Watt
V = kecepatan angin pada hulu
ms V
o
= kecepatan angin pada hilir ms
Aliran massa per-detik merupakan perkalian antara massa jenis udara dan kecepatan rata-rata, yang dirumuskan sebagai berikut:
2.6
Sehingga didapat daya yang diekstrak oleh mekanik dari rotor, yang dimana untuk meng-drive generator dan dirumuskan sebagai berikut:
2.7
Jika dihubungkan dengan ekspresi aljabar sebelumnya maka akan di dapat rumusan sebagai berikut:
6 2.8
Jadi daya yang telah terekstrak oleh bilah dirumuskan sebagai berikut:
2.9
Dimana : 2.10
2.3. Area Sapuan Rotor
Kategori