Unjuk kerja kincir angin propeler bersudu tiga berbahan komposit, diameter 100 cm, lebar sudu maksimum 13 cm pada Jarak 12,5 cm dari pusat poros, dengan variasi lebar sirip.

Gratis

0
0
112
2 years ago
Preview
Full text

KATA PENGANTAR

  54 Gambar 4.1 Grafik Hubungan Antara Kecepatan Putar Poros dan Torsi untuk Ketiga Variasi Kecepatan Angin, (a) Variasi Lebar Sirip 5 cm dan (b) variasi Lebar Sirip 7 cm. 80 Gambar 4.4 Grafik Hubungan Antara Daya Output Dengan Torsi Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s, (a) Variasi Lebar Sirip 5 cm dan (b) VariasiLebar Sirip 7 cm ....................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Penggunaan energi yang sangat besar disebabkan olehpertumbuhan dan kebutuhan masyarakat yang tidak diimbangi dengan pemasokan energi yang ada dan menyebabkan kebutuhan pasokan dari energi fosil menjadisemakin besar. Pada penelitian ini penulis mencoba mencari berapa energi yang bisa di dapat dengan kincir angindengan menggunakan variasi pada ujung sudu tersebut apakah lebih besar atau akan lebih kecil juga torsi yang didapat.

1.2 Rumusan Masalah

  Indonesia merupakan negara dengan potensi angin yang besar akan tetapi di indonesia energi angin belum dimanfaatkan secara maksimal. Diperlukan bentuk atau tipe kincir angin yang cocok dan mampu mengkonversi energi dengan efisiensi maksimal.

1.3 Tujuan Penelitian

  Membuat kincir angin sumbu horisontal 3 sudu yang berbahan komposit berdiameter 100 cm, dengan lebar maksimum 13 cm pada jarak 12,5 daripusat poros dan menambahkan variasi sirip yang memiliki lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm pada setiap ujung sudu. Mengetahui nilai Torsi tertinggi dari ketiga variasi kecepatan angin angin dan dari kedua variasi sirip 5.

1.4 Batasan Masalah

  Model kincir yang di gunakan adalah kincir angin Horisontal memiliki 3 sudu berbahan komposit memiliki diameter sebesar 100 cm, lebar maksimum sudu 13 cm pada jarak 12,5 cm dari pusat poros, dengan variasi sirip lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm. Penelitian dilakukan dengan mengoprasikan model kincir angin tersebut dengan bantuan blower yang tersedia di Universitas Sanata Dharma.

1.5 Manfaat Penelitian

  Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah : 1. Bisa mengetahui unjuk kerja kincir angin dengan variasi penambahan sirip pada ujung tiap sudu.

2. Bisa menjadi lahan informasi bagi masyarakat yang membutuhkan energi alternatif selain energi dengan menggunakan fosil

  Dapat menjadi refrensi bagi masyarakat yang daerahnya berpotensi dengan angin agar bisa mengembangkan energi terbarukan dengan menggunakanbantuan angin. Dapat menambah literatur (pustaka) mengenai kincir angin yang dapat dikembangkan sebagai pembangkit listrik dan bagi energi terbarukan,khususnya energi terbarukan dengan menggunakan bantuan angin.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Energi Angin

  0.00 Angin adalah suatu energi yang sangat berlimpah yang tersedia di alam, pembangit listrik tenaga angin mengkonversikan energi angin menjadi energilistrik dengan menggunakan sebuah alat yang di sebut kincir angin atau turbin angin. Caranya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin ataukincir angin dan diteruskan pada rotor pada generator dibagian belakang kincir angin, sehingga akan menghasilkan listrik yang biasanya akan disimpan kedalamsebuah baterai terlebih dahulu sebelum di manfaatkan.

