Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu lengkung silindris dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi permukaan sudu.

(1)

vii INTISARI

Pemakaian energi terutama energi listrik sekarang ini sangat diperlukan oleh setiap warga masyarakat. Jumlah pemakaiannya yang besar mengakibatkan pemborosan sumber daya energi. Atas dasar kondisi sekarang ini, muncul adanya ide untuk menghasilkan energi alternatif yang tidak bisa habis, contohnya yakni angin, dengan melakukan penelitian terhadap kincir angin. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji unjuk kerja kincir angin yang diteliti seperti besar torsi, perbandingan daya, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio dengan tiga variasi perlakuan kekasaran permukaan sudu kincir angin.

Kincir angin yang diteliti adalah kincir angin propeler tiga sudu poros horizontal berdiameter 80 cm berbahan dasar kayu. Kekasaran permukaan dilakukan dengan cara melapisi permukaan belakang dan depan sudu kincir angin. Terdapat tiga varisasi perlakuan pelapisan permukaan yaitu kincir angin pertama berbahan dasar kayu tanpa pelapisan, kincir angin ke dua berbahan dasar kayu berlapis seng di permukaan belakang sudu, dan kincir angin ke tiga berbahan dasar kayu berlapis anyaman bambu di permukaan depan dan berlapis seng di permukaan belakang sudu. Agar mendapatkan daya kincir, torsi, koefisien daya maksimal, dan tip speed ratio pada kincir, maka poros kincir dihubungkan ke mekanisme pengereman yang berfungsi untuk pemberian beban pada kincir. Besarnya beban kincir dapat dilihat pada neraca pegas. Putaran kincir angin diukur mengunakan tachometer dan kecepatan angin diukur menggunakan anemometer. Kecepatan udara yang ditetapkan berkisar antara 8 m/s hingga 9 m/s.

Dari hasil penelitian ini, kincir angin sudu tanpa lapisan menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,42% pada tip speed ratio 2,19 dengan daya

output sebesar 15,87 watt dan torsi sebesar 0,32 N.m pada kecepatan angin 8,97 m/s. Kincir angin bersudu lapis seng menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,79% pada tip speed ratio 2,51 dengan daya output sebesar 15,38 watt dan torsi sebesar 0,28 N.m pada kecepatan angin 8,73 m/s. Kincir angin bersudu lapis anyaman bambu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 4,92% pada

tip speed ratio 1,92 dengan daya output sebesar 8,8 watt dan torsi sebesar 0,16 N.m pada kecepatan angin 8,60 m/s. Dari ketiga kincir angin yang sudah diteliti, dapat disimpulkan bahwa kincir angin berbahan dasar kayu berlapis seng di permukaan belakang sudu memiliki nilai koefisien daya maksimal dan tip speed ratio paling tinggi.

(2)

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU

LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR KAYU

DENGAN TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN SUDU

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan oleh :

FRANSISCUS BAGUS MURBANTORO NIM : 115214017

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(3)

THE PERFORMANCE OF THREE CYLINDRICAL CURVE

BLADES PROPELLER WINDMILL FROM WOOD

MATERIAL WITH THREE SURFACE TREATMENT

VARIATIONS

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

to obtain Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

By :

FRANSISCUS BAGUS MURBANTORO Student Number : 115214017

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2015

(4)

TINJUK

KERJA

KINCIR

ANGIN

PROPELER

TIGA

SUDU

LENGKTII\G

SILN\[DRIS

DARI BAHAN

DASAR

KAYU

DENGAN

TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN

ST]DU

Disusun oleh :

k. Rines, M. T.

(5)

TNJUK KERJA

KINCIR

ANGIN

PROPELER

TIGA

SLIDU LENGKTTNG

_{SILINDRIS DARI BAHAN}

_DASAR

_KAYU

DENGAN

_{TIGA VARIASI}

_PERIAKUA1Y

_PERMUKAAN

_SUDU

Yang dipersiapkan dan disusun oleh :

NAMA : FRANSISCUS BAGUS MURBANTORO

NIM:

115214017

Telah dipertahankan di depan Dewan pengrrji Pada tanggal 22 Jurn 2015

Ketua Sekretaris Anggota

Susunan Dewan Penguji Nama Lengkap

: Budi Setyahandana, S. T., M. T. : RB Dwiseno Wihadi, S. T,, M. Si. : k. Rines, M. T.

Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan Untuk mernperoleh gelar Sa{ana Teknik

Yogyakarta, 25 Juni 201 5 Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

ina Heruningsih Prima Ros4 S.Si.,

rK.-1

_w

d-r"-tEr

FH

(6)

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Dengan ini penulis _{menyatakan dengan sesungguhnya}_{bahwa dalam tugas} akhir dengan judul :

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR _{KAYU DENGAN TIGA VARIASI}

PERLAKUAN PERMUKAAN SUDU

Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang _wajib_ditempuh_untuk_menjadi Sarjana Teknik pada program _{Strata-1, Jurusan}_Teknik_Mesi,_Fakultas_{Sains san} Teknologi, universitas sanata Dhanna, yogyakarla. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan

dari

Tugas

Akhir

yang suclah clipublikasikan di Perguruan tinggi manapun. Kecuali bagian infonnasi yang dicantumkan _dalam daftar pustaka.

Dibuat

di

_:

Yogyakarta Pada tanggal : 1 April 20i5

Penulis

(7)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA

ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama

:

FRANSISCUS BAGUS MURBANTORO

Nomor

Mahasiswa

:

\15214011

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya rnemberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul :

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR KAYU DENGAN TIGA VARIASI

PERLAKUAN PERNIUKAAN SUDU

Dengan demikian saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikanya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta

ijin

dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenamya. Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal 1 April 2015 Yang menyatakan

vi hsiscus Bagus Murbantoro

(8)

vii INTISARI

Dari hasil penelitian ini, kincir angin sudu tanpa lapisan menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 7,42% pada tip speed ratio 2,19 dengan daya

(9)

viii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugerah-Nya yang telah memberi kesempatan bagi penulis untuk dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR KAYU DENGAN TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN SUDU”.

Laporan tugas akhir merupakan salah satu persyaratan bagi para mahasiswa/mahasiswi untuk dapat menyelesaikan jenjang pendidikan S1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam laporan tugas akhir ini membahas mengenai perancangan, pembuatan kincir angin sumbu horizontal jenis propeler, dan perbandingan daya.

Dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Ibu Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Bapak Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.

3. Bapak Ir. Rines, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

(10)

5. Seluruh dosen program studi Teknik Mesin yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis.

6. Seluruh staff Fakultas Sains dan Teknologi atas kerja sama dan dukungan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir.

7. Bapak Eliutherius Margiyanto dan Ibu Purwanti sebagai orang tua dari penulis, serta Aloysius Nawan Kuncoro sebagai saudara dari penulis yang selalu berdoa, mendukung secara material dan yang lain – lain kepada penulis.

8. Rekan – rekan mahasiswa Teknik Mesin, angkatan 2011 khususnya, yang telah memberi saran, kritik, dan dukungan kepada penulis dalam penyelesaian laporan tugas akhir.

9. Semua pihak yang tidak mungkin disebut satu per satu yang telah berperan serta membantu penulis untuk dapat menyelesaikan laporan tugas akhir.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan – kekurangan yang perlu diperbaiki pada pembuatan laporan tugas akhir, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritikan yang membangun untuk menyempurnakan laporan tugas akhir. Penulis mengharapkan semoga laporan tugas akhir ini berguna dan bermanfaat untuk dapat memberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi para mahasiswa khususnya, serta bagi para pembaca pada umumnya.

Yogyakarta, 1 April 2015

(11)

DAFTAR ISI

Halaman Sampul ... i

Halaman Judul ... ii

Halaman Pernyataan... vi

Intisari ... vii

Kata Pengantar ... viii

Daftar Isi... x

Daftar Gambar ... xii

Daftar Tabel ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan Penelitian ... 4

1.5 Manfaat Penelitian ... 4

BAB II DASAR TEORI 2.1 Kincir Angin ... 6

2.2 Jenis – Jenis Kincir Angin ... 7

2.2.1 Kincir Angin Sumbu Horizontal ... 7

2.2.2 Kincir Angin Sumbu Vertikal ... 9

2.3 Kincir Angin Propeler ... 12

2.4 Hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio ... 13

2.5 Rumus Perhitungan ... 14

2.5.1 Energi Kinetik ... 15

2.5.2 Daya Angin ... 15

2.5.3 Daya Kincir Angin ... 16

2.5.4 Koefisien Daya ... 16

2.5.5 Tip Speed Ratio... 17

(12)

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Penelitian ... 18

3.2 Alat dan Bahan ... 19

3.3 Desain Kincir ... 25

3.4 Variabel Penelitian ... 26

3.5 Variabel yang Diukur ... 26

3.6 Parameter yang Dihitung ... 26

3.7 Langkah Penelitian ... 27

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Penelitian ... 29

4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ... 32

4.2.1 Perhitungan Daya Angin ... 32

4.2.2 Perhitungan Torsi ... 32

4.2.3 Perhitungan Daya Kincir ... 33

4.2.4 Perhitungan tip speed ratio ... 33

4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya ... 34

4.3 Hasil Perhitungan ... 34

4.4 Grafik Hasil Perhitungan ... 38

4.5 Grafik Perbandingan Tiga Variasi Perlakuan Sudu Permukaan ... 47

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 49

5.2 Saran ... 50

(13)

xii

DAFTAR GAMBAR

hal

1. Gambar 2.1 Kincir angin sumbu horizontal 8

2. Gambar 2.2 Kincir angin sumbu vertical 10

3. Gambar 2.3 Kincir angin propeler 13

4. Gambar 2.4 Grafik hubungan Cp dengan tsr 14 5. Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin 18 6. Gambar 3.2 Tiga variasi pelapisan permukaan sudu kincir angin 20

7. Gambar 3.3 Dudukan sudu 21

8. Gambar 3.4 Terowongan angin 21

9. Gambar 3.5 Fan blower 22

10. Gambar 3.6 Anemometer 23

11. Gambar 3.7 Tachometer 23

12. Gambar 3.8 Neraca pegas 24

13. Gambar 3.9 Sistem pengereman 24

14. Gambar 3.10 Desain kincir 25

15. Gambar 3.11 Sudut patahan sudu kincir angin 25 16. Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin

sudu polos 38

17. Gambar 4.2 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin

sudu lapis seng 39

18. Gambar 4.3 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin

sudu lapis anyaman bambu 40

19. Gambar 4.4 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin

(14)

xiii

20. Gambar 4.5 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu

lapis seng 41

21. Gambar 4.6 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu

lapis anyaman bambu 42

22. Gambar 4.7 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk

kincir angin sudu polos 44

23. Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk

kincir angin sudu lapis seng 45

24. Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk

kincir angin sudu lapis anyaman bambu 47 25. Gambar 4.10 Grafik perbandingan koefisien daya dan tsr untuk

(15)

xiv

DAFTAR TABEL

hal 1. Tabel 4.1 Data penelitian kincir angin tiga sudu tanpa lapisan 31 2. Tabel 4.2 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis seng 32 3. Tabel 4.3 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis anyaman bambu 33 4. Tabel 4.4 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek tanpa lapisan 38 5. Tabel 4.5 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis seng 38 6. Tabel 4.6 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis

(16)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pemakaian energi terutama energi listrik sekarang ini sangat diperlukan oleh setiap warga masyarakat di negara – negara maju dan negara – negara yang sedang berkembang. Menurut Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral, Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (EBTKE), sumber daya energi yang ada di Indonesia dan di dunia semakin menipis, dimana energi menjadi semakin langka dan semakin mahal dengan pertumbuhan konsumsi energi rata – rata 7% setahun. Jumlah pemakaiannya yang sangat besar dan terus bertambah mengakibatkan adanya pemborosan sumber daya energi. Penggunakan energi yang terus bertambah disebabkan oleh kebutuhan masyarakat yang terus meningkat, namun tidak diimbangi dengan pemasokan energi yang ada. Menyebabkan kebutuhan pasokan dari energi fosil menjadi semakin besar. Penggunaan dari energi fosil sendiri menimbulkan efek samping terhadap perubahan iklim global yang disebabkan oleh meningkatnya Gas Rumah Kaca (GRK) di atmosfir Bumi. (http://ebtke.esdm.go.id/post/2012/05/31/14/, diakses 1 April 2015).

Dalam ilmu Energi Terbarukan muncul adanya ide untuk dapat menghasilkan energi alternatif yang tidak bisa habis. Alam Indonesia memiliki banyak sumber energi alternatif, salah satu contohnya yakni angin, karena terdapat dimana – mana, terutama pada pesisir – pesisir pantai dan di daerah

(17)

pegunungan. Adanya bantuan energi angin ini, masyarakat masih bisa menggunakan energi listrik tanpa harus mengabiskan pasokan sumber daya energi yang ada di bumi. Energi listrik tidak dihasilkan langsung dari alam, namun dapat dihasilkan energi alternatif dari angin yang berasal dari alam dengan bantuan sebuah alat.

Alat yang digunakan untuk dapat menghasilkan energi alternatif dari alam terutama angin adalah kincir angin. Penulis mencoba melakukan penelitian dengan merancang dan membuat kincir angin jenis propeler tiga sudu poros horizontal dari bahan dasar kayu berjenis triplek. Ukuran jari – jari sudu dari ketiga kincir angin ini sama yakni 40 cm dengan ketebalan kayu yang digunakan adalah 8 mm. Bentuk dari sudu kincir angin yang dirancang yakni sudu dengan sudut patahan lengkung silindris. Artinya, sudu ini diambil potongannya dari sebuah benda yang mirip tabung silindris, sehingga jika sudu – sudu ini disusun maka akan membentuk sebuah tabung silindris dengan patahan – patahannya melengkung. Pada penelitian ini, penulis mencoba memvariasikan pelapisan kekasaran permukaan sudu kincir angin untuk mengetahui pengaruh atau dampak dari pelapisan kekasaran permukaan pada sudu kincir angin terhadap unjuk kerja dari kincir anign. Kincir angin pertama yang diteliti, dibuat dari kayu tanpa adanya pelapisan pada permukaan sudunya. Penelitian kincir angin yang kedua, sudu dari bahan dasar kayu dirancang dengan melakuan pelapisan seng di bagian belakang permukaan sudu. Penelitian kincir angin yang ketiga menggunakan sudu berbahan dasar kayu dengan pelapisan anyaman bambu di bagian depan permukaan sudu dan dilapisi seng di bagian belakang permukaan sudu.

(18)

1.2 Rumusan Masalah

Pada penelitian yang dilakukan, ternyata ada masalah yang didapati yakni tentang pemilihan kincir angin yang paling cocok dibuat untuk kondisi alam yang ada di Indonesia. Penelitian ini memfokuskan pada variasi pelapisan kekasaran permukaan sudu kincir angin. Melalui penelitian ini diharapkan dapat diketahui apakah pelapisan kekasaran permukaan sudu berpengaruh terhadap unjuk kerja dari kincir angin.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini, penulis hanya tertuju pada kajian dan analisa tentang kincir angin jenis propeler poros horizontal. Penelitian ini dibatasi hanya untuk tiga variasi pelapisan pada sudu kincir angin, yakni sudu dari bahan dasar kayu tanpa lapisan, sudu berlapis seng di permukaan belakang, dan sudu berlapis anyaman bambu di permukaan depan dan berlapis seng di permukaan belakang. Kecepatan angin rata – rata yang digunakan dalam penelitian ini sekitar 9 m/s. Ukuran kincir angin ini sudah ditetapkan yakni berdiameter 80 cm. Pembuatan dan penelitian kincir angin dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

(19)

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Merancang dan membuat kincir angin jenis propeler poros horizontal dengan jumlah tiga sudu dari bahan dasar kayu, kayu lapis seng, dan kayu lapis anyaman bambu dan seng, dengan panjang diameter sudu kincir 80 cm.