2. Angin darat

  Hal ini terjadikarena temperatur laut lebih tinggi dari pada temperatur yang ada didaratan seperti yang ditunjukan pada gambar 2.2 angin darat ini biasa dimanfaatkanoleh para nelayan untuk berangkat mencari ikan dengan menggunakan perahu layar. Angin lembah adalah angin yang berhembus dari lembah ke puncak gunung dan biasanya angin jenis ini terjadi pada siang hari.

2.2 Kincir Angin

  Kincir angin adalah sebuah alat yang digerakkan oleh energi angin yang digunakan untuk mengkonversi energi ke energi yang lain. Kini kincir angin lebih banyak digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik masyarakat dengan menggunakanprinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang tidak dapat habis yaitu angin.

2.2.1 Kincir Angin Poros Horisontal

  Pembuatan dan pemasangan sudu kincir angin poros horisantal yang sulit sehingga membutuhkan waktu yang lama untuk proses pengerjaannya. Beberapa jenis kincir angin poros horisontal antara lain : American windmill, cretan sail windmill, Dutch four arm dan Rival calzonil , seperti yang ditunjukan pada gambar 2.5.

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal

  Kincir angin poros vertikal atau vertical axis wind turbine (VAWT) adalah salah satu kincir angin yang arah posisi porosnya tegak lurus dengan datangnyaangin atau dengan pengertian lain jenis kincir seperti ini dapat mengkonversi tenaga angin dari segala arah. Dari desainnya, berat poros dan sudu yang bertumpu pada bantalan (bearing) menjadi suatu beban tambahan dari beberapa desain kincir angin porosvertikal yang ada.

2.3 Rumus-Rumus Perhitungan

Dalam penelitian kerja kincir angin sangat diperlukan beberapa rumus perhitungan, antara lain sebagai berikut.

2.3.1 Energi dan Daya Angin

Energi angin adalah energi yang dimiliki angin karna adanya kecepatan, karna adanya tenaga yang dimiliki angin maka dinamakan energi kinetik angin. Maka secara umum energi kinetik angin dapat dirumuskan :2 E = 1/2 m v(1) k E k : Energi kinetik, J (joule) m : massa udara, kgv : kecepatan angin, m/s Dari persamaan (1), didapat daya yang dihasilkan angin adalah energi kinetik angin tiap satuan waktu ( J/s ) sehingga persamaan tersebut dapat ditulismenjadi :

2 P = 1/

(2) a ṁ v yang dalam hal ini : P : daya yang dihasilkan angin, J/s (watt)a ṁ : massa udara yang menggalir dalam satuan waktu, kg/sv : kecepatan angin, m/s Aliran udara yang menggalir per satuan waktu adalah :(3) ṁ = ρ A v yang dalam hal ini : 3ρ : massa jenis udara, kg/m v : kecepatan angin, m/s Dengan cara mensubtitusikan Persamaan (3) ke Persamaan (2), maka dapat diperoleh rumusan daya angin :

2 P a = 1/(

ρ A v) v dapat disederhanakan menjadi :

3 P = 1/2

  I (5) yang dalam hal ini : P L : daya listrik, Watt V : tegangan, VoltI : arus yang menggalir pada beban, Ampere 2.3.3 Daya Kincir Angin Daya kincir angin adalah suatu daya yang dihasilkan oleh kincir angin akibat adanya kerja yang dilakukan oleh sudu dengan cara mengkonversi energikinetik menjadi energi potensial. Konvesi satuan yang menghubungkan(rpm) dan (rad/s) adalah 1 rpm = 2 /60 rad/det, maka persamaan (6) dapat di konfersi menjadi : P k = T (7) 2.3.4 Torsi Kincir Angin Gaya yang bekerja pada poros baik itu pada jenis kincir angin poros horizontal maupun kincir angin poros vertikal, ditimbulkan karna adanya gayadorong pada sudu-sudu kincir dikurangi dengan gaya-gaya hambat (arah putaran yang berlawanan).