2. Mengetahui besar daya kincir tertinggi dan torsi yang dapat dihasilkan dari model kincir angin untuk tiga variasi pelapisan permukaan sudu.

3. Mengetahui perbandingan koefisien daya maksimal dan tip speed ratio

optimal, dari tiga variasi pelapisan permukaan sudu.

4. Mengetahui model kincir angin yang memberikan nilai tertinggi untuk koefisien daya maksimal diantara ketiga model kincir angin yang diteliti.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian pembuatan kincir angin ini adalah : 1. Bagi masyarakat/Industri

a. Memudahkan masyarakat terpencil mendapat bahan – bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan kincir angin, sehingga semua kalangan masyarakat dapat membuat kincir angin dan menghasilkan listrik dalam skala kecil ataupun besar jika kemudian dikembangkan lebih lanjut. b. Mengatasi masalah kebutuhan listrik yang dialami oleh masyarakat yang

(20)

c. Untuk mengurangi pemborosan karena pemakaian sumber daya energi yang terus menerus meningkat dari tahun ke tahun.

2. Bagi Akademik

a. Menjadikan pustaka atau sumber bacaan tambahan yang digunakan untuk membantu proses pembelajaran tentang kincir angin.

b. Menjadikan dasar referensi untuk melakukan penelitian yang lebih mendalam tentang kincir angin pada penelitian selanjutnya.

3. Bagi Penulis

a. Mempelajari pemahaman baru tentang energi terbarukan, khususnya energi angin yang ada di Indonesia serta pemanfaatan secara maksimal dari kegunaan energi angin.

b. Mendapat pengetahuan baru tentang pembuatan kincir angin dengan baik dan benar yang terbuat dari bahan dasar kayu triplek, seng, dan anyaman bambu.

c. Menemukan desain kincir angin yang dapat memanfaatkan energi angin menjadi sumber listrik dengan harga terjangkau, mudah di dapat, dan ramah lingkungan.

(21)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Kincir Angin

Kincir angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan gandum, keperluan irigasi, dll. Kincir angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya yang lebih dikenal dengan windmill.

Kini kincir angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Walaupun sampai saat ini pembangunan kincir angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional seperti PLTD, PLTU, dll. Kincir angin masih dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui (Contoh : batubara, minyak bumi) sebagai bahan dasar untuk membangkitkan listrik. Umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah kincir angin hanya sebesar 20%-30%. Jadi rumus di atas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cukup eksak. Prinsip dasar kerja dari kincir angin adalah mengubah energi kinetis dari angin menjadi energi putar atau mekanis pada kincir. (http://www.alpensteel.com/article/, diakses 1 April 2015)

(22)

2.2 Jenis – Jenis Kincir Angin

Pada umumnya, kincir angin dikategorikan dalam dua jenis, yakni : 1. Kincir angin sumbu horizontal.

2. Kincir angin sumbu vertikal.

2.2.1 Kincir Angin Sumbu Horizontal

Kincir angin sumbu horizontal atau Horizontal Axis Wind Turbine

(HAWT) memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Kincir berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling – baling angin yang sederhana, sedangkan kincir berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digabungkankan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar. Sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, kincir biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah – bilah kincir dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan. Turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar HAWT merupakan mesin

upwind. Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind dibuat agar tidak memerlukan mekanisme tambahan supaya bilah – bilah kincir tetap sejalan dengan angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang, bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian

(23)

juga mengurangi resintensi angin dari bilah – bilah itu. Bentuk dari kincir angin sumbu horizontal ini dapat dilihat pada pada Gambar 2.1.

Kelebihan dari kincir angin sumbu horizontal atau HWAT, yakni dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang hembusannya lebih kuat di tempat – tempat yang memiliki geseran angin, perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.

Gambar 2.1 Kincir angin sumbu horizontal

(http://www.indoenergi.com/2012/07/, diakses 1 April 2015)

Selain memiliki kelebihan, adapun juga kelemahan yang dimilik oleh kincir angin sumbu horizontal atau HAWT. Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan kincir angin. Kelemahan dari desain kincir angin sumbu horizontal adalah sebagai berikut :

(24)

a) HAWT yang tinggi akan sulit dipasang, membutuhkan derek yang sangat tinggi dan membutuhkan operator yang profesional.

b) Dibutuhkan konstruksi menara yang besar untuk menyangga bilah – bilah yang berat, transmisi roda gigi, dan generator.

c) HAWT yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.

d) Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan landscape.

e) Berbagai varian downwind mengalami kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.

f) HAWT membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.

2.2.2 Kincir Angin Sumbu Vertikal

Kincir angin sumbu vertikal atau Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) memiliki poros atau sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah kincir tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah. Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut. Drag atau gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar. Karena

(25)

sulit dipasang di atas menara, kincir sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur kincir angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara kincir kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal. Bentuk dari kincir angin sumbu vertical dapat dilihat pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Kincir angin sumbu vertikal

(26)

Adapun kelebihan dari desain kincir angin sumbu vertikal adalah sebagai berikut :

a) Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.

b) Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.

c) Sebuah VAWT bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.

d) VAWT memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.

e) Desain VAWT berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya HAWT.

f) VAWT memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada HAWT. Biasanya VAWT mulai menghasilkan listrik pada 10km/jam (6 m.p.h.)

g) VAWT biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.

h) VAWT bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.

i) VAWT yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),

(27)

j) VAWT tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.

k) Kincir pada VAWT mudah dilihat dan dihindari burung.

Selain memiliki kelebihan, desain kincir angin ini juga memiliki kekurangan yaitu sebagai berikut :

a) Kebanyakan VAWT memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi HAWT karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.

b) VAWT tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.

c) Kebanyakan VAWT mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.

d) Sebuah VAWT yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.

2.3 Kincir Angin Propeler

Kincir angin propeler ini merupakan jenis kincir angin sumbu horisontal. Kincir angin propeler merupakan kincir angin yang memiliki jumlah sudu yang lebih sedikit dari jenis kincir angin yang lainnya. Kincir angin jenis propeler memiliki penampang airfoil, dimana perputaran sudu kincir angin ini disebabkan oleh adanya gaya aerodinamika yang bekerja pada suatu kincir angin.

(28)

Agar propeler dapat berputar, maka letak bidang rotasinya harus tegak lurus dengan arah angin. Maksud dari penjelasan ini adalah kincir angin jenis propeler dapat digunakan untuk tipe upwind dan downwind. Bentuk dari kincir angin jenis propeler ini dapat dilihat pada Gambar 2.3. Jenis kincir angin propeler ini memiliki keunggulan yaitu :

a. Konstruksi kincir angin lebih sederhana.

b. Karakteristik aerodinamis angin tidak terganggu karena arah angin langsung menuju rotor.

c. Tidak memerlukan sudut orientasi.