2.3.6 Koefisien Daya

Koefisien daya atau power coeffisient (Cp) adalah bilangan daya tak berdimensi yang menunjukan perbandingan antara daya yang dihasilkan kincirdengan daya yang dihasilkan angin sesuai teori yang sudah ada, maka dapat dirumuskan : Cp =(10) yang dalam hal ini : Pout : daya yang dihasilkan kincir, watt Pin : daya yang dihasilkan angin, watt

2.4 Tinjauan Pustaka

  Bahan bakar minyak (BBM), batubara dan gas menjadi sumber energi utama untuk ketersediaan listrik di Indonesia. Namun peningkatan kebutuhan energi ini tidak diikuti dengan ketersedian bahan bakar minyak, gas maupun batu bara sebagai sumber energi pembangkit listrik diIndonesia.

2.5 Komposit

  Komposit adalah penggabungan dua atau lebih material yang berbeda sebagai suatu kombinasi yang menyatu dan mempunyai sifat mekanik dan karakteristik Filler (pengisi) Filler mempunyai fungsi sebagai pengisi, filler digunakan untuk menahan gaya yang bekerja pada komposit dan juga berfungsi untuk menentukan karakteristik dari komposit seperti kekakuan, kekuatan, serta sifat mekaniklainnya. MatrikMatrik berfungsi untuk melindungi dan mengikat serat agar dapat bekerja dengan baik terhadap gaya-gaya yang terjadi.oleh karena itu untuk bahan filler sebaiknya menggunakan bahan yang kuat, kaku dan getas, sedangkan untuk bahan matrik sebaiknya menggunakan bahan-bahanyang liat dan tahan terhadap perlakuan kimia.

2.5.1 Klasifikasi Bahan Komposit

  Laminated Composites (Komposit Laminat)Komposit ini merupakan jenis komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisannya memiliki karakteristiknyasendiri. Kelebihandari komposit jenis ini adalah mudah untuk dibentuk mengikuti profil yang digunakan, memiliki kekuatan yang baik, dan lebih ringan dibandingkan jeniskomposit yang lainnya.

2.5.2 Tipe Komposit Serat

Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu :

1. Continuous Fibre Composite

  Discontinous Fibre Composite Discontinous Fibre Composite adalah tipe komposit dengan serat pendek, tipe ini dibedakan lagi menjadi 3, yaitu : a. Tipe ini digunakan supaya dapat menganti kekurangan sifat dari kedua tipe dan dapat menggabungkan kelebihannya.

2.5.3 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Komposit 1

Faktor SeratSerat adalah bahan pengisi matrik yang digunakan untuk dapat memperbaiki sifat dan struktur matrik yang tidak dimilikinya, jugadiharapkan mampu menjadi bahan penguat matrik pada komposit untuk menahan gaya yang terjadi.

2. Letak Serat a

  Selama fabrikasi, beberapa serat akan menerima tegangan yang tinggi dan yang lain mungkin tidak terkenategangan sehingga keadaan di atas tidak dapat tercapai. Bentuk SeratBentuk Serat yang digunakan untuk pembuatan komposit tidak begitu mempengaruhi, yang mempengaruhi adalah diameter seratnya.

6. Katalis

  Penggunaan katalis yang berlebihan akansemakin mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akan menyebabkan bahan komposit yang dihasilkan semakin getas. Gambar 2.12 Grafik hubungan tegangan dan regangan antara komposit, matriks, dan serat.

2.5.4 Kelebihan Komposit

  Komposit dapat dirancang dengan kekakuan dan kekuatan yang tinggi sehingga bahan ini memberi kekakuan dan kekuatan spesifik tinggi yangdapat melebihi kemampuan baja atau alumunium, 2. Komposit memiliki mampu redam yang baik, 4.