Gambar 2.3 Kincir angin propeler

(backupkuliah.blogspot.com, diakses 1 April 2015)

2.4Hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio

Tip speed ratio mempengaruhi besarnya koefisien daya. Hubungan ini digambarkan sebagai berikut :

(29)

2. Ditandai dengan kurva koefisien daya berbanding dengan perbandingan kurva tip speed ratio.

Berikut ini grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio dari berbagai jenis kincir dapat di lihat pada grafik batas Betz (betz limit diperkenalkan oleh ilmuan Jerman, Albert Betz) berikut ini :

Gambar 2.4 Grafik hubungan Cp dengan tsr

(http://gunturcuplezt.blogspot.com/2012/09/, diakses 1 April 2015)

2.5Rumus Perhitungan

Rumus yang digunakan dalam melakukan perhitungan kincir angin dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

American Multiblade

(30)

2.5.1 Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatannya. Dapat ditulis dalam rumus sebagai berikut :

Ek = m v2 (1) yang dalam hal ini :

Ek : Energi kinetik (J)

m : massa benda (kg)

v : kecepatan benda (m/s)

2.5.2 Daya Angin

Daya angin adalah daya yang dihasilkan oleh angin tiap luasan sudu. Sehingga daya angin dapa digolongkan sebagai energi potensial. Pada dasarnya daya angin merupakan angin yang bergerak persatuan waktu sehingga dapat ditulis dalam rumus sebagai berikut :

Daya = kerja / waktu

= energi kinetik / waktu P = ½ . m . ν2 /t

= ½ (ρ.A.d).ν2 /t

= ½ . ρ. A . ν2. (d/t) d/t = ν

= ½ . ρ . A . ν3 (2) dalam hal ini :

Pin : Daya yang disediakan oleh angin (watt)

(31)

ν : kecepatan angin (m/s)

A : Luas penampang sudu (m2)

2.5.3 Daya Kincir Angin

Daya yang dihasilkan kincir (Pout), yakni daya yang dihasilkan kincir angin berdasarkan adanya angin yang melintas pada sudu kincir angin, sehingga daya yang dihasilkan dapat di hitung dengan rumus :

Pout = Tω (3)

dengan :

Pout : Daya yang dihasilkan kincir (watt)

T : Torsi (Nm)

 _{: kecepatan sudut (}rad_/_s₎

2.5.4 Koefisien Daya

Koefisien daya adalah perbandingan dari daya yang dihasilkan oleh kincir angin (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin. koefisien daya dapat diperhitungkan menggunakan rumus :

x 100%

₍₄₎

yang dalam hal ini :

Cp : Koefisien Daya (%)

Pin : Daya yang disediakan oleh angin (watt)

(32)

2.5.5 Tip Speed Ratio

Tip speed ratio adalah perbandingan antara kecepatan linier lingkaran terluar kincir dengan kecepatan angin, yang dapat dituliskan sebagai :

tsr

=

₍₅₎

dengan :

 _{: putaran poros kincir angin (}rad_/_s₎ r : jari jari kincir angin (m)

: kecepatan angin (m/s)

2.5.6 Torsi

Torsi adalah hasil perkalian dari gaya pembebanan dengan panjang lengan torsi, yang dapat dihitung dengan memakai rumus :

T 

₍₆₎

dengan :

T : Torsi (Nm)

F : gaya pembebanan (N)

(33)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Penelitian

Langkah kerja dalam penelitian ini meliputi perencanaan kincir hingga analisis data. Langkah kerja dalam penelitian ini dalam bentuk gambar diagram alir seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin Mulai

Perancangan kincir angin propeler tiga sudu

Pembuatan kincir angin berbahan dasar kayu dengan tiga variasi perlakuan pelapisan di permukaan depan dan belakang sudu

Pengambilan data, untuk mengetahui kecepatan putaran kincir, kecepatan angin, dan beban pengereman pada kincir angin

Pengolahan data untuk mencari koefisien daya dan tip speed ratio. Membandingan koefisien daya maksimal dan tip speed ratio pada masing –

masing variasi kincir angin

Analisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan

(34)

Ada tiga jenis perlakuan metode untuk melakukan penelitian ini, yaitu : 1. Penelitian Kepustakaan (Library Research)

Penelitian kepustakaan dilakukan dengan membaca literatur –literatur yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir ini serta dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya.

2. Pembuatan Alat

Pembuatan alat uji kincir angin tipe propeler dilakukan di Laboratorium Konversi Energi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta. Kincir yang sudah jadi dipasang pada wind tunnel dan motor listrik sebagai sumber tenaga untuk menghasilkan tenaga angin untuk memutar kincir.

3. Pengamatan Secara Langsung (Observasi)

Metode observasi ini dilakukan dengan mengamati secara langsung terhadap objek yang diteliti yaitu kincir angin jenis propeler pada wind tunnel.

3.2 Alat dan Bahan

Model kincir angin propeler dengan bahan dasar kayu triplek namun juga divariasikan dengan lapisan aluminum dan juga lapisan anyaman bambu. Kincir pertama ini dibuat dari bahan kayu triplek, kincir ke dua dari kayu lapis seng, dan kincir ke tiga dari kayu lapis anyaman bambu dan lapis seng, dengan diameter 80 cm.

1. Sudu kincir angin.

Ukuran panjang sudu kincir menentukan daerah sapuan angin yang menerima energi angin sehingga dapat membuat dudukan sudu atau turbin

(35)

berputar. Variasi yang digunakan adalah variasi perlakuan kehalusan permukaan, yaitu sudu untuk kincir pertama, kayu tanpa lapisan. Sudu untuk kincir kedua, kayu berlapis seng di bagian belakang permukaan. Sudu untuk kincir ketiga, kayu dengan lapisan anyaman bambu di permukaan depan dan lapisan seng di permukaan belakang. Semua sudu memiliki bentuk dan ukuran yang sama, sudu kincir angin yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.2.

(a) (b) (c)

Gambar 3.2 Tiga variasi pelapisan permukaan sudu kincir angin yang diteliti a) tanpa lapisan, b) lapis seng di permukaan belakang, c) lapis anyaman

bambu di permukaan depan dan lapis seng di permukaan belakang

2. Dudukan sudu.

Dudukan sudu yang merupakan bagian komponen yang berfungsi untuk pemasangan sudu dan juga untuk mengatur kemiringan sudu. Dudukan sudu ini memiliki tiga buah lubang untuk pemasangan sudu dan tiga buah klem untuk menjepit sudu yang dipasang pada dudukan sudu, untuk mengatur sudu kemiringan cukup membuka mur klem. Dudukan sudu dapat dilihat pada Gambar 3.3.

(36)

3. Terowongan Angin

Terowongan angin (wind tunnel) adalah sebuah lorong angin dengan tinggi 1,2 meter, lebar 1,2 meter, dan panjang 2,4 meter. Gambar 3.4 menunjukan terowongan angin. Terowongan angin ini berfungsi sebagai tempat angin bergerak dengan kecepatan tertentu dan juga sebagai tempat pengujian kincir angina. Terowongan angin ini dapat diatur kecepatan anginnya dengan cara mengatur jarak antara wind tunnel dengan blower sesuai keinginan, dengan cara menarik blower mengunakan troli.

Gambar 3.3 Dudukan sudu

(37)

4. Fan blower

Fan blower berfungsi untuk menghisap udara yang akan disalurkan ke

windtunnel, fan blower dengan daya penggerak motor 5,5 kW. Gambar 3.5 akan menunjukan bentuk dari fan blower.

Gambar 3.5 Fan blower

5. Anemometer

Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan angin, dan juga digunakan untuk mengukur suhu angin di sekitar lingkungan. Gambar 3.6 menunjukan bentuk dari anemometer.

6. Tachometer

Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putaran poros kincir yang dinyatakan dalam satuan rpm (revolutions per minute). Jenis takometer yang digunakan adalah digital light takometer, cara

(38)

kerjanya cukup sederhana meliputi 3 bagian, yaitu : Sensor, pengolah data dan penampil. Gambar 3.7 menunjukan bentuk tachometer.

Gambar 3.6 Anemometer

Gambar 3.7 Tachometer

7. Neraca pegas

Neraca pegas digunakan untuk mengetahui beban pengereman pada kincir pada saat kincir angin berputar. Gambar 3.8 menunjukan bentuk dari neraca pegas yang digunakan dalam penelitian. Neraca pegas ini diletakan pada bagian sistem

(39)

pengereman dan dihubungkan dengan kopling dengan jarak yang telah disesuaikan.

8. Sistem pengereman

Sistem pengereman ini berfungsi sebagai beban pada perputaran kincir, yang dimana kincir diberi beban berupa karet untuk mengetahui besarnya torsi dan kecepatan putaran kincir angin.