2.5.5 Kekurangan Komposit

Disamping dari kelebihan yang dipunyai oleh komposit, komposit ini juga mempunya beberapa kekuranngan yaitu : 1. Komposit bersifat anisotropik yang memiliki sifat berbeda antara satu lokasi / orientasi dengan lokasi / orientasi lainnya,

2. Komposit tidak aman terhadap serangan zat-zat tertentu, 3

  Komposit memerlukan pembuatan yang relatif lama. (Viktor Malau, 2010) Komposit dari bahan serat (fibrous composite) terus diteliti dan dikembangkan guna menjadi bahan alternatif pengganti bahan logam, hal ini disebabkan sifat darikomposit serat yang kuat dan mempunyai berat yang lebih ringa dibandingkan logam.

2.6 Serat

  Serat adalah suatu jenis bahan yang berupa potongan-potongan komponen yang berbentuk seperti jaringan yang memanjang yang utuh. Serat ini dibagimenjadi dua kategori, yakni serat alam dan serat buatan.

2.6.1 Serat Alami

  Serat alami meliputi serat yang diproduksi oleh tumbuh-tumbuhan, hewan, dan proses giologis. Serat jenis ini memiliki sifat yang dapat lapuk atau dapatmengalami pelapukan.

2. Serat kayu, umumnya serat kayu didapat dari tumbuhan yang memiliki batang yang besar dan tumbuhan yang berkayu

  Contoh serat hewan yang di pergunakan oleh manusia adalah serat ulat (sutra) dan buludomba (woll). Saat ini asbestos adalah satu-satunya mineral yang secara alami terdapat dalam bentuk seratyang panjang.

2.6.2 Serat Buatan Serat buatan atau serat sintesis umumnya berasal dari bahan petrokimia

  Serat buatanterbentuk dari polimer-polimer yang berasal dari alam maupun polimer-polimer buatan yang dibuat dengan cara kepolimeran senyawa-senyawa kimia. Semuaproses pembuatan serat dilakukan dengan menyemprotkan polimer yang berbentuk cairan melalui lubang-lubang kecil (spinneret).

1. Sangat kuat dan tahan gesekan, 2

  Tahan alkali, tahan ngengat, jamur, serangga, dan lain-lain, 5. Gambar 2.15 Jenis-jenis serat buatan.

2.6.3 Serat Kaca

  Serat kaca atau yang biasa disebut fiberglass adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm - 0,01 mm. Serat inidapat dipintal menjadi benang atau ditenun menjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga menjadi bahan yang kuat dan tahan korosi.

2.7 Polimer

  Klasifkasi Pelimer ThermosplasticPolimer thermoplastic adalah polimer yang dapat digunakan berulang kali dengan menggunakan bantuan panas, karena polimer jenis ini tidak tahanterhadap perlakuan panas. Thermoplastic akan meleleh pada suhupanas tertentu dan mengeras seiring perubahan suhu serta mempunyai sifat dapat kembali ke sifat aslinya yaitu kembali mengeras apabila didinginkan.

4. Polistirena antar lain penggaris dan gantungan baju (hanger)

  Polimer thermosettingPolimer thermosetting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika polimer ini dipanaskan tidak akan meleleh sehigga tidakdapat dibentuk ulang kembali.

2.7.1 Resin Polyester

  Resin ini berupa cairan dengan viskositas yangrelatif rendah, mengeras pada suhu kamar dengan penggunaan katalis tanpa menghasilkan gas sewaktu pengesetan seperti banyak resin termoset lainnya. Polyester (Orthophtalic)Merupakan salah satu tipe resin yang memiliki daya tahan yang baik terhadap proses korosi air laut dan reaksi kimia.

2. Polyester (Isophtalic)

Sifat resin ini memiliki daya tahan yang baik terhadap panas dan larutan asam, memiliki kekerasan yang lebih tinggi, serta kemampuan menahan resapan air(abesion) yang lebih baik bila dibandingkan dengan resin tipe Orthophtalic.