Gambar 3.8 Neraca pegas

(40)

9. Penopang kincir

Penopang kincir berfungsi sebagai penopang sudu, agar kincir dapat berputar. Poros kincir ini juga sebagai penghubung antara kincir dengan sistem pengereman, yang dihubungkan dengan poros penyambung.

3.3 Desain Kincir

Desain kincir angin yang dibuat seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.10. Gambar tersebut menunjukan bahwa kincir angin yang dibuat panjang diameternya berukuran 80 cm dengan sudut patahan sudu 10o. Gambar 3.11 menunjukan desain dari sudut patahan sudu kincir angin.

Gambar 3.10 Desain kincir

Permukaan depan

Sudut patahan 10o

Permukaan belakang Gambar 3.11 Sudut patahan sudu kincir angin

40 cm

7 cm 4,5 cm

30 cm

(41)

3.4 Variabel Penelitian

Variabel dalam penelitian ini adalah :

1. Variasi pembebanan kincir yaitu dari posisi kincir berputar maksimal sampai kincir dalam posisi diam atau berhenti.

2. Variasi kehalusan permukaan triplek atau tanpa lapisan tambahan, variasi dengan mengunakan plat seng, dan variasi menggunakan anyaman bambu.

3.5 Variable yang Diukur

Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah : 1. Kecepatan angin (m/s)

2. Gaya pengimbang (N) 3. Putaran kincir (rpm)

3.6 Parameter yang Dihitung

Parameter yang dihitung untuk mendapatkan karakteristik kincir angin adalah :

1. Daya angin (Pin) 2. Daya kincir (Pout)

3. Gaya pengimbang torsi (T) 4. Koefisien Daya (Cp)

(42)

3.7 Langkah Penelitian

Langkah pertama yang dilakukan sebelum pengambilan data penelitian adalah pasang kincir angin di dalam terowongan angin pasang komponen poros penghubung kincir angin dengan mekanisme pengereman yang berada di bagian depan terowongan angin.

Proses pengambilan data daya dan torsi dinamis kincir angin dilakukan secara bersamaan di saat pengambilan data daya dan torsi dinamis kincir, ada beberapa hal yang perlu dilakukan yaitu:

1) Poros kincir di hubungkan dengan mekanisme pengereman.

2) Memasang anemometer pada terowongan di depan kincir angin untuk mengukur kecepatan angin di saluran terowongan angin.

3) Memasang neraca pegas pada tempat yang telah di tentukan.

4) Memasang tali yang menghubungkan antara neraca pegas dengan lengan pada mekanisme pengereman.

5) Jika sudah siap, fan blower dihidupkan untuk menghisap angin pada terowongan angin.

6) Percobaan pertama variasi triplek tanpa lapisan bahan lain, percobaan kedua triplek dengan lapisan seng bagian belakang sudu, percobaan ketiga triplek dengan lapisan seng bagian belakang dan lapisan anyaman bambu pada bagian depan

7) Untuk mengatur kecepatan angin dalam terowongan angin dengan cara memundurkan jarak fan blower terhadap terowongan angin agar dapat menentukan variasi kecepatan angin. Dalam percobaan ini kecepatan angin

(43)

disamakan atau dibuat sama.

8) Memvariasikan beban pada mekanisme pengereman untuk mendapatkan variasi pembebanan, menggunakan 1 karet, 2 karet, 3 karet, 4 karet, dan seterusnya sampai kincir angin berhenti.

9) Bila kecepatan angin dan variasi beban telah sesuai dengan yang diinginkan, maka pengukuran dapat dilakukan dengan membaca massa pengimbang yang terukur pada neraca pegas.

10) Mengukur kecepatan angin dengan menggunakan anemometer dan kecepatan kincir angin dengan mengunakan tachometer.

11) Mengamati selama waktu yang telah ditentukan.

12) Mengulang kembali dari langkah ke 6 hingga langkah ke 11 untuk variasi sudu sudu yang berikutnya.

(44)

BAB IV

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Penelitian

Berikut ini data hasil dari penelitian kincir angin tiga sudu jenis propeler dengan tiga variasi pelapisan permukaan sudu. Data yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, dan Tabel 4.3.

Tabel 4.1 Data penelitian kincir angin tiga sudu tanpa lapisan

No Penelitian Kec. Angin Gaya pengimbang Putaran kincir

v (m/s) F (gram) n (rpm)

9,13 0 833

2 9,2 60 806

3 8,8 100 764

4 8,8 160 690

5 8,9 190 640

6 8,9 220 615

7 9 260 510

8 9,1 300 486

9 0 831

2 8,6 60 764

3 9,2 120 711

4 9 150 678

5 9 170 595

6 8,9 240 547

7 9 260 505

8 8,9 300 416

9 0 820

2 8,6 60 742

3 9.2 120 690

4 9 150 654

5 9 170 624

6 8,9 240 564

7 9 260 555

(45)

Tabel 4.2 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis seng

No Penelitian

Kec. Angin Gaya pengimbang Putaran kincir

v (m/s) F (gram) n (rpm)

9 0 833

2 8,6 70 709

3 8,6 120 667

4 9 170 630

5 8,9 190 562

6 8,9 210 480

7 8,6 230 461

8,4 0 833

2 8,7 60 797

3 8,6 100 667

4 8,4 120 650

5 9 160 611

6 8,7 200 487

7 8,7 220 462

9 0 850

2 8,8 70 797

3 8,8 120 649

4 8,8 150 627

5 8,8 170 607

6 8,8 190 582

(46)

Tabel 4.3 Data penelitian kincir angin tiga sudu lapis anyaman bambu

No Penelitian Kec. Angin Gaya pengimbang Putaran kincir

v (m/s) F (gram) n (rpm)

8,4 0 751

2 8,5 40 705

3 9,4 50 680

4 8,6 80 644

5 8,5 120 555

6 8,6 140 526

7 8,4 170 447

8 8,6 200 387

8,5 0 740

2 8,2 40 696

3 8,4 55 687

4 8,5 70 642

5 8,6 120 556

6 8,8 150 533

7 8,8 180 422

8 8,4 200 386

8,5 0 734

2 8,5 35 690

3 8,6 55 642

4 8,7 80 617

5 8,6 115 551

6 8,4 150 535

7 8,6 170 451

(47)

4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan

Pengolahan data menggunakan beberapa asumsi untuk mempermudah dalam proses perhitungan, yaitu sebagai berikut :

a. Percepatan gravitasi bumi = 9,81 m/s2 b. Massa jenis udara = 1,18 kg/m3

4.2.1 Perhitungan Daya Angin

Contoh perhitungan daya angin, data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian percobaan pertama dan pembebanan yang ke dua, diperoleh kecepatan angin adalah sebesar 9,2 m/s, massa jenis udara (ρ) yang diketahui adalah 1,18 kg/m3, dan luas penampang yang sudah dihitung adalah (A) = 0,50 m2. Nilai daya angin dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Pin= ½ . ρ . A . v3

= ½ . (1,18) . (0,50) . (9,2)3 = 230 watt

Jadi, nilai daya angin yang dihasilkan adalah sebesar 230 watt

4.2.2 Perhitungan Torsi

Contoh perhitungan torsi, data diambil dari pengujian yang dilakukan dari Tabel 4.1 pada pengujian percobaan pertama dan pembebanan yang ke dua. Dari data yang diperoleh, besaran gaya dalam satuan Newton adalah (F) = 0,59 Newton dan jarak lengan torsi ke poros sebesar 0,11 m. Nilai torsi dapat dihitung sebagai berikut :

(48)

T = F . l

= (0,59) . (0,11) = 0,065 N.m

Jadi, nilai torsi yang dihasilkan adalah sebesar 0,065 N.m

4.2.3 Perhitungan Daya Kincir

Contoh perhitungan untuk daya kincir (Pout), data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian pertama dan pembebanan yang ke dua. Diperoleh kecepatan angin sebesar 9,20 m/s, putaran poros (n) sebesar 806 rpm, dan torsi yang telah diperhitungkan pada Sub Bab 4.2.2 adalah sebesar = 0,065 N.m. Besar nilai daya kincir dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Pout= T . ω = 0,065 .