2.7.2 Kelebihan dan Kekurangan Resin

  Jenis polimer yang sering dipakai adalah resin polyester yang memiliki kelebihan : ringan, mudah dibentuk, tahan korosi dan murah. Tetapi polyester jugamemiliki kekurangan karena sifat dasarnya kaku dan rapuh sehingga sifat mekaniknya lemah terutama ketahanan terhadap uji impact.

BAB II I METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

  MulaiPerancangan kincir angin propeler 3 sudu dengan variasi sirip Pembuatan kincir angin sumbu horisontal 3 sudu berbahan komposit dengan diameter sebesar 100 cm, lebar maksimum sudu12 cm pada jarak 12,5 cm dari pusat poros dengan variasi sirip lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm. Pengambilan data, untuk mengetahui kecepatan putaran kincir, kecepatan angin, dan data pembebanan dengan lampu pada kincirPengolahan data untuk mencari Cp mekanis dan Cp listrik pada TSR optimal, daya output mekanis dan daya output listrik pada torsi dan putaran porosAnalisa serta pembahasan data dan pembuatan laporan Selesai Gambar 3.1 Diagram alir yang menggambarkan langkah-langkah penelitian.

3.2 Alat Penelitian

Model kincir angin ini mempunyai tipe propeler dengan menggunakan bahan komposit, kincir angin ini dibuat dengan diameter 100 cm.

1. Sudu Kincir Angin

  Sirip pada kincir angin Sirip dibuat dengan 2 variasi lebar yang berbeda dan panjang yang sama. Sirip dibuat dengan panjang 10 cm dan lebar 5 cm dan 7 cm dan memiliki tebal yang sama yaitu 1 mm.

7. Neraca Pegas

  Neraca pegas ini berfungsi untuk mengetahui beban yang diterima dari generator pada saat kincir angin berputar. VoltmeterVoltmeter berfungsi untuk mengukur besaran tegangan atau beda potensial listrik yang dihasilkan kincir angin oleh setiap variasinya.

9. Ampermeter

  Jumlah lampu ditentukan sesuai dengan kebutuhan dan dilihat dari rpm dan torsi yang dihasilkan oleh kincir anginsumbu horizontal. Pemberian beban pada kincir angin sumbu horizontal bertujuan untuk mengetahui perfoma dan daya makimal yang dihasilkan olehkincir angin sumbu horizontal dengan masing-masing variasi.

3.3 Desain Kincir

Desain sudu kincir angin yang dibuat memiliki ukuran panjang yang bisa dilihat pada gambar 3.12 dan gambar 3.13, 3.14 adalah gambar sudu yangmenggunakan vaiasi sirip. Gambar 3.12 Desain sudu kincir angin Gambar 3.13 Desain sudu kincir angin dengan tambahan variasi sirip lebar 5 cm Gambar 3.14 Desain sudu kincir angin dengan tambahan variasi sirip lebar 7 cm

3.3.1 Desain Sirip

  Desain sirip pada kincir angin yang dibuat memiliki ukuran yang bisa dilihat pada gambar 3.15. Gambar 3.15 Desain sirip kincir angin.

3.4 Pembuatan Sudu Kincir Angin Serta Sirip

  3.4.1 Alat dan Bahan Pembuatan sudu kincir angin serta pembuatan sirip merupakan proses yang dilakukan secara bertahap serta membutuhkan alat dan bahan. Alat danbahan bisa ditunjukakan pada tabel 3.1 Tabel 3.1 Alat dan Bahan Pembuatan Sudu dan Sirip ALAT BAHANMesin Bor Pipa 8 inchi Gerinda HardenerAmplas Resin Timbangan Digital Serat GlassKertas Karton Alumunium Foil Kuas Cat SemprotSkrap Dempul Gergaji Besi Plat 2 mmGunting Plat Alumunium Cuting Plat 3.4.2 Proses Pembuatan Sudu Kincir Angin Dalam proses pembuatan sudu dan sirip dilakukan dengan beberapa tahapan.

2. Membentuk Mal / Cetakan Kertas

  Membentuk pipa dengan mal / cetakan kertasPipa yang telah di tandai oleh kertas menggunakan spidol, kemudian dipotong menggunakan gergaji agar potongan yang dihasilkan sesuai mal,pemotongan dilakukan mengikuti alur yang sudah dibuat. Pelapisan cetakan sudu dengan alumunium foil bertujuan agar cetakan tidak menempel dengan sudu yang sudah dibuat dan cetakantidak meleleh terkena percampuran antara resin dan hardener.

2. Percampuran Resin dan katalis Proses pembuatan matriks komposit, dengan mencampurkan resin dan katalis

  Resin yang digunakan adalah jenis resin polyester. Perbandingan yang digunakan adalah 95% untuk resin dan 5% katalis Pencampuran kedua bahantersebuat dapat dilihat pada gambar 3.21.

3. Pembuatan sudu / blade

  Proses dilakukan dengan cepat dikarenakan disini serat glass terdiri dari empat lapisan sehingga pelapisan dilakukan dengancepat agar serat yang sudah terlapisi oleh resin dan hardener tidak terlalu kering, sehingga menghasilkan komposisi yang baik. Lalu proses yang ketiga adalah proses pengolesan kembali campuran resin dan hardener pada lapisan serat yang pertama.

4. Pengeringan sudu / blade

  Pengeringan sudu / blade ini dilakukan dengan carapenjemuran dibawah sinar matahari selama kurang lebih 1-2 hari hingga sudu / blade kering maksimal. Proses pengurangan berat sudu ini sangat penting untuk menyamakan berat sudu yang sudah dibuat agar sudu bisa berputar dengan baik dan tidak terjadigetar yang berlebih karena bila ada sudu yang beratnya berbeda akan terjadi getar pada saat sudu sudah berputar.

3.4.3 Proses Pembuatan Sirip Kincir Angin

  Variasi lebar yang pertama adalah 5 cm, dan variasi sirip yang kedua adalah 7 cm dengan panjang 10 cm.. Proses awal yang dilakukan adalah memberi ukuran dan membentuk bentuk sirip pada plat yang akan digunakan sebagai sirip dengan menggunakanspidol.

3.5 Langkah Penelitian

  Memasang sirip pada sudu kincir angin yang berukuran 5 cm atau 7 cm pada sudu / blade. Data gaya torsi diambil dari angka yang sudah tertera pada neraca pegas dengan satuan massa yang tertera pada neraca pegas yaitu kilogram.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Penelitian

  Kecepatanangin yang dilakukan adalah kecepatan angin 6,5 m/s, 7,5 m/s, dan 8,2 m/s serta dengan menambahkan variasi sirip pada setiap variasi angin yang dilakukan. Lebar yang digunakan mempunyai ukuran 5 cm dan 7 cm dan dengan panjang yang sama yaitu 10 cm.

4.2 Pengolahan Data

  Pengolahan data meliputi perhitungan daya yang dihasilkan oleh angin, daya mekanis yang dihasilkan kincir, daya listrik yang dihasilkan generator, torsi yangbekerja, tip speed ratio dan Cp untuk menentukan unjuk kerja kincir angin sumbu horizontal 3 sudu berbahan komposit. Data tersebut meliputi kecepatan angin rata-rata, kecepatan putar poros, massa yang bekerja, serta tegangan dan arus yang dihasilkan generator.

3 P a = 1/2

3 P a = 1/2 .v ρ

  Hasil Tabel 4.7 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm. Tabel 4.8 Pengolahan Data Pada Variasi Kecepatan Angin 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm.