= 0,065 .

= 5,48 watt

Jadi, nilai daya kincir yang diperoleh adalah sebesar 5,48 watt

4.2.4 Perhitungan tip speed ratio

Contoh perhitungan untuk tsr, data diambil dari Tabel 4.1 pada pengujian pertama dan pembebanan yang ke dua. Diperoleh putaran poros kincir angin dalam rad/s adalah sebesar 80,71 rad/s, jari jari kincir angin sebesar (r) = 0,4 m, dan

(49)

kecepatan angin sebesar 9,20 m/s. Nilai tip speed ratio dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

tsr

=

= 3,5

Jadi, nilai tip speed ratio yang diperoleh adalah 3,5

4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya

Contoh perhitungan koefisien daya (Cp), data diambil dari perhitugan diatas yakni, besar nilai daya angin pada Sub Bab 4.2.1 adalah 230 watt dan nilai dari daya yang dihasilkan kincir angin pada Sub Bab 4.2.3 adalah sebesar 5,48 watt. Nilai koefisien daya dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Cp=

x 100%

= 2,4%

Jadi, nilai koefisien daya yang diperoleh adalah sebesar 2,4 %

4.3 Hasil Perhitungan

Pengujian kincir angin sumbu horizontal jenis propeler tiga sudu ini dilakukan dengan tiga variasi perlakuan pelapisan permukaan sudu yang berbeda – beda yakni, triplek polos tanpa lapisan, triplek lapis seng, dan triplek lapis

(50)

anyaman bambu. Pada pengujian kincir angin jenis propeler tiga sudu yang sudah diuji ini diperoleh hasil data – data seperti pada Sub Bab 4.2 yang berikut ini dapat dilihat pada Tabel 4.4, Tabel 4.5, dan Tabel 4.6.

(51)

Tabel 4.4 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek tanpa lapisan Kec. Angin

rata - rata

Gaya pengimban g rata - rata

Putaran kincir Gaya pengimbang rerata Beban torsi Kecepatan

sudut Daya angin

Daya output kincir tip speed ratio Koefisien daya

v (m/s) F (gram) n (rpm) N N.m rad/s Pin (watt) watt tsr Cp (%)

9,04 0 828 0,00 0,00 86,7 219 0,00 3,84 0,00

8,80 60 771 0,59 0,06 80,7 202 5,23 3,67 2,59

9,07 113 722 1,11 0,12 75,6 221 9,24 3,33 4,18

8,93 153 674 1,50 0,17 70,6 211 11,7 3,16 5,52

8,97 183 620 1,80 0,20 64,9 214 12,8 2,90 6,01

8,90 233 575 2,29 0,25 60,2 209 15,2 2,71 7,26

9,00 260 524 2,55 0,28 54,8 216 15,4 2,44 7,12

8,97 300 468 2,94 0,32 49,0 214 15,9 2,19 7,42

Tabel 4.5 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis seng Kec. Angin

rata - rata

Gaya pengimbang

rata - rata

Putaran kincir Gaya pengimbang rerata Beban torsi Kecepatan

sudut Daya angin

Daya output kincir tip speed ratio Koefisien daya

v (m/s) F (gram) n (rpm) N N.m rad/s Pin (watt) watt tsr Cp (%)

8,80 0 828 0,00 0,00 86,7 202 0,00 3,94 0,00

8,70 60 771 0,59 0,06 80,7 195 5,23 3,71 2,68

8,67 113 722 1,11 0,12 75,6 193 9,24 3,49 4,79

8,73 153 674 1,50 0,17 70,6 198 11,7 3,23 5,91

8,90 183 620 1,80 0,20 64,9 209 12,8 2,92 6,14

8,80 233 575 2,29 0,25 60,2 202 15,2 2,74 7,51

(52)

Tabel 4.6 Data perhitungan tiga sudu propeler triplek lapis anyaman bambu

Kec. Angin rata - rata

Gaya pengimbang

rata - rata

Putaran kincir

Gaya pengimbang

rerata

Beban torsi

Kecepatan

sudut Daya angin

Daya output

kincir

tip speed

ratio

Koefisien daya

v (m/s) F (gram) n (rpm) N N.m rad/s Pin (watt) watt tsr Cp (%)

8,47 0 741 0,00 0,00 77,6 180 0,00 3,67 0,00

8,40 38 697 0,38 0,04 73,0 176 3,02 3,48 1,72

8,80 53 669 0,52 0,06 70,1 202 4,03 3,19 2,00

8,60 77 634 0,75 0,08 66,4 189 5,49 3,09 2,91

8,57 118 554 1,16 0,13 58,0 186 7,41 2,71 3,97

8,60 147 531 1,44 0,16 55,6 189 8,80 2,59 4,67

8,60 173 440 1,70 0,19 46,1 189 8,62 2,14 4,57

(53)

4.4 Grafik Hasil Perhitungan

Pengolahan data yang dilakuakan pada Sub Bab 4.2 dan 4.3 mendapatkan hasil grafik. Grafik – grafik hubungan tersebut yakni antara lain grafik antara daya dan torsi, grafik hubungan antara torsi dan rpm, dan grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio. Penjelasan untuk grafik hubungan diatas, lebih lengkapnya dapat dilihat pada grafik – grafik berikut ini :

4.4.1 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Untuk Kincir Angin Sudu

Polos

Data dari Tabel 4.4 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara daya kincir (Pout) dan torsi. Pada Gambar 4.1 menunjukan bahwa nilai daya kincir (Pout) puncak yang dihasilkan kincir angin dengan sudu tanpa lapisan/polos adalah 15,9 watt pada torsi sebesar 0,32 N.m.

Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin sudu polos 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

Da y a , Pout (Wa tt )

(54)

4.4.2 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Untuk Kincir Angin Sudu

Lapis Seng

Data dari Tabel 4.5 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara daya kincir (Pout) dan torsi. Pada Gambar 4.2 menunjukan bahwa nilai daya kincir (Pout) puncak yang dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis seng adalah 15,4 watt pada torsi sebesar 0,28 N.m.

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin sudu lapis seng

4.4.3 Grafik Hubungan Antara Daya dan Torsi Untuk Kincir Angin Sudu

Lapis Anyaman Bambu

Data dari Tabel 4.6 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara daya kincir (Pout) dan torsi. Pada Gambar 4.3 menunjukan bahwa nilai daya kincir (Pout) puncak yang

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Da y a , Pout (Wa tt )

(55)

dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis anyaman bambu adalah 8,8 watt pada torsi sebesar 0,16 N.m.

Gambar 4.3 Grafik hubungan daya dan torsi untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu

4.4.4 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Untuk Kincir Angin Sudu

Polos

Data dari Tabel 4.4 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara torsi dan putaran (rpm). Pada Gambar 4.4 menunjukan bahwa nilai torsi yang dihasilkan kincir angin dengan sudu tanpa lapisan/polos adalah 0.32 N.m dan terjadi pada putaran sebesar 468 rpm.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Pout

(Wa

)

(56)

Gambar 4.4 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu polos

4.4.5 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Untuk Kincir Angin Sudu

Lapis Seng

Data dari Tabel 4.5 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara torsi dan putaran (rpm). Pada Gambar 4.5 menunjukan bahwa nilai torsi yang dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis seng adalah 0.28 N.m dan terjadi pada putaran sebesar 524 rpm.