4.3 Pembahasan Grafik

Dari data hasil dan pengolahan data, maka dapat dibuat grafik untuk melihat hubungan yang terjadi. Grafik yang dibuat adalah grafik hubungan kecepatan

4.3.1 Grafik Hubungan Kecepatan Putar Poros dan Torsi

  Dari grafik hubungan torsi dan kecepatan putar poros pada ketiga variasi angin dengan penambahan variasi sirip lebar 5 cm dan 7 cm, dapat dilihatkecepatan putar maksimum terjadi pada variasi kecepatan angin 8,2 m/s dengan penambahan sirip lebar 5 cm dan torsi maksimum terjadi pada variasi kecepatanangin 8,2 m/s dengan penambahan sirip lebar 5 cm. Pada grafik dapat dilihat pula bahwa grafik mengalami penurunan, dengan hubungan semakin besar torsi yang bekerja maka semakin rendah kecepatan putar (a) variasi lebar sirip 5 cm(b)variasi lebar sirip 7 cm Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar poros dan torsi untuk ketiga variasi kecepatan angin, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 cm.

4.3.2 Grafik Hubungan Cp (mekanis) dan TSR

  8.00 Cp % TSRkecepatan 6,2 m/s kecepatan 7,2 m/s kecepatan 8,2 m/s Pada grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio diatas, dapat dilihat bahwa koefisen daya pada variasi kecepatan angin rata-rata 6,2 m/s denganvariasi lebar sirip 5 cm adalah yang paling besar dan koefisien pada variasi kecepatan angin 8,2 m/s dengan variasi lebar sirip 7 cm adalah yang paling kecildiantara variasi lainnya. Setelah mendapatkan tip speed ratio yang optimal, disubtitusikan kedalam persamaan awal untuk mengetahui Cp maksimum pada variasi kecepatan anginrata-rata 6,2 m/s dengan variasi lebar sirip 5 cm.

4.3.3 Grafik Hubungan Cp (listrik) dan TSR

  Berdasarkan data pengujian dan pengolahan data maka dapat dibuat grafik hubungan koefisien daya dengan tip speed ratio untuk melihat unjuk kerja darikincir angin sumbu horizontal 3 sudu berbahan komposit dengan tambahan variasi lebar sirip 5 cm dan 7 cm. Haltersebut dikarenakan pengurangan daya dari daya angin menjadi daya mekanis yang terjadi pada variasi kecepatan angin 6,2 dengan variasi lebar sirip 7 cm lebihsedikit dibandingkan variasi kecepatan angin dan variasi sirip lainnya.

4.3.4 Grafik Hubungan Daya Output dan Torsi

  Berdasrkan Tabel 4.7 dan Tabel 4.8 daya mekanis maksimum terjadi pada variasi lebar sirip 5 cm dengan daya sebesar58,327 watt pada torsi 0,917 Nm, sedangkan daya mekanis yang terjadi pada variasi sirip 7 cm adalah sebesar 55,482 watt pada torsi 1,106 Nm. Berdasarkan Tabel 4.9 dan Tabel 4.10 daya mekanis maksimum terjadi pada variasi lebar sirip 5 cm dengan daya sebesar 68,392 wattpada torsi 1,160 Nm, sedangkan daya mekanis yang terjadi pada variasi sirip 7 cm adalah sebesar 66,689 watt pada torsi 1,00 Nm.

30.00 D

  daya mekanis 20.00daya listrik 10.00 0.00 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Torsi (Nm) (a) variasi lebar sirip 5 cm 70.00 60.00) att (w 50.00t u tp u 40.00o adaya mekanisay D 30.00daya listrik 20.00 10.00 0.00 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Torsi (Nm) (b) variasi lebar sirip 7 cm Gambar 4.5 Grafik hubungan antara daya output dengan torsi pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 cm. 70.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 80.00 Torsi (Nm)daya mekanis daya listrik 90.00 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Day a o u tp u t (w att ) 0.00 2.0 Day a o u tp u t (w att ) Gambar 4.6 Grafik hubungan antara daya output dengan torsi pada variasi kecepatan angin 8,2 m/s, (a) variasi lebar sirip 5 cm dan (b) variasi lebar sirip 7 50.00 cm.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  Telah berhasil dibuat kincir angin sumbu horisontal 3 sudu berbahan komposit berdiameter 100 cm, dengan lebar maksimum sudu 13 cm padajarak 12,5 cm dari pusat poros dengan variasi sirip lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm. Torsi terbesar yang dihasilkan kincir angin adalah sebesar 1,59 Nm pada kecepatan angin 8,2 m/s dan pada variasi sirip lebar 5 cm.

5.2 Saran

  Tujuan penelitian ini adalah untuk menggembangkan kincir angin jenis propeller 3 sudu berbahan komposit, serta mengetahui koefisien daya dan dayakeluaran dari kincir angin tersebut metode yang digunakan adalah metode eksperimental dengan memvariasikan kecepatan angin pada 6,2 m/s, 7,2 m/s, dan8,2 m/s dan variasi sirip dengan lebar 5 cm dan 7 cm dengan panjang 10 cm. Koefisien daya kincir angin pada variasi kecepatan angin 7,2 m/s dengan lebar sirip 5 cm adalah sebesar 39,1% pada tip speed ratio 4, memiliki daya mekanis sebesar 68,39 watt dan daya listrik sebesar 45,88 watt dan dengan lebar sirip 7 cm adalah sebesar 38,37% pada tip speed ratio 4,6, memiliki daya mekanis sebesar 66,69 watt dan daya listrik sebesar 48,92 watt.

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

Unjuk kerja kincir angin poros horizontal empat sudu, berbahan PVC 8 inchi, diameter 1 m, lebar maksimal sudu 14 cm berjarak 20 cm dari sumbu poros.
3
9
100
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal empat sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.
5
25
88
Kincir angin poros horisontal tiga sudu berbahan komposit, diamater 100 cm, lebar maksimum 13 cm pada jarak 20 cm dari sumbu poros.
0
0
90
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal empat sudu berbahan komposit dengan diameter 1 m lebar maksimum 13 cm pada jarak 12,5 cm.
0
1
90
Unjuk kerja turbin angin propeller 4 sudu berbahan komposit berdiameter 100 cm, dengan lebar maksimum sudu 13 cm pada jarak 19 cm dari pusat sumbu poros.
5
14
97
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal dua sudu bahan komposit diameter 1 m lebar maksimum 13 cm dengan jarak 12,5 cm dari pusat poros.
0
4
107
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal bersudu tiga bahan komposit diameter 1 m lebar maksimum 13 cm dengan jarak 12.5 cm dari pusat poros.
0
0
107
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal enam sudu, bahan PVC, diameter 1 m, lebar maksimum 14 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros.
7
15
86
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.
0
0
72
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu berbahan komposit dengan posisi lebar maksimal sudu 10 sentimeter dari pusat poros.
1
2
68
Unjuk kerja kincir angin poros horizontal empat sudu berbahan komposit berdiameter 100 cm lebar maksimum 13 cm dengan jarak 20 cm dari pusat poros.
0
2
121
Unjuk kerja kincir angin poros horizontal empat sudu, berbahan PVC 8 inchi, diameter 1 m, lebar maksimal sudu 14 cm berjarak 20 cm dari sumbu poros
0
2
98
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal empat sudu, berbahan komposit, berdiameter 100 cm, lebar maksimum 13 cm pada jarak 20 cm dari pusat poros
2
23
86
Kincir angin poros horisontal tiga sudu berbahan komposit, diamater 100 cm, lebar maksimum 13 cm pada jarak 20 cm dari sumbu poros
0
1
87
Unjuk kerja kincir angin tipe propeler desain kelengkungan sudu PVC 8 inchi berbahan komposit, lebar maksimum 11 cm pada posisi 20 cm dari pusat poros, dengan tiga variasi jumlah sudu - USD Repository
0
0
103
Show more