Gambar 4.5 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu lapis seng

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35

P uta ra n, n ( rpm )

Torsi, T (Nm)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

P uta ra n, n ( rpm )

(57)

4.4.6 Grafik Hubungan Antara Torsi dan Putaran Untuk Kincir Angin Sudu

Lapis Anyaman Bambu

Data dari Tabel 4.6 yang sudah diperoleh pada perhitungan sebelumnya dapat digunakan untuk membuat grafik hubungan antara torsi dan putaran (rpm). Pada Gambar 4.6 menunjukan bahwa nilai torsi yang dihasilkan kincir angin dengan sudu lapis anyaman bambu adalah 0.22 N.m dan terjadi pada putaran sebesar 387 rpm.

Gambar 4.6 Grafik hubungan torsi dan rpm untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu

4.4.7 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya Maksimal dan tip speed ratio

Untuk Kincir Angin Sudu Polos

Pada Gambar 4.7 menunjukan grafik hubungan antara koefisien daya maksimal dan tsr optimal untuk kincir angin variasi sudu polos diperoleh

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

uta

n (

rpm

)

(58)

persamaan y = -3,1406x2 + 14,782x - 10,028 untuk menentukan nilai koefisien daya maksimal dan tsr optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut :

y = -3,1406x2 + 14,782x - 10,028

0 = 2(-3,1406)x + 14,782 0 = -6,2812x + 14,782 6, 2812x = 14,782 x =

x = 2,35

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai x = tip speed ratio

optimal, yakni sebesar 2,35

Nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai x yang dimasukan ke dalam persamaan sebagai berikut :

y = -3,1406x2 + 14,782x - 10,028

y = -3,1406(2,35)2 + 14,782(2,35) - 10,028 y = 7,37

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai y = koefisien daya maksimal (Cpmax), yakni sebesar 7,37%

(59)

Gambar 4.7 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu polos

4.4.8 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya Maksimal dan tip speed ratio

Untuk Kincir Angin Sudu Lapis Seng

Pada Gambar 4.8 menunjukan grafik hubungan antara koefisien daya maksimal dan tsr optimal untuk kincir angin variasi sudu lapis seng diperoleh persamaan y = -3,7479x2 + 19,162x - 16,979 untuk menentukan nilai koefisien daya maksimal dan tsr optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut :

y = -3,7479x2 + 19,162x - 16,979

0 = 2(-3,7479)x + 19,162 0 = -7,4958x + 19,162 7,4958x = 19,162

y = -3,1406x2_{+ 14,782x - 10,028} 0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 1 2 3 4 5

K o ef is ien da y a , Cp ( %)

(60)

x =

x = 2,57

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai x = tip speed ratio

optimal, yakni sebesar 2,57

Nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai x yang dimasukan ke dalam persamaan sebagai berikut :

y = -3,7479x2 + 19,162x - 16,979

y = -3,7479 (2,57)2 + 19,162 (2,57) - 16,979 y = 7,51

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai y = koefisien daya maksimal (Cpmax), yakni sebesar 7,51%

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu lapis seng

y = -3,7479x2_{+ 19,162x - 16,979} 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5

k o ef is ien da y a , Cp ( %)

(61)

4.4.9 Grafik Hubungan Antara Koefisien Daya Maksimal dan tip speed ratio

Untuk Kincir Angin Sudu Lapis Anyaman Bambu

Pada Gambar 4.9 menunjukan grafik hubungan antara koefisien daya maksimal dan tsr optimal untuk kincir angin variasi sudu lapis anyaman bambu diperoleh persamaan y = -1,7194x2 + 6,9539x – 2,1897 untuk menentukan nilai koefisien daya maksimal dan tsr optimal. Nilai tsr optimal dapat dihitung dari persamaan sebagai berikut :

y = -1,7194x2 + 6,9539x – 2,1897

0 = 2(-1,7194)x + 6,9539 0 = -3,4388x + 6,9539 3,4388x = 6,9539 x =

x = 2,02

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai x = tip speed ratio

optimal, yakni sebesar 2,02

Nilai koefisien daya maksimal didapat dari nilai x yang dimasukan ke dalam persamaan sebagai berikut :

y = -1,7194x2 + 6,9539x – 2,1897

y = -1,7194 (2,02)2 + 6,9539 (2,02) - 2,1897 y = 4,84

(62)

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai y = koefisien daya maksimal (Cpmax), yakni sebesar 4,84%

Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu

4.5 Grafik Perbandingan Tiga Variasi Perlakuan Sudu Permukaan

Berikut ini adalah grafik perbandingan dari ketiga variasi perlakuan lapisan sudu permukaan yakni, grafik perbandingan koefisien daya maksimal (Cpmax) dengan tip speed ratio (tsr).

4.5.1 Grafik Perbandingan Koefisien Daya Maksimal dengan tip speed ratio

Data yang sudah diperoleh dapat dibandingkan antar ketiga variasi yang diteliti. Perbandingan koefisien daya maksimal (Cpmax) dapat ditunjukan pada Gambar 4.10. Dilihat dari Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa kincir angin dengan

0 1 2 3 4 5 6

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

ien da

(

)

(63)

sudu dengan lapis seng memiliki koefisien daya maksimal (Cpmax) lebih besar dari pada kedua variasi permukaan sudu yang lainnya. Hal ini disebabkan karena kincir angin dengan sudu pada bagian belakang berlapis seng memiliki permukaan yang halus, sehingga tidak terjadi turbulensi yang dapat mengganggu putaran (rpm) kincir angin.

Gambar 4.10 Grafik perbandingan koefisien daya dan tsr untuk tiga variasi pelapisan permukaan sudu

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5

oef

ien

daya,

(

)

tip speed ratio (tsr)

tanpa lapisan

lapis seng

(64)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian kincir angin propeler tiga sudu lengkung silindris dari bahan dasar triplek dengan tiga variasi perlakuan pelapisan permukaan sudu yang sudah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Telah berhasil dibuat kincir angin propeler tiga sudu dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi perlakuan pelapisan permukaan sudu. Variasi yang dilakukan yakni kincir angin dengan sudu tanpa lapisan/polos, kincir angin dengan kayu lapis seng di permukaan belakang sudu, dan yang terakhir kincir angin dengan kayu lapis ayaman bambu di bagian permukaan depan dan lapis seng di bagian belakang permukaan sudu, dengan panjang diameter kincir angin 80 cm.

2. Kincir angin propeler dengan sudu tanpa lapisan/polos dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sebesar 15,87 watt pada torsi optimal yang dihasilkan kincir angin tersebut sebesar 0,32 N.m. Kincir angin propeler dengan sudu lapis seng dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sebesar 15,38 watt dan torsi optimal yang dihasilkan kincir angin tersebut sebesar 0,28 N.m. Kincir angin propeler dengan sudu lapis anyaman bambu dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sekitar 8,8 watt dan torsi optimal yang dihasilkan kincir angin tersebut sebesar 0,16 N.m.

(65)

3. Kincir angin propeler dengan sudu tanpa lapisan/polos dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar7,37% pada tip

speed ratio 2,35. Kincir angin propeler dengan sudu lapis seng dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar 7,51% pada tip

speed ratio 2,57. Kincir angin propeler dengan sudu lapis anyaman bambu dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar 4,84% pada tip speed ratio 2,02.

4. Setelah mendapatkan hasil perhitungan dari data pada ketiga variasi pelapisan sudu kincir angin propeler, dinyatakan bahwa, nilai paling tinggi untuk koefisien daya maksimal (Cpmax) yakni 7,51% dan tip speed

ratio (tsr) 2,57 dihasilkan dari kincir angin dengan sudu triplek lapis seng.

5.2 Saran

Dalam melaksanakan penelitian ini, penulis merasa bersyukur bahwa ilmu yang diperoleh pada saat mengikuti perkuliahan selama ini dapat membekali penulis dalam melaksanakan pembuatan kincir angin propeler tiga sudu lengkung silindris dari bahan triplek, triplek lapis seng, dan triplek lapis anyaman bambu. Maka dari itu untuk meningkatkan kualitas serta mutu dari penelitian – penelitian selanjutnya perkenankanlah penulis untuk memberikan saran yang kiranya berguna bagi pembaca:

(66)

1. Persiapkan dengan matang untuk peralatan yang paling menunjang dari penelitian kincir angin ini yakni wind tunnel, agar kecepatan angin yang dihasilkan untuk memutar kincir angin menjadi lebih stabil.

2. Dalam pembuatan kincir angin diperlukan ketelitian yang lebih, agar memperoleh hasil bentuk yang tepat dan sesuai dengan desain kincir angin yang sudah dibuat sebelumnya.

3. Lebih banyak melakukan variasi pelapisan sudu dan variasi bentuk sudu agar lebih detail untuk mendapatkan hasil yang baik, sehingga didapatkan model kincir angin yang cocok untuk dikembangkan yang sesuai dengan kondisi alam di Indonesia.

4. Usahakan poros penguhubung antara kincir angin dengan wind tunnel

dalam kondisi siap pakai atau tidak melengkung, agar putaran kincir angin lebih seimbang atau tidak goyah.

5. Gunakan alat – alat pengukur yang kondisinya baik, agar memperoleh data yang akurat dari hasil penelitian yang dilakukan.

(67)

DAFTAR PUSTAKA

Culp, Archie W., 1985, “Prinsip-Prinsip Konversi Energi.”, Terjemahan oleh Darwin Sitompul, Erlangga, Bandung.

Daryanto,Y., 2007, “Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga

Bayu”, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2005. Pengelolaan

Energi Nasional.

Ginting, Soeripno, J., 1993, “Pemasangan dan Uji Coba Pemanfaatan Kincir

Angin Poros Horisontal.”, Lembaga Fisika Nasional LIPI, Bandung.

Johnson, G.L., 2006,“Wind Energy System”, Manhattan. Diakses : Tanggal 1 April 2015.

Rines, 2012,“Bahan Ajar Rekayasa Energi Angin.”, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

(1)

Hasil perhitungan dari persamaan di atas menunjukan nilai y = koefisien daya maksimal (Cpmax), yakni sebesar 4,84%

Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dan tsr untuk kincir angin sudu lapis anyaman bambu

4.5 Grafik Perbandingan Tiga Variasi Perlakuan Sudu Permukaan

Berikut ini adalah grafik perbandingan dari ketiga variasi perlakuan lapisan sudu permukaan yakni, grafik perbandingan koefisien daya maksimal (Cpmax)

dengan tip speed ratio (tsr).

4.5.1 Grafik Perbandingan Koefisien Daya Maksimal dengan tip speed ratio Data yang sudah diperoleh dapat dibandingkan antar ketiga variasi yang diteliti. Perbandingan koefisien daya maksimal (Cpmax) dapat ditunjukan pada Gambar 4.10. Dilihat dari Gambar 4.10 dapat diketahui bahwa kincir angin dengan

0 1 2 3 4 5 6

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

ien da

(

)

(2)

pada kedua variasi permukaan sudu yang lainnya. Hal ini disebabkan karena kincir angin dengan sudu pada bagian belakang berlapis seng memiliki permukaan yang halus, sehingga tidak terjadi turbulensi yang dapat mengganggu putaran (rpm) kincir angin.

Gambar 4.10 Grafik perbandingan koefisien daya dan tsr untuk tiga variasi pelapisan permukaan sudu

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5

oef

ien

daya,

(

)

tip speed ratio (tsr)

tanpa lapisan lapis seng

(3)

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

2. Kincir angin propeler dengan sudu tanpa lapisan/polos dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sebesar 15,87 watt pada torsi

optimal yang dihasilkan kincir angin tersebut sebesar 0,32 N.m. Kincir angin propeler dengan sudu lapis seng dapat menghasilkan daya kincir (Pout) maksimal sebesar 15,38 watt dan torsi optimal yang dihasilkan

kincir angin tersebut sebesar 0,28 N.m. Kincir angin propeler dengan sudu lapis anyaman bambu dapat menghasilkan daya kincir (Pout)

maksimal sekitar 8,8 watt dan torsi optimal yang dihasilkan kincir angin tersebut sebesar 0,16 N.m.

(4)

menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar7,37% pada tip speed ratio 2,35. Kincir angin propeler dengan sudu lapis seng dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar 7,51% pada tip speed ratio 2,57. Kincir angin propeler dengan sudu lapis anyaman bambu dapat menghasilkan koefisien daya maksimal (Cpmax) sebesar 4,84% pada tip speed ratio 2,02.

5.2 Saran

(5)

2. Dalam pembuatan kincir angin diperlukan ketelitian yang lebih, agar memperoleh hasil bentuk yang tepat dan sesuai dengan desain kincir angin yang sudah dibuat sebelumnya.

4. Usahakan poros penguhubung antara kincir angin dengan wind tunnel

dalam kondisi siap pakai atau tidak melengkung, agar putaran kincir angin lebih seimbang atau tidak goyah.

5. Gunakan alat – alat pengukur yang kondisinya baik, agar memperoleh data yang akurat dari hasil penelitian yang dilakukan.

(6)

Culp, Archie W., 1985, “Prinsip-Prinsip Konversi Energi.”, Terjemahan oleh Darwin Sitompul, Erlangga, Bandung.

Daryanto,Y., 2007, “Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga

Bayu”, Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2005. Pengelolaan

Energi Nasional.

Ginting, Soeripno, J., 1993, “Pemasangan dan Uji Coba Pemanfaatan Kincir

Angin Poros Horisontal.”, Lembaga Fisika Nasional LIPI, Bandung.

Johnson, G.L., 2006,“Wind Energy System”, Manhattan. Diakses : Tanggal 1 April 2015.

Rines, 2012,“Bahan Ajar Rekayasa Energi Angin.”, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu lengkung silindris dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi permukaan sudu.

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU

LENGKUNG SILINDRIS DARI BAHAN DASAR KAYU

DENGAN TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN SUDU

TUGAS AKHIR

THE PERFORMANCE OF THREE CYLINDRICAL CURVE

BLADES PROPELLER WINDMILL FROM WOOD

MATERIAL WITH THREE SURFACE TREATMENT

VARIATIONS

FINAL PROJECT

KERJA

KINCIR

ANGIN

TIGA

LENGKTII\G

DARI BAHAN

KAYU

TIGA VARIASI PERLAKUAN PERMUKAAN

TNJUK KERJA

KINCIR

ANGIN

TIGA

SILINDRIS DARI BAHAN

KAYU

TIGA VARIASI

PERMUKAAN

NIM:

rK.-1

w

FH

dari

Akhir

di

:

ILMIAH

:

Mahasiswa

:

ijin

KATA PENGANTAR

tsr

=

tsr

=

Parts

Dokumen yang terkait

Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu mengerucut dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi lapisan permukaan sudu.

Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu datar dari bahan triplek dengan sudut patahan 10 derajat lebar 10,5 cm dengan empat variasi permukaan sudu.

Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu berbahan dasar kayu berlapis seng dengan sudu-sudu dari belahan dinding kerucut.

Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu datar dari bahan triplek dengan variasi lapisan aluminium dan anyaman bambu.

Unjuk kerja kincir angin propeler dua sudu berbahan dasar triplek dengan tiga variasi permukaan sudu.

Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu berbahan dasar kayu berlapis pelat seng dengan sudu - sudu dari belahan dinding silinder.

Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu dari bahan triplek dan anyaman bambu berdiameter 80 centimeter.

Unjuk kerja kincir angin tipe propeler tiga sudu dari bahan pipa PVC berdiameter 6 inchi.

Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu datar dengan lima variasi sudut kemiringan sudu - USD Repository

UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU DATAR DENGAN TIGA VARIASI LEBAR SUDU DAN LIMA VARIASI SUDUT KEMIRINGAN SUDU

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan

_{SILINDRIS DARI BAHAN}

_KAYU

_{TIGA VARIASI}

_PERMUKAAN

_w

_: