Unjuk kerja America Wind Mill dengan variasi jumlah sudu - USD Repository

Gratis

0
0
71
4 months ago
Preview
Full text

  

UNJUK KERJA AMERICAN WIND MILL DENGAN VARIASI

JUMLAH SUDU

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

  

Progam Studi Sains dan Teknologi

Disusun oleh:

WIDYA KRISTIYANTO

  

NIM : 065214034

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

2009

  

THE PERFORMANCE of AMERIKAN WIND MILL WITH

  

VARIATION of BLADE NUMBER

FINAL PROJECT

Presented as partial Fulfillment on the Requirements

To obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Mechanical Engineering study program

By:

WIDYA KRISTIYANTO

  

NIM : 065214034

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan efisiensi dan daya yang dihasilkan terhadap kecepatan angin untuk setiap variasi jumlah sudu 2,3,6, dan 12. Agar menghasilkan listrik, kincir angin dihubungkan dengan generator. Dari

kincir ini kita bisa mengukur tegangan, arus dan efisiensi. Alat ini diberikan variasi

lampu sebagai pembebanannya. Pada setiap pembebanan dilakukan pengukuran

putaran poros kincir dengan menggunakan tachometer dan arus listrik yang

dihasilkan diukur dengan menggunakan multimeter.

  Daya yang dihasilkan paling tinggi pada jumlah sudu 12 sebesar 9,20 watt pada

kecepatan angin 7,57 m/s, dikarenakan kecepatan angin mempengaruhi daya yang

dihasilkan. CP ( koefisien daya ) tertinggi 0,06 pada variasi jumlah sudu 12.

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus atas setiap waktu yang telah

diberikan serta semangat, harapan baru yang berlimpah dan tiada henti di dalam

penulisan tugas akhir ini hingga selesai.

  Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi bagi

mahasiswa Teknik Mesin sebelum dinyatakan lulus sebagai Sarjana Teknik. Dalam

pelaksanaan dan penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak,

baik berupa materi, bimbingan, kerja sama serta dukungan moril. Dalam kesempatan

ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

  

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

  

2. Ir. YB. Lukiyanto, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan

bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

  

3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan , serta fasilitas yang diberikan selama masa kuliah.

  

4. Kepada kedua orang tua, atas dukungan moral, financial, doa dan motivasi yang

tiada henti hingga tugas akhir ini bisa selesai.

  5. Kakak dan adikku yang telah mendukung selama ini

  

6. Dewi Pristiana, atas segala cinta, kasih sayang, dan semangatnya selama ini yang

telah diberikan.

  

7. Segenap teman-teman Teknik Mesin terutama angkatan 2006, banyak

pembelajaran yang penulis dapatkan bersama kalian.

  

8. Saudara-saudara penulis dan teman-teman penulis yang tidak dapat disebutkan

oleh penulis satu per satu.

  Saya menyadari penulisan Tugas Akhir ini banyak kekurangan, dengan sedikit

inspirasi ini dapat menjadi jalan menuju suatu hal yang lebih baik untuk penulisan

tugas akhir teman-teman nantinya serta melanjutkan ke arah penelitian dan

penciptaan demi kemajuan Universitas kita.

  Yogyakarta, 21 Desember 2009 Widya Kristiyanto

  DAFTAR ISI Hal.

  

HALAMAN JUDUL ...…………..………………………………………...... i

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING .…………………………...... iii

HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI DAN DEKAN ………................... Iv

HALAMAN PERNYATAAN .…………………………………....................

  V LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  

ILMIAH.…………………………………....................................................... Vi

  

INTISARI …………………………………………………………………… Vii

KATA PENGANTAR …………………………………...………………….. Viii

DAFTAR ISI ……………………………………………………....................

  X DAFTAR TABEL……………………………………………………………. Xii

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………… Xiii

BAB I PENDAHULUAN ……………………………...................................

  1 1.1. Latar Belakang .............……………...……………..................

  1 1.2. Perumusan Masalah …………………………………..……….

  4 1.3. Batasan Masalah ………………………………………............

  4 1.4. Tujuan ................……………………………………………..

  4

1.5. Manfaat................……………………………………………..

  5 BAB II DASAR TEORI………………….......…….…………………...........

  6 2.1. Pengertian Angin ………..…………………………………….

  6 2.2. Tipe Turbin Angin ......................................................................

  6 2.2.1. Kelebihan Kincir Angin Sumbu Horizontal.....................

  8 2.2.2.Kekurangan Kincir Angin Sumbu Horizontal...................

  8 2.3. Gerak Turbin...............................................................................

  9 2.4. Perhitungan Pada Turbin.............................................................

  9 BAB III METODOLOGI PENELITIAN………….………………………...

  17

  3.2. Peralatan Penelitian ....................................................................

  17

3.3. Bahan Penelitian..........................................................................

  19

3.4. Analisa Data................................................................................

  21

3.5. Langkah Penelitian......................................................................

  21 BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN.......... …...………...........

  23 4.1. Data Penelitian ...........................................................................

  23

4.2. Pengolahan Data dan Perhitungan ……………………………..

  32

  4.3. Grafik Hasil Perhitungan ………………………………………

  46 BAB V PENUTUP ..........................................................................................

  52 5.1. Kesimpulan .................................................................................

  52 5.2. Saran ...........................................................................................

  52 DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

  53 LAMPIRAN......................................................................................................

  54

  

DAFTAR TABEL

Hal

Tabel 1.1. Data angin yang telah dihimpun oleh Pusat Meteorologi dan Geofisika .....................................................................................

  3 Tabel 2.1. Unjuk kerja macam-macam kincir angin……………………….. 8 Tabel 2.3. Spesifikasi bahan poros ………………………………………....

  13 Tabel 4.1. Data perolehan dari kincir bersudu 2, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  23 Tabel 4.2. Data perolehan dari kincir bersudu 3, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  24 Tabel 4.2.1. Data perolehan dari kincir bersudu 3, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  25 Tabel 4.2.2. Data perolehan dari kincir bersudu 3, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  26 Tabel 4.3. Data perolehan dari kincir bersudu 6, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda……………………………...........................

  27 Tabel 4.3.1. Data perolehan dari kincir bersudu 6, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  28 Tabel 4.3.2. Data perolehan dari kincir bersudu 6, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  29 Tabel 4.4. Data perolehan dari kincir bersudu 12, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  30 Tabel 4.4.1. Data perolehan dari kincir bersudu 12, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  31 Tabel 4.4.2. Data perolehan dari kincir bersudu 12, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda………………………………………………

  32 Tabel 4.5. Data Perhitungan, Kecepatan angin, P , P , kecepatan ujung out in

Tabel 4.6. Data Perhitungan, Kecepatan angin, P out , P in , kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 3………………

  39 Tabel 4.7 Data Perhitungan, Kecepatan angin, P out , P in , kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 6 ........................

  41 Tabel 4.8. Data Perhitungan, Kecepatan angin, P out , P in , kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 12.......................

  43

  

DAFTAR GAMBAR

Hal Gambar 2.1 Grafik Prestasi untuk Beberapa Jenis Turbin Angin...................

  7 Gambar 2.2 Kincir angin Amerikan poros mendatar......................................

  7 Gambar 2.3 Kontruksi sabuk-V……………………………………………..

  15 Gambar 2.4 Ukuran penampang sabuk-V……………….…………………..

  15 Gambar 3.1 Generator listrik………………………………………………..

  17 Gambar 3.2 Multimeter……….……………………………………………..

  18 Gambar 3.3 Beban lampu…………………………………………………….

  19 Gambar 3.4 Anemometr………………………………………………………

  19 Gambar 3.5 Dudukkan sudu kincir….………………………………………...

  20 Gambar 3.6 Sudu kincir……………………………………………………….

  20 Gambar 3.7 Kerangka penyangga kincir………………………….…………..

  21 Gambar 3.8 Skema alat.....................................................................................

  22 Gambar 4.1 Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi jumlah sudu 2……………………………………………….......

  46 Gambar 4.2 Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi jumlah sudu 3…………………………………………………….

  47 Gambar 4.3 Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi jumlah sudu 6…………………………………………….............

  47

Gambar 4.4 Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi jumlah sudu 12……………………………………….................

  48 Gambar 4.5 Gambar 4.6

Gambar 4.7 Gambar 4.8Gambar 4.8 Grafik hubungan daya output dengan putaran sudu pada variasi

  jumlah suduc 2,3,6, dan sudu 12…….......................................... Grafik hubungan CP dengan TSR pada jumlah sudu 2……….. Grafik hubungan CP dengan TSR pada jumlah sudu 3……….. Grafik hubungan CP dengan TSR pada jumlah sudu 6……….. Grafik hubungan CP dengan TSR pada jumlah sudu 6………..

  49

  49

  50

  50

  51 Gambar L.1 Bentuk sudu dengan variasi jumlah sudu 2 ................................

  54 Gambar L.2 Bentuk sudu dengan variasi jumlah sudu 3 ................................

  54 Gambar L.3 Bentuk sudu dengan variasi jumlah sudu 6 ..................................

  55 Gambar L.4 Bentuk sudu dengan variasi jumlah sudu 12 ................................

  55 Gambar L.5 Axial Blower…………………………………………………… 56

Gambar L.6 Wind Tunnel…………………………………………………… 56

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Energi angin merupakan salah satu sumber energi alternatif yang berkembang pesat. Dikarenakan masyarakat membutuhkan sumber- sumber energi alternatef, seiring dengan semakin sulitnya mendapat energi minyak bumi. Kebutuhan energi merupakan hal yang tak terpisahkan dari kehidupan manusia maka dari itu energi mempunyai peranan penting dalam memenuhi kebutuhan hidup, baik sosial ekonomi maupun lingkungan. Menurut data terbaru dari IFR Report, Economist 2008, dalam rentang tahun 2005 – 2030 diperkirakan kebutuhan minyak akan tumbuh sebesar 1,4% per tahun.

  Sebenarnya, prediksi angka pertumbuhan ini jika dibandingkan dengan angka pertumbuhan sumber energi lainnya seperti gas, masih lebih rendah.

  Akan tetapi, dalam proporsi penggunaan minyak sebagai energi di dunia, masih jauh lebih besar dibandingkan dengan sumber energi lainnya.

  (Sumber Pada tahun 2005, minyak memegang kendali sebesar 39,2% dari total kebutuhan energi di dunia. Proporsi ini jauh di atas gas (23,0%), bahan padat

  (27,6%), bahkan energi terbarukan (10,2%) sekalipun. Dua dekade mendatang, lebih tepatnya pada tahun 2030, diperkirakan proporsi minyak

  27,4%, bahan padat turun menjadi 26,8%, dan energi terbarukan justru diperkirakan turun ke angka 9,2%. Hal ini menggambarkan situasi bahwa sampai dengan tahun 2030, minyak masih menjadi primadona sumber energi.( Sumber : )

  Indonesia tercatat sebagai negara dengan garis pantai terpanjang di dunia. Ini berarti bahwa Indonesia memiliki potensi besar akan salah satu sumber energi terbarukan yaitu angin. Energi angin yang tersedia berlimpah, tidak habis-habis, dan tersebar luas. Penggunaan energi angin memiliki beberapa keunggulan yakni bersih dan tidak menimbulkan efek rumah kaca. Penggunaan energi di Indonesia secara umum meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan penduduk, pertumbuhan perekonomian maupun perkembangan teknologi.

  Energi angin merupakan energi terbarukan yang fleksibel, energi angin dapat di manfaatkan untuk keperluan misalnya untuk pembangkit listrik.

  Alat yang di gunakan adalah kincir angin, energi potensial yang terdapat pada kicir angin akan memutar sudu-sudu pada kincir.Sudu- sudu ini terhubung pada poros dn akan memutarkan generator, sehingga menghasilkan listrik. Penggunaan energi di Indonesia secara umum meningkat pesat sejalan dengan pertumbuhan penduduk, pertumbuhan perekonomian maupun perkembangan teknologi.

Tabel 1.1 Data angin yang telah dihimpun oleh Pusat Meteorologi dan

  4.03

  51.3

  8 Iswahyudi

  5.15

  95.5

  9 Kalianget

  4.15

  65.6

  10 Denpasar

  59.5

  7 Semarang

  11 Pasir Panjang

  4.95

  66.7

  12 Kupang/Penfui

  5.75

  78.6

  13 Waingapu

  3.65

  3.90

  84.8

  Geofisika tentang daerah yamg mempunyai kecepatan angin rata-rata 3.5 m/s atau lebih.

  3 Tanjung Pandang

  No Nama Daerah Kecepatan Rata-rata (m/s)

  Masa Bertiup Angin Di atas 4.0 m/s (%)

  1 Blang Bintang

  3.50

  42.6

  2 Tanjung Pinang

  3.75

  62.5

  4.35

  5.30

  75.0

  4 Pondok Betung

  3.70

  25.0

  5 Margahayu

  4.30

  90.0

  6 Rendole/Pati

  32.7 Sumber : Pusat Meteorologi dan Geofisika, 2000 Dari data tabel kecepatan angin didaerah-daerah indonesia diatas, saya akan mencoba membuat kincir angin poros horizontal dengan jumlah sudu 2,3,6 dan 12. Dikarenakan kincir ini memiliki jumlah sudu yang

  1.2 Perumusan Masalah

  Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini adalah sebagai berikut: 1) Potensi angin yang terdapat diindonesia sangatlah besar namun untuk kecepatan angin itu sendiri sangat rendah.

  2) Dari SDM Indonesia sangat rendah dalam bidang pendidikan, sehingga tidak dapat diterapkan teknologi tinggi.

  3) Agar mudah dibuat dan mudah ditemui maka dibuat poros horizontal.

  Membuat dan menguji kemampuan kincir angin poros horizontal untuk mengetahui unjuk kerja alat ini, agar dapat mengetahui kekurangan- kekurangan pada kincir angin ini.

  1.3 Batasan Masalah

  Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu: 1) Jumlah sudu yang digunakan ialah sudu 2,3,6 dan 12. 2) bentuk sudu trapesium dan luas persudu sama. 3) Kecepatan angin untuk setiap variasi dirata-rata sama.

1.4 Tujuan

  Membuat dan menguji model kincir angin american dengan jumlah sudu 2, 3, 6 dan 12, sebagai pembangkit listrik :

  2. Mendapatkan efesiensi kincir maksimal pada variasi jumlah sudu.

  3. Hubungan TSR dengan CP (koefisien daya) pada variasi jumlah sudu.

1.5 Manfaat

  1. Dapat digunakan dalam pembuatan dalam skala besar yang mampu menghasilkan listrik sehingga dapat dimanfaatkan oleh masyarakat.

  2. Untuk mengurangi dan menekan penggunaan energi minyak bumi yang lama kelamaan akan menipis dan habis.

  3. Untuk menambah kepustakaan dan pengetahuan tentang energi terbarukan.

  .

BAB II DASAR TEORI

  2.1 Pengertian Angin

  Terjadinya angin karena adanya perbedaan temperatur, menyebabkan adanya perbedaan tekanan udara. Tempat dengan tekanan yang lebih rendah akan ditempati oleh udara inilah yang disebut dengan angin. ( sumber : Arismunandar, W., Penggerak Mula Turbin ).

  Angin terjadi di lapisan Atmosfer pada lapisan Troposfer. Lapisan Troposfer ini memiliki ketebalan kurang lebih 11 km (3600 ft) dari permukaan laut ke atas.

  2.2 Tipe Turbin Angin

  Turbin angin poros horizontal atau (TASH) adalah turbin dengan poros utama horizontal. Salah satu turbin angin poros horizontal adalah Amerikan windmill. Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara.

  Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Turbin angin poros vertikal atau TASV (Savonius) adalah turbin dengan poros vertikal sepanjang menara dan mempunyai generator pembangkit listrik dibawah poros turbin jenis TASV secara umum bergerak lebih perlahan dibanding jenis TASH, tetapi menghasilkan torsi yang lebih tinggi. Dari beberapa penelitian yang telah menyerap energi angin dengan effisiensi kurang lebih 30% ( sumber : Arismunandar, W., Penggerak Mula Turbin ). Menurut Profesor Betz, effisiensi maksimum kincir American sekitar 20%. Dapat dilihat pada

Gambar 2.1 dibawah ini.

  Ideal Propeller High Speed Propeller Savonius Darrieus A merican multiblade Dutch Four A rm

Gambar 2.1. Grafik Prestasi Untuk Beberapa Jenis Turbin AnginGambar 2.2. Kincir angin model American poros mendatar

  • – –
  • – –

  • – –

  n

  ,

  1

  1

  5

  5 S S

  a

  a

  v

  v

  o

  o

  n

  i

  >

  i

  u

  u

  s

  s

  ,

  ,

  1

  1

  5

  5

  1

  ,

  >

  2

  V V e e r r t t i i c c a a l l A A x x i i s s P

  r

  r

  ,

  ,

  3

  3

  ,

  ,

  4

  4

  5

  5 < 5

  P

  e

  a

  a

  n

  n

  e

  e

  m

  m

  o

  o

  n

  n

  e

  1 D D a a r r r r i i u u s s , ,

  2

  o

  2

  m

  e

  e

  t

  t

  r

  r

  y

  y

  ,

  ,

  2

  ,

  o

  ,

  3

  3

  5

  5

  1

  1

  5

  5

  4

  4 ( Sumber : Ir. YB. Lukiyanto, M.T., Kuliah Rekayasa Tenaga Angin ).

  2.2.1. Kelebihan kincir Angin Sumbu horizontal

  m

  o

  5

  r

  5 – – , ,

  3

  3

  5

  5

  1

  1 – –

  2

  2 V

  V

  a

  a

  r

  e

  i

  i

  a

  a

  b

  b

  l

  l

  e

  e

  G

  G

  e

  o

  t

  2.2.2. Kekurangan kincir Angin Sumbu Horizontal

  e

  5

  50 C C

  a

  a

  m

  m

  b

  b

  e

  e

  r

  r

  e

  1

  d

  d

  p

  p

  l

  l

  a

  a

  t

  t

  e

  e

  5

  1

  f

  n

Tabel 2.1. Unjuk kerja macam-macam kincir angin Tipe CP Solidity %

  Horizontal Axis C

  C

  r

  r

  e

  e

  t

  t

  a

  a

  n

  s

  ,

  s

  a

  a

  i

  i

  l

  l

  ,

  ,

  5

  5

  ,

  f

  a

  t

  o

  e

  e

  e

  e

  d

  d

  a

  a

  e

  e

  r

  r

  o

  p

  g

  g

  e

  e

  n

  n

  e

  e

  r

  r

  a

  a

  p

  s

  a

  M M o o d d e e r r a a t t e e s s p p e e e e d d a a e e r r o o - - g g e e n n e e r r a a t t o o r r , ,

  n

  n

  ,

  ,

  1

  1

  5

  5

  ,

  ,

  3

  3 50 – 80

  2

  s

  2 – – , ,

  3

  3

  5

  5 5 – 10

  H

  H

  i

  i

  g

  g

  h

  h

  • – –
  • – –
    • Pondasi untuk menara lebih kuat untuk menahan kincir dari terpaan angin
    • Putaran yang dihasilkan cukup tinggi.
    • Dapat menerima angin pada kecepatan tinggi.

  • Menara yang tinggi sulit dibawa kelokasi, akan membutuhkan biaya transpotasi yang cukup besar.
  • TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil.

  2.3. Gerak Turbin

  • Pada dasarnya kerja turbin angin berkebalikan dengan kipas angin.
  • Turbin angin bukan untuk membuat angin yang dialiri listrik melainkan turbin angin digerakan oleh angin untuk menghasilkan listrik.
  • Angin yang mengenai sudu akan menghasilkan energi kinetik. Energi kinetik tersebut, akan memutar puli yang telah terpasang pada roda jalan dan generator. Lalu secara otomatis generator tersebut akan beputar dan menghasilkan energi listrik.

  2.4. Perhitungan Pada Turbin 1. Daya Yang Dihasilkan Generator Listrik

  Sebuah generator listrik berfungsi untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik yang besarnya sebagai berikut : P out = V x I ……………………………………….. (1) dengan : V = Tegangan (Volt) A = Arus (Ampere) 2.

   Daya Yang Tersedia Pada Angin

  Daya yang disediakan angin dapat dihitung dari perkalian masa jenis udara dikalikan luas penampang kincir angin dikalikan pangkat tiga kecepatan angin

  3 Apabila massa jenis udara ( standar

  1 , 225 kg / m ), maka

  ρ =

  persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi :

3 P A v

  ,

  6 = ⋅ ⋅ (Watt) …………………………………. (2) in

  dengan keterangan : P in = daya angin, (watt) A = luas penampang melintang arus angin yang ditangkap kincir,

  2 (m )

  V

  = kecepatan angin, (m/s) 3.

   Perencanaan kekuatan poros

  Poros merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan mesin. Poros berfungsi meneruskan daya dari suatu penggerak utama.

  Untuk mengetahui seberapa besar diameter poros yang akan digunakan dalam perancangan kincir, maka perlu dilakukan perhitungan terhadap kekuatan poros terhadap beban-beban yang dikenakan

  Hal utama yang paling penting dalam perencanaan kekuatan poros adalah torsi poros itu sendiri. Torsi pada poros terjadi bila ada beban- beban atau gaya-gaya yang mengenai. Beban atau gaya yang mengenai poros pada kincir dapat berasal dari kerangka kincir dan juga energi angin yang ditangkap oleh sudu kincir.

  Secara matematis, beban atau gaya yang mengenai poros dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

  • 1

  λ

  2 R U

  60 R n

  = = π

  2 rpm 1 1 -

  0,10472 det rad detik 60 rad

  ), adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu dengan kecepatan angin (V) Kita dapat menghitung TSR (λ) dengan persamaan berikut :

  ……………………………….. (4) Dengan : R = jari-jari terluar sudu (m) n = Putaran sudu (rpm) Tip speed ratio (

  v P F

  Perbandingan kecepatan ujung sudu dengan kecepatan angin biasa disebut dengan Tip Speed Ratio / TSR.

  (radian per detik), symbol Ω dan ω.

  Kecepatan kincir angin biasanya diukur berdasarkan kecepatan putarnya, dengan satuan rpm (revolutions per minute, simbol n) atau berdasarkan kecepatan sudutnya, dengan satuan rad s

   Tip Speed Ratio / TSR

  P = daya angin, (Watt) F = gaya yang diberikan angin,(N) v = kecepatan angin, (m/s) 4.

  …………..…………………………….. (3) Dengan :

  =

  π = Ω = Dimana : U = kecepatan ujung sudu (m/s) V= kecepatan angin (m/s) 5.

   Perhitungan Torsi

  60 P * in

  M (Nm) ………………………………. (6) t =

  2 n * *

  π

  Dengan : t

  M = torsi (Nm) P in = daya input (Watt) n = putaran poros (rpm)

  Setelah torsi poros diketahui, maka dimensi poros juga perlu dihitung sesuai dengan beban yang dikenakannya. Dimensi poros yang perlu diperhitungkan adalah diameter poros.

  Sebelum melakukan perhitungan diameter poros yang sesuai, maka perlu dipilih bahan poros yang akan digunakan. Bahan poros dan sifa- sifatnya dapat dipilih berdasarkan Tabel 1.3

  Diameter poros dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : 1 / 3 5 ,

  1

    d K C T ……………………………………... (7) s = tb

    τ a  

  Dengan :

  K t = faktor koreksi tumbukan

  Koefisien daya (Cp) digunakan untuk menggantikan istilah efisiensi atau ujuk kerja, adalah bilangan tak berdimensi yang menunjukan

  80 100 600 (dicelup dingin dalam air )

  19

  20 Baja karbon untuk konstruksi mesin S 25 C S 35 C S 45 C

  45

  52

  58 123-183 149-207 167-229

  21

  26

  30 Baja paduan dengan pengerasan kulit

  S 25 CK

  50 400 (dicelup dingin dalam miyak )

  30 SNC 21 SNC 22

  35-40 40-55

  49 140 160 190

  Baja krom nikel SNC 1 SNC 2 SNC 3

  75

  85

  95 212-255 248-302 269-321

  35-40 40-60 40-40

  Perunggu logam delta perunggu fospor (coran) Perunggu nikel (coran)

  18 35-60 19-30 64-90

  85

  5 10-20 5-7 20-30 Damar phenol,dll.

  3-5 6.

   Perhitungan Koefisien daya (C

p )

  12

  46

Tabel 2.3 : Spesifikasi bahan poros

  a

  ( Sumber : Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan Pemilihan

  

Elemen Mesin, 1997. )

  Kelompok Bahan

  Lambang Bahan

  Kekuatan tarik σ

  B

  (kg/mm

  2

  ) Kekerasan (Brinell)

  H B

  Tegangan lentur yang diizinkan σ

  (kg/mm

  42

  2

  ) Besi cor

  FC 15 FC 20 FC 25 FC 30

  15

  20

  25

  30 140-160 160-180 180-240 190-240

  7

  9

  11

  13 Baja cor SC 42 SC46 SC49

  • 80-100 180-260

  ……………………………………….. (8)

  =

  Dengan :

  C p = Koefisien Daya Kincir P = Daya Yang dihasilkan oleh Kincir ( Watt ) out

  P in = Daya Teoritis ( Watt )

  Untuk mendapatkan CP yang maksimum menurut Betz Limit dapat dilihat pada gambar 2.1.

7. Transmisi sabuk dan puli

  Jarak yang jauh antara dua poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan roda gigi. Oleh karena itu, dalam perancangan kincir angin ini digunakan transmisi berupa sabuk dan puli.

  Sabuk yang digunakan dalam transmisi ada 2 macam, yaitu sabuk- V dan sabuk gilir. Sabuk-V terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Tenunan atau semacamnya dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan yang besar. Sedangkan sabuk gilir terbuat dari karet neoprene atau plasik poliuretan sebagai bahan cetak dengan inti dari serat gelas atau kawat baja. Selain itu, sabuk gilir juga mempunyai gigi- gigi yang dicetak secara teliti di permukaan sebelah dalam. ( Sumber :

  Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin , karangan Sularso dan

  Kiyokatsu Suga)

  Transmisi sabuk-V bekerja berdasarkan gesekan belitan. Sabuk ini memiliki konstruksi yang sederhana, mudah untuk didapatkan perbandingan putarannya, dan murah harganya. Dilihat dari keuntungan yang ada, maka sabuk-V digunakan sebagai transmisi pada konstruksi kincir angin ini.

  Dalam perhitungan sabuk dan puli, maka perlu lebih dahulu diketahui ukuran diameter poros yang nantinya dihubungkan pada kedua puli. Jika diameter kedua poros sudah diketahui, maka diperlukan pemilihan jenis sabuk-V yang sesuai dan diameter minimal puli.

Gambar 2.4 : Ukuran penampang sabuk-V

  ( Sumber : Sularso dan Kiyokatsu Suga, Dasar Perencanaan dan

  Pemilihan Elemen Mesin, 1997. )

  Untuk mendapatkan putaran yang diinginkan untuk dihubungkan pada generator, maka perlu diketahui lebih dahulu perbandingan putaran antara kedua puli. Perbandingan putaran dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut : ( Sumber : Sularso dan Kiyokatsu Suga,

  Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 1997. ) i n n i n

  . 1 2 2

  = →  =

  …………………………………(9)

  n 1 = putaran puli yang terhubung pada poros kincir, (rpm) n 2 = putaran puli yang terhubung pada poros generator, (rpm)

  Setelah diketahui perbandingan putaran kedua puli, maka diameter masing-masing puli juga harus diperhitungkan.

  Kecepatan linear sabuk-V dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

  d n p 1 v …………………………………………..(10) =

  60 1000

  ×

  Di pasaran terdapat bermacam-macam ukuran sabuk. Akan tetapi, ukuran yang sesuai dengan hasil perhitungan biasanya sulit didapatkan. Oleh karena itu, perhitungan yang dilakukan menyesuaikan dengan sabuk dan puli yang diperdagangkan.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Metode Penelitian Metode yang digunakan untuk penelitian pada tugas akhir ini adalah

  kincir angin amerikan dengan jumlah sudu 2,3, 6 dan 12. Selanjutnya kincir angin tersebut akan dicari unjuk kerjanya pada kecepatan angin yang berbada-beda sehingga mendapatkan daya masukkan yang berbeda. Transmisi yang akan digunakan dalam kincir ini berupa puli dengan penghubung daya berupa sabuk. Daya tersebut akan dihubungkan pada poros rotor generator. Rotor generator akan berputar sehingga menghasilkan energi listrik,dan energi listrik inilah yang akan digunakan sebagai penerangan rumah tangga.

3.2. Peralatan Penelitian

  Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

  1. Generator Alat ini berfungsi sebagai alat yang mengubah gaya gerak menjadi listrik. Alternator menghasilkan Arus listrik dan Tegangan listrik yang berfungsi untuk mencari besar daya yang dikeluarkan.

  2. Tachometer Alat ini digunakan untuk mengukur putaran poros motor DC.

  Tachometer yang digunakan tachometer jenis digital light tachometer, yang prinsip kerjanya dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor yang berupa pemantul cahaya (contoh alumunium foil) yang dipasang pada poros.

  3. Wind Tunnel Alat ini berfungsi sebagai lorong yang menangkap dan mengumpulkan angin dan menghembuskannya pada kincir yang juga diletakkan didalam

  Wind Tunnel tersebut.

  4. Fan / Blower Alat ini menyerap angin yang akan disalurkan ke Wind Tunnel.

  5. Multimeter Alat ukur untuk mengukur kelistrikan pada beban yang diberikan.

Gambar 3.2 Multimeter

  6. Lampu / beban Berfungsi sebagai beban dalam percobaan ini dan beban ini yang akan

Gambar 3.3 Beban lampu

  7. Anemometer Berfungsi sebagai alat pengukur kecepatan angin.

Gambar 3.4 Anemometer

  8. Peralatan Kunci-kunci Alat yang digunakan untuk membongkar pasang seperti kunci pas 10,12, dan14.

3.3. Bahan Penelitian

  1. Dudukan sudu Terbuat dari besi cor dengan bentuk lingkaran dan diberi plat lalu dilas dengan sudut kemiringan yang telah ditentukan agar mempermudah

Gambar 3.5 Dudukan sudu kincir

  2. Sudu kincir Sudu kincir terbuat dari triplek dengan ketebalan 0,5,agar dalam pengujian bahan tersebut ringan sehingga dapat menggerakan kincir lebih mudah. Ukuran yang digunakan P=0,45mm, a=0,18mm, b=0,078mm.

Gambar 3.6 Sudu kincir

  3 kerangka penyangga kincir Terbuat dari besi cor, dilas,agar kuat untuk menopang putaran kincir angin.

Gambar 3.7 Kerangka penyangga kincir 3.4.

   Analisa Data

  Data yang diambil dari percobaan ini adalah sebagai berikut : 1. Putaran poros kincir dan Alternator yang dihasilkan ( n ).

  2. Tegangan (Volt) dan Arus (Ampere) listrik pada Lampu.

  3. Kecepatan angin (V) yang digunakan didapat dari pengukuran Anemometer yang diletakan didepan Wind Tunnel.

  4. P diperoleh dari pengkalian Tegangan (Volt) dan Arus (Ampere) out Listrik yang dihasilkan dari lampu.

  5. Perhitungan daya kincir ( P in ) agar dapat menghitung CP 6. Perhitungan TSR.

3.5. Langkah Penelitian

  1. Kincir angin dipasang didalam Wind Tunnel dan dibaut supaya tidak bergerak sedikitpun.

  2. Memasang kabel yang keluar dari Altenator kedalam multimeter lalu

  3. Didepan kincir angin dipasang Anemometer untuk mengetahui besar angin yang ada dalam Wind Tunnel.

  4. Blower dihidupkan untuk menyerap angin masuk kedalam Wind

  Tunnel . Putar saklar off (0) keposisi on (1) dan tekan tombol warna hijau.

  5. Ukur kecepatan angin yang diperlukan dengan mengatur jarak antara wind tunnel dengan blower.

  6. Tunggu waktu sekitar 1 s/d 2 menit agar sistem menjadi tunak.

  7. Catat kecepatan angin, putaran poros, arus dan tegangan, pada tiap- tiap 1x pemberian beban.

  8. Setelah selesai ’’off’’kan semua saklar dan Ulangi langkah 5 s/d 7 sampai 3x variasi kecepatan angin.

  9. Ulangi langkah 4 s/d 8 pada tiap-tiap variasi jumlah sudu.

  10. Tekan tombol warna merah (stop) untuk mematikan blower dan putar saklar blower pada posisi on.

  Wind Tunnel Axial Blower Arah Angin

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1.Data Penelitian

  0,38 0,33 77,70 5,11

  80

  0,40 0,36 68,60 5,13

  11

  88

  0,40 0,40 61,00 5,22

  12

  96

  13 104 0,30 0,30 62,60 5,50 14 112 0,40 0,32 57,00 5,90 15 120 0,30 0,35 59,90 6,00

  0,40 0,32 60,40 4,99

  16 128

  0,40 0,38 63,40 6,26

  17 136

  0,40 0,32 62,00 6,22

  18 144

  0,38 0,40 51,70 6,30

  19 152 0,40 0,35 59,80 6,37 20 160 0,30 0,30 61,70 6,42

  10

  Data yang diperoleh pada percobaan dengan variasi jumlah sudu 2,3,6, dan

  12. Khusus pada data dengan sudu 2 hanya didapat 1x percobaan, dikarenakan kincir tidak mampu berputar pada kecepantan rendah dan multimeter tidak mampu membaca dengan tepat. Didapat data sebagai berikut :

  4

Tabel 4.1. Data perolehan dari kincir bersudu 2, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (n) kec angin (Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) (m/s)

  1 8 3,80 0,24 190,1 5,83

  2 16 2,10 0,35 113,1 5,55

  3

  24

  1,00 0,40 112,1 5,70

  32

  9

  0,80 0,42 111,4 5,62

  5

  40

  0,70 0,40 94,70 5,74

  6

  48

  0,60 0,35 95,80 5,78

  7 56 0,50 0,30 70,10 5,37 8 64 0,55 0,40 65,70 5,40

  72

  No Beban Tegangan Arus Putaran (n) kec angin (Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) (m/s)

  26 208

  0,28 0,39 58,70 6,37

  27 216

  0,25 0,40 60,60 6,21

Tabel 4.2. Data perolehan dari kincir bersudu 3 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  1 8 5,80 0,40 252,20 7,45 2 16 5,20 0,74 245,50 7,57 3 24 4,25 0,94 208,00 7,63 4 32 3,90 1,17 199,30 7,67 5 40 3,00 1,22 175,60 7,44 6 48 2,25 1,27 165,80 7,50 7 56 2,15 1,33 155,90 7,49 8 64 2,00 1,37 164,60 7,50 9 72 2,00 1,35 147,20 7,34

  10 80 1,95 1,40 155,30 7,44 11 88 2,00 1,44 133,70 7,45 12 96 1,80 1,32 149,20 7,41 13 104 1,85 1,39 143,60 7,45 14 112 1,80 1,35 135,40 7,40 15 120 1,60 1,32 138,00 7,38 16 128 1,80 1,37 138,50 7,36 17 136 1,65 1,39 129,20 7,34 18 144 1,50 1,36 136,40 7,40 19 152 1,60 1,38 140,40 7,54 20 160 1,45 1,14 114,70 7,30 21 168 1,45 1,24 111,10 7,48 22 176 1,60 1,34 109,10 7,30 23 184 1,80 1,39 109,40 7,50 24 192 1,45 1,30 108,30 7,50 25 200 1,40 1,27 100,60 7,34

  26 Lanjutan Tabel 4.1 Data perolehan dari kincir bersudu 2, dengan variasi kecepatan angin berbeda-beda

Tabel 4.2.1. Data perolehan dari kincir bersudu 3 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  1 8 2,00 0,26 97,50 6,18 2 16 1,00 0,33 58,70 6,25 3 24 0,90 0,43 68,80 6,29 4 32 0,87 0,45 68,20 6,12 5 40 0,60 0,42 60,50 6,29 6 48 0,50 0,42 58,60 6,15 7 56 0,50 0,42 61,60 6,35 8 64 0,60 0,44 58,60 6,26 9 72 0,50 0,45 61,10 6,27

  10 80 0,45 0,44 59,90 6,22 11 88 0,45 0,50 58,10 6,40 12 96 0,50 0,47 60,80 6,38 13 104 0,40 0,40 52,20 6,42 14 112 0,45 0,50 57,50 6,48 15 120 0,43 0,49 58,20 6,12 16 128 0,60 0,53 56,10 6,44 17 136 0,60 0,56 63,90 6,45 18 144 0,60 0,52 58,70 6,40 19 152 0,60 0,54 58,30 6,36 20 160 0,60 0,54 61,80 6,40 21 168 0,60 0,56 57,30 6,23 22 176 0,50 0,53 61,10 6,35 23 184 0,60 0,57 60,80 6,43 24 192 0,50 0,55 63,30 6,40 25 200 0,42 0,53 58,80 6,45 26 208 0,60 0,56 57,00 6,55 27 216 0,50 0,55 61,00 6,65

Tabel 4.2.2. Data perolehan dari kincir bersudu 3 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  1 8 0,60 0,17 49,7 5,83 2 16 0,40 0,21 44,1 5,79 3 24 0,30 0,19 42,1 5,70 4 32 0,30 0,25 41,5 5,69 5 40 0,20 0,26 40,0 5,79 6 48 0,20 0,24 40,6 5,78 7 56 0,21 0,28 38,8 5,83 8 64 0,21 0,25 33,7 5,81 9 72 0,20 0,27 34,9 5,71

  10 80 0,19 0,25 34,0 5,77 11 88 0,20 0,28 30,9 5,75 12 96 0,20 0,26 30,2 5,74 13 104 0,22 0,3 32,4 5,82 14 112 0,20 0,29 36,4 5,80 15 120 0,18 0,26 26,7 5,75 16 128 0,17 0,27 30,4 5,71 17 136 0,19 0,28 37,7 5,80 18 144 0,20 0,27 38,4 5,84 19 152 0,20 0,28 31,3 5,83 20 160 0,18 0,27 28,8 5,79 21 168 0,20 0,26 34,7 5,83 22 176 0,17 0,26 35,1 5,92 23 184 0,19 0,27 34,0 5,95 24 192 0,20 0,3 36,1 5,90 25 200 0,20 0,29 35,2 5,82 26 208 0,15 0,25 35,6 5,85 27 216 0,14 0,26 32,2 5,90

Tabel 4.3 Data perolehan dari kincir bersudu 6 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  18 144

  96 3,40

  2,29 228,4 7,77

  13 104

  3,30 2,31 223,8 7,56

  14 112

  3,20 2,29 225,3 7,69

  15 120

  3,20 2,30 226,3 7,59

  16 128

  3,10 2,22 220,4 7,49

  17 136

  3,20 2,32 221,9 7,83

  3,20 2,38 219,2 7,63

  2,22 225,9 7,44

  19 152

  3,20 2,35 216,8 7,82

  20 160

  3,20 2,33 213,5 7,67

  21 168

  3,00 2,35 215,1 7,66

  22 176

  3,00 2,30 218,2 7,58

  23 184

  3,10 2,38 220 7,56

  24 192

  2,90 2,23 218,9 7,63

  25 200

  12

  88 3,40

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  40 4,20

  1

  8 5,90

  1,08 248,3 7,50

  2

  16 5,20

  1,36 250,2 7,78

  3

  24 5,00

  1,60 248,1 7,84

  4

  32 4,40

  1,68 239,1 7,80

  5

  1,87 235,8 7,68

  11

  6

  48 4,00

  1,92 233,5 7,61

  7

  56 3,80

  2,09 227,9 7,70

  8

  64 3,60

  2,10 230,9 7,71

  9

  72 3,40

  2,18 226,7 7,75

  10 80 3,40 2,20 226,5 7,66

  2,90 2,29 216,9 7,71

Tabel 4.3.1 Data perolehan dari kincir bersudu 6 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  2,20 1,69 158,2 6,69

  96 2,50

  1,65 177,2 6,45

  13 104

  2,50 1,73 174,9 6,67

  14 112

  2,30 1,66 164,1 6,87

  15 120

  2,40 1,65 163,9 6,74

  16 128

  2,40 1,63 160,8 6,66

  17 136

  2,30 1,70 161,7 6,60

  18 144

  19 152

  1,74 175,3 6,60

  2,20 1,75 160,5 6,89

  20 160

  2,10 1,72 165,2 6,70

  21 168

  2,20 1,82 164,7 6,59

  22 176

  2,20 1,77 171,0 6,67

  23 184

  2,10 1,79 165,3 6,73

  24 192

  2,10 1,80 163,6 6,66

  25 200

  2,10 1,82 174,3 6,73 26 208 2,2 1,73 168,0 6,44

  12

  88 2,60

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin (Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  6

  1

  8 4,00

  1,02 209,5 6,80

  2

  16 3,20

  1,16 191,2 6,35

  3 24 3,40 1,32 187,3 6,82

  4

  32 3,00

  1,42 180,7 6,67

  5

  40 3,00

  1,48 180,8 6,59

  48 2,90

  11

  1,55 182,1 6,50

  7

  56 2,80

  1,60 181,1 6,70

  8

  64 2,70

  1,62 179,9 6,73

  9

  72 2,90

  1,76 179,6 6,71

  10

  80 2,40

  1,68 178,5 6,31

  27 216 2,1 1,74 166,4 6,70

Tabel 4.3.2. Data perolehan dari kincir bersudu 6 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  1,70 1,19 124,7 5,62

  96 1,70

  1,15 127,3 5,62

  13 104

  1,60 1,08 119,9 5,53

  14 112

  1,60 1,12 117,8 5,65

  15 120

  1,60 1,13 123,4 5,50

  16 128

  1,60 1,15 118,3 5,55

  17 136

  1,50 1,07 115,1 5,56

  18 144

  19 152

  1,13 122,4 5,48

  1,70 1,17 121,8 5,68

  20 160

  1,60 1,22 123,2 5,53

  21 168

  1,60 1,20 122,1 5,63

  22 176

  1,60 1,17 120,0 5,75

  23 184

  1,60 1,18 121,9 5,51

  24 192

  1,60 1,27 120,0 5,63

  25 200

  1,60 1,24 121,1 5,52 26 208 1,50 1,22 124,4 5,60

  12

  88 1,70

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  40 2,00

  1

  8 4,00

  0,34 162,3 5,53

  2

  16 3,10

  0,58 152,5 5,50

  3

  24 2,50

  0,76 145,3 5,47

  4

  32 2,20

  0,83 133,1 5,57

  5

  0,94 132,3 5,64

  11

  6

  48 2,00

  1,08 131,2 5,52

  7

  56 2,00

  1,05 128,9 5,60

  8

  64 1,90

  1,02 125,5 5,76

  9

  72 1,80

  1,08 125,2 5,46

  10 80 1,70 1,08 123,8 5,61

  27 216 1,60 1,26 122,9 5,45

Tabel 4.4. Data perolehan dari kincir bersudu 12 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  1

  8 6,80

  0,43 268,5 7,42

  2 16 6,00 0,81 259,4 7,76 3 24 5,80 1,08 254,6 7,14 4 32 5,00 1,30 248,9 7,71 5 40 4,90 1,52 247,6 7,66 6 48 4,20 1,62 238,7 7,64 7 56 4,00 1,88 246,3 7,72 8 64 4,00 1,92 243,1 7,56 9 72 3,80 2,02 239,2 7,11

  10 80 3,80 2,15 242,2 7,60 11 88 3,80 2,26 239,9 7,72 12 96 3,90 2,36 234,0 7,57 13 104 3,60 2,26 233,5 7,26 14 112 3,60 2,35 239,5 7,60 15 120 3,40 2,39 238,7 7,75 16 128 3,40 2,43 239,5 7,65 17 136 3,20 2,30 237,0 7,33 18 144 3,20 2,39 233,3 7,29 19 152 3,00 2,13 227,3 7,41 20 160 3,30 2,47 230,0 7,59 21 168 3,40 2,49 225,0 7,53 22 176 3,20 2,54 228,3 7,58 23 184 3,00 2,30 224,8 7,22 24 192 3,00 2,42 221,6 7,00 25 200 3,00 2,45 221,8 7,45 26 208 3,00 2,41 223,0 7,51 27 216 3,10 2,54 219,1 7,56

Tabel 4.4.1 Data perolehan dari kincir bersudu 12 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin

(Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  1

  8 5,80

  0,39 222,3 6,40

  2 16 5,00 0,74 220,7 6,57 3 24 4,50 0,99 217,3 6,82 4 32 4,40 1,23 214,1 6,54 5 40 4,00 1,35 212,9 6,83 6 48 3,80 1,48 206,5 6,63 7 56 3,80 1,53 202,4 6,72 8 64 3,60 1,79 208,2 6,87 9 72 3,40 1,84 202,5 6,78

  10 80 3,20 1,84 197,3 6,46 11 88 3,00 1,87 202,0 6,93 12 96 3,00 1,92 206,7 6,95 13 104 3,00 2,03 201,7 6,90 14 112 2,80 2,04 198,0 6,85 15 120 2,80 2,05 195,5 6,84 16 128 3,00 2,10 205,2 6,85 17 136 2,80 2,12 204,6 6,77 18 144 2,80 2,07 199,2 6,90 19 152 2,70 2,14 194,9 7,00 20 160 2,70 2,07 195,9 6,69 21 168 2,80 2,09 198,5 6,81 22 176 2,80 2,05 195,2 7,14 23 184 2,70 2,07 195,7 6,93 24 192 2,60 2,09 194,1 7,07 25 200 2,90 2,15 204,2 6,81 26 208 2,60 2,15 202,5 6,91 27 216 2,60 2,20 198,4 6,83

Tabel 4.4.2 Data perolehan dari kincir bersudu 12 dengan variasi kecepatan Angin berbeda-beda.

  No. Beban Tegangan Arus Putaran (N) kec angin (Watt) (Volt) (Ampere) (rpm) m/s

  1

  8 5,00

  0,36 187,2 6,29

  2 16 4,10 0,66 181,3 6,23 3 24 3,60 0,88 175,9 5,90 4 32 3,20 1,05 174,4 6,23 5 40 3,10 1,25 184,2 6,09 6 48 2,90 1,29 170,4 6,14 7 56 2,80 1,32 167,9 6,09 8 64 2,60 1,40 163,9 6,00 9 72 2,60 1,43 166,3 6,10

  10 80 2,40 1,41 153,3 6,27 11 88 2,50 1,46 169,1 6,08 12 96 2,30 1,49 165,1 6,00 13 104 2,40 1,48 163,2 6,08 14 112 2,40 1,57 163,8 5,92 15 120 2,20 1,53 163,0 6,02 16 128 2,30 1,50 157,9 6,14 17 136 2,40 1,56 165,3 6,12 18 144 2,40 1,58 163,2 5,90 19 152 2,20 1,53 162,0 5,91 20 160 2,20 1,56 168,7 5,96 21 168 2,30 1,63 166,3 5,93 22 176 2,20 1,64 166,1 6,06 23 184 2,10 1,53 159,5 5,87 24 192 2,20 1,65 163,8 6,08 25 200 2,20 1,57 158,2 6,06 26 208 2,10 1,61 160,9 6,06 27 216 2,20 1,66 157,6 6,02

4.2 Pengolahan dan Perhitungan Data

  Pada Perhitungan data, dipakai data dari sudu 2 dengan kecepatan angin r = Jari - jari sudu = 0,45 m d = diameter poros kincir = 0,025 m

  d = diameter generator = 0,016 m alt

  d = diameter puli kecil = 0,076 m pulikecil d = diameter puli besar = 0,38 m pulibesar

1. Luas penampang kincir (Per sudu)

  Luas penampang sudu dapat diperoleh dari rumus luas lingkaran

2 A = πr

  2

  =3,14x(0,45)

  2

  = 0,63585 m 2.

   Daya keluaran (Pout) yang dihasilkan generator

  Dari persamaan (1) dapat diperoleh daya keluaran (P out ) generator (watt)

  P out = VxI

  dengan keterangan :

  P out = daya output (watt) V = tegangan ( volt ) I = arus ( ampere )

  Contoh data perhitungan diambil dari salah satu jumlah sudu 2 :

  V =3,8 Volt I =0,24 Ampere P = 3,8 Volt x 0,24 Ampere out

  I =0,40 Ampere P out = 5,8 Volt x 0,40 Ampere

  =2,32 watt Contoh data perhitungan diambil dari salah satu jumlah sudu 6 :

  V =5,9 Volt I =1,08 Ampere P out = 5,9 Volt x 1,08 Ampere

  =6,37 watt Contoh data perhitungan diambil dari salah satu jumlah sudu 12 :

  V =6,8 Volt I =0,43 Ampere P out = 3,8 Volt x 0,24 Ampere

  =2,92 watt

  3. in pada angin Daya yang tersedia P

  Dari persamaan (2) dapat diperoleh daya yang tersedia (P ) pada

  in

  angin

  3 P ,

  6 A v = ⋅ ⋅ in

  dengan keterangan : P in = daya angin, (watt)

  2 A = luas penampang kincir, (m )

  3

  = kecepatan angin, (m/s)

   V dengan sudu 2:

  3 P in = 0,6 x 0,63585 x 5,83

  = 75,59 Watt dengan sudu 3:

  3 P in = 0,6 x 0,63585 x 7,45

  = 157,75 Watt dengan sudu 6:

  3 P in = 0,6 x 0,63585 x 7,5

  = 160,95 Watt dengan sudu 12:

  3 P in = 0,6 x 0,63585 x 7,42

  = 155,85 Watt 4.

   Menghitung kecepatan bagian ujung sudu

  Dari persamaan (4) dapat diperoleh kecepatan ujung sudu 2. . .

  =

  60

  dengan keterangan sebagai berikut : u = Kecepatan ujung sudu, (m/s) n= Putaran sudu, (rpm) r = jari-jari terluar sudu (m)

  Perhitungan kecepatan ujung sudu diambil dari data sudu 2 :

  2 3,14 190,1 0,45 =

  60

  = 2 3,14 252,2 0,45

  60

  = 11,88 m/s Perhitungan kecepatan ujung sudu diambil dari data sudu 6 :

  = 2 3,14 248,3 0,45

  60

  = 11,69 m/s Perhitungan kecepatan ujung sudu diambil dari data sudu 12 :

  = 2 3,14 268,5 0,45

  60

  = 12,65 m/s 5.

   Menghitung TSR (tip speed ratio) dan CP

  Dari persamaan (5) dan (8) dapat diperoleh TSR dan CP

  = =

  dengan keterangan : TSR = Tip speed ratio CP = Koefisien Daya u = Kecepatan ujung sudu (m/s) V = kecepatan Angin (m/s)

  = 1,54

  = 0,91 75,59

  =0.012 Perhitungan TSR dan CP dengan data sudu 3 sebagai berikut :

  = 11,88 7,45

  = 1,59

  = 2,32 157,75

  =0.014 Perhitungan TSR dan CP dengan data sudu 6 sebagai berikut :

  = 11,69

  7.5

  = 1,56

  = 6,37 160,95

  =0.039 Perhitungan TSR dan CP dengan data sudu 12 sebagai berikut :

  = 12,65

  7.42

  = 2,92 155,85

  0,002

  6,37 0,109 98,61 2,76 0,43 0,001

  0,001

  6,27 0,120 94,04 2,78 0,44

  0,001

  6,37 0,140 98,61 2,82 0,44 0,001 6,22 0,098 91,81 2,84 0,46 0,001 6,38 0,108 99,08 2,68 0,42

  0,002

  6,30 0,152 95,40 2,44 0,39

  0,001

  5,90 0,128 78,35 2,68 0,46 0,001 6,00 0,105 82,41 2,82 0,47 0,001 6,22 0,128 91,81 2,92 0,47

  0,002

  5,11 0,125 50,91 3,66 0,72

  4,99 0,128 47,40 2,84 0,57 0,002 5,13 0,144 51,51 3,23 0,63 0,003 5,22 0,160 54,26 2,87 0,55

  =0.018 Dari perhitungan diatas, data yang lain digunakan cara yang sama.

  0,004

  5,40 0,220 60,07 3,09 0,57

  0,003

  5,70 0,400 70,65 5,28 0,93 0,006 5,62 0,336 67,72 5,25 0,93 0,005 5,74 0,280 72,15 4,46 0,78 0,005 5,78 0,210 73,67 4,51 0,78 0,003 5,37 0,150 59,08 3,30 0,61

  (Watt) (Watt) (m/s)

  Kecepatan angin P out P in Kecepatan ujung sudu TSR CP (m/s)

  , kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 2

  in

  , P

  out

Tabel 4.5 Data Perhitungan, Kecepatan angin, P

  Hasil lengkapnya dapat dilihat pada Tabel (4.5) sampai dengan Tabel (4.8)

  Daya output tertinggi didapat = P out = 0,4 Watt

Tabel 4.6 Data Perhitungan kecepatan angin, P out , P in , kecepatan ujung sudu

  0,01 7,36 2,47 152,10

  0,76 0,01 6,18 0,52 90,05 4,59 0,74 0,006

  1,78 167,47 5,77

  0,68 0,01 7,6

  1,94 169,46 5,21

  0,01 7,34 1,78 150,87 4,74 0,65 0,01 7,61 1,99 168,14 5,19 0,68 0,01 7,63

  5,10 0,68

  0,02 7,5 1,89 160,95

  0,01 7,5 2,50 160,95 5,15 0,69

  7,3 2,14 148,41 5,14 0,70

  0,74 0,01 7,48 1,80 159,67 5,23 0,70 0,01

  1,65 148,41 5,40

  2,21 163,54 6,61 0,88 0,01 7,3

  0,02 7,34 2,29 150,87 6,09 0,83 0,02 7,4 2,04 154,60 6,42 0,87 0,01 7,54

  6,52 0,89

  7,4 2,43 154,60 6,38 0,86 0,02 7,38 2,11 153,35 6,50 0,88

  , TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 3

  0,95 0,02 7,45 2,57 157,75 6,76 0,91 0,02

  2,38 155,22 7,03

  0,85 0,02 7,41

  2,88 157,75 6,30

  0,02 7,34 2,70 150,87 6,93 0,94 0,02 7,44 2,73 157,12 7,31 0,98 0,02 7,45

  7,75 1,03

  0,02 7,5 2,74 160,95

  7,34 0,98

  7,5 2,86 160,95 7,81 1,04 0,02 7,49 2,86 160,31

  1,22 0,03 7,44 3,66 157,12 8,27 1,11 0,02

  4,56 172,14 9,39

  1,28 0,02 7,67

  4,00 169,46 9,80

  kec angin Pout Pin Kecepatan ujung sudu TSR CP (m/s) (Watt) (Watt) (m/s) 7,45 2,32 157,75 11,88 1,59 0,01 7,57 3,85 165,50 11,56 1,53 0,02 7,63

  6,25 0,33 93,14 2,76 0,44 0,004

  kec angin Pout Pin Kecepatan

ujung

sudu

  0,06 70,65

1,98

  

2,77

0,43

  0,002 6,55 0,34 107,21

  

2,68

0,41

  0,003 6,65 0,28 112,19 2,87 0,43 0,002 5,83 0,10 75,60 2,34 0,40 0,001 5,79

  0,08 74,05

2,08

  0,36 0,001 5,70

  0,35 0,001 5,69 0,08 70,28 1,95 0,34 0,001

  6,40 0,28 100,01 2,98 0,47

  5,79 0,05 74,05 1,88 0,33 0,001 5,78 0,05 73,67

  

1,91

0,33

  0,001 5,83 0,06 75,60 1,83 0,31 0,001 5,81 0,05 74,82 1,59 0,27 0,001 5,71 0,05 71,03 1,64 0,29 0,001 5,77

  0,05 73,29

1,60

  0,28 0,001 5,75

  0,06 72,53

1,46

  0,25 0,001

  0,003 6,45 0,22 102,37

  0,45 0,003 6,43 0,34 101,42 2,86 0,45 0,003

  TSR CP (m/s) (Watt) (Watt)

(m/s)

  0,23 103,81

2,71

  6,35 0,21 97,68 2,90 0,46 0,002 6,26 0,26 93,59 2,76 0,44 0,003 6,27

  0,23 94,04

2,88

  0,46 0,002 6,22 0,20 91,81 2,82 0,45 0,002

  6,40 0,23 100,01 2,74 0,43 0,002 6,38 0,24 99,08 2,86 0,45 0,002 6,42

  0,16 100,95

2,46

  0,38 0,002 6,48

  0,42 0,002 6,12 0,21 87,45 2,74 0,45 0,002

  0,27 97,68

2,88

  6,44 0,32 101,90 2,64 0,41 0,003 6,45 0,34 102,37

  

3,01

0,47

  0,003 6,40 0,31 100,01

  

2,76

0,43

  0,003 6,36 0,32 98,15 2,75 0,43 0,003 6,40

  0,32 100,01 2,91 0,45 0,003 6,23

  0,34 92,25 2,70 0,43 0,004 6,35

  Lanjutan Tabel 4.6 Data Perhitungan kecepatan angin, P out , P in , kecepatan ujung sudu , TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 3 Lanjutan Tabel 4.6 Data Perhitungan kecepatan angin, P out , P in , kecepatan ujung sudu , TSR, dan CP dengan variasi jumlah sudu 3

  

kec Pout Pin Kecepatan TSR CP

angin ujung sudu (m/s) (m/s) (Watt) (Watt)

  

5,75 0,05 72,53 1,26 0,22 0,001

5,71 0,05 71,03 1,43 0,25 0,001

0,05 74,44 0,31

  

5,80 1,78 0,001

5,84 0,05 75,99 1,81 0,31 0,001

5,83 0,06 75,60 1,47 0,25 0,001

5,79 0,05 74,05 1,36 0,23 0,001

  

0,05 75,60 0,28

5,83 1,63 0,001

  

0,04 79,15 0,28

5,92 1,65 0,001

  

Daya output tertinggi didapat = P out = 4,56 Watt

Tabel 4.7 Data Perhitungan kecepatan angin, Pout, Pin, kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP kincir dengan variasi jumlah sudu 6

  

kec Pout Pin Kecepatan TSR CP

angin ujung sudu (m/s) (m/s) (Watt) (Watt)

  7,50 6,37 160,95 11,69 1,56 0,04 7,78 7,07 179,66 11,78 1,51 0,04 7,84 8,00 183,85 11,69 1,49 0,04 7,80 7,39 181,05 11,26 1,44 0,04 7,68 7,85 172,82 11,11 1,45 0,05 7,61 7,68 168,14 11,00 1,45 0,05 7,70 7,94 174,17 10,73 1,39 0,05 7,71 7,56 174,85 10,88 1,41 0,04 7,75 7,41 177,59 10,68 1,38 0,04 7,66 7,48 171,47 10,67 1,39 0,04 7,44 7,55 157,12 10,64 1,43 0,05 7,77 7,79 178,97 10,76 1,38 0,04 7,56 7,62 164,84 10,54 1,39 0,05 7,69 7,33 173,49 10,61 1,38 0,04 7,59 7,36 166,81 10,66 1,40 0,04 7,49 6,88 160,31 10,38 1,39 0,04 7,83 7,42 183,14 1045 1,33 0,04

  kec angin Pout Pin Kecepatan ujung sudu TSR CP (m/s) (Watt) (Watt) (m/s)

  7,66 7,05 171,47 10,13 1,32 0,04 7,58 6,90 166,16 10,28 1,36 0,04 7,56 7,38 164,84 10,36 1,37 0,04 7,63 6,47 169,46 10,31 1,35 0,04 7,71 6,64 174,85 10,22 1,33 0,04 6,80 4,08 119,96 9,87 1,45 0,03 6,35 3,71 97,68 9,01 1,42 0,04 6,82 4,49 121,02 8,82 1,29 0,04 6,67 4,26 113,21 8,51 1,28 0,04 6,59 4,44 109,18 8,52 1,29 0,04 6,50 4,50 104,77 8,58 1,32 0,04 6,70 4,48 114,74 8,53 1,27 0,04 6,73 4,37 116,29 8,47 1,26 0,04 6,71 5,10 115,26 8,46 1,26 0,04 6,31 4,03 95,85 8,41 1,33 0,04 6,60 4,52 109,68 8,26 1,25 0,04 6,45 4,13 102,37 8,35 1,29 0,04 6,67 4,33 113,21 8,24 1,24 0,04 6,87 3,82 123,70 7,73 1,13 0,03 6,74 3,96 116,81 7,72 1,15 0,03 6,66 3,91 112,70 7,57 1,14 0,03 6,60 3,91 109,68 7,62 1,15 0,04 6,69 3,72 114,23 7,45 1,11 0,03 6,89 3,85 124,79 7,56 1,10 0,03 6,70 3,61 114,74 7,78 1,16 0,03 6,59 4,00 109,18 7,76 1,18 0,04 6,67 3,89 113,21 8,05 1,21 0,03 6,73 3,76 116,29 7,79 1,16 0,03 6,66 3,78 112,70 7,71 1,16 0,03 6,73 3,82 116,29 8,21 1,22 0,03 6,44 3,81 101,90 7,91 1,23 0,04 6,70 3,65 114,74 7,84 1,17 0,03

  Lanjutan Tabel 4.7 Data Perhitungan kecepatan angin, Pout, Pin, kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP kincir dengan variasi jumlah sudu 6

  kec angin Pout Pin Kecepatan ujung sudu TSR CP (m/s) (Watt) (Watt) (m/s)

  5,52 2,16 65,93 6,18 1,12 0,03 5,60 2,10 68,45 6,07 1,08 0,03 5,76 1,94 64,17 5,91 1,03 0,03 5,46 1,94 67,00 5,90 1,08 0,03 5,61 1,84 72,91 5,83 1,04 0,03 5,48 1,92 62,10 5,77 1,05 0,03 5,62 1,96 67,36 6,00 1,07 0,03 5,53 1,73 62,78 5,65 1,02 0,03 5,65 1,79 67,72 5,55 0,98 0,03 5,50 1,81 64,52 5,81 1,06 0,03 5,55 1,84 68,81 5,57 1,00 0,03 5,62 2,02 63,47 5,87 1,05 0,03 5,68 1,99 65,22 5,74 1,01 0,03 5,53 1,95 65,57 5,80 1,05 0,02 5,63 1,92 67,72 5,75 1,02 0,03 5,75 1,87 69,91 5,65 0,98 0,03 5,51 1,89 64,52 5,74 1,04 0,03 5,63 2,03 68,08 5,65 1,00 0,03 5,52 1,98 72,53 5,70 1,03 0,03 5,60 1,83 63,82 5,86 1,05 0,03 5,45 2,02 68,08 5,79 1,06 0,03

  Daya output tertinggi didapat = P out = 8.0 Watt

Tabel 4.8 Data Perhitungan kecepatan ujung sudu,Pout, Pin, TSR, dan CP

  kincir dengan variasi jumlah sudu 12

  kec angin Pout Pin Kecepatan ujung sudu TSR CP (m/s) (Watt) (Watt) (m/s)

  7,14 6,26 155,85 11,99 1,68 0,02 7,71 6,50 178,28 11,72 1,52 0,03 7,66 7,45 138,87 11,66 1,52 0,05 7,64 6,80 174,85 11,24 1,47 0,04

  Lanjutan Tabel 4.7 Data Perhitungan kecepatan angin, Pout, Pin, kecepatan ujung sudu, TSR, dan CP kincir dengan variasi jumlah sudu 6

  kec angin Pout Pin Kecepatan

ujung

sudu

  TSR CP (m/s) (Watt) (Watt)

(m/s)

  7,60 8,17 164,84 11,41 1,50 0,05 7,72 8,59 137,12 11,30 1,46 0,06 7,57 9,20 167,47 11,02 1,46 0,05 7,26 8,14 175,53 11,00 1,51 0,05 7,60 8,46 165,50 11,28 1,48 0,06 7,75 8,13 145,99 11,24 1,45 0,06 7,65 8,26 167,47 11,28 1,47 0,05 7,33 7,36 177,59 11,16 1,52 0,05 7,29 7,65 170,80 10,99 1,51 0,05 7,41 6,39 150,25 10,71 1,44 0,05 7,59 8,15 147,80 10,83 1,43 0,05 7,53 8,47 155,22 10,60 1,41 0,04 7,58 8,13 166,81 10,75 1,42 0,05 7,22 6,90 162,89 10,59 1,47 0,05 7,00 7,26 166,16 10,44 1,49 0,05 7,45 7,35 143,59 10,45 1,40 0,05 7,51 7,23 130,86 10,50 1,40 0,06 7,56 7,87 157,75 10,32 1,37 0,05 6,82 4,46 161,59 10,23 1,50 0,04 6,54 5,41 164,84 10,08 1,54 0,05 6,83 5,40 100,01 10,03 1,47 0,02 6,63 5,62 108,19 9,73 1,47 0,03 6,72 5,81 121,02 9,53 1,42 0,04 6,87 6,44 106,72 9,81 1,43 0,05 6,78 6,26 121,55 9,54 1,41 0,04 6,46 5,89 111,19 9,29 1,44 0,05 6,93 5,61 115,77 9,51 1,37 0,05 6,95 5,76 123,70 9,74 1,40 0,05 6,90 6,09 118,90 9,50 1,38 0,05 6,85 5,71 102,85 9,33 1,36 0,06 6,84 5,74 126,97 9,21 1,35 0,04 6,85 6,30 128,07 9,66 1,41 0,04

  Lanjutan Tabel 4.8 Data Perhitungan kecepatan ujung sudu,Pout, Pin, TSR, dan CP kincir dengan variasi jumlah sudu 12

  kec angin Pout Pin Kecepatan

ujung

sudu

  TSR CP (m/s) (Watt) (Watt)

(m/s)

  6,69 5,59 122,62 9,23 1,38 0,05 6,81 5,85 118,38 9,35 1,37 0,05 7,14 5,74 125,33 9,19 1,29 0,05 6,93 5,59 130,86 9,22 1,33 0,04 7,07 5,43 114,23 9,14 1,29 0,05 6,81 6,24 120,49 9,62 1,41 0,05 6,91 5,59 138,87 9,54 1,38 0,04 6,83 5,72 126,97 9,34 1,37 0,04 5,90 3,17 134,82 8,28 1,40 0,04 6,09 3,88 120,49 8,68 1,42 0,05 6,14 3,74 125,88 8,03 1,31 0,04 6,09 3,70 121,55 7,91 1,30 0,05 6,00 3,64 94,94 7,72 1,29 0,02 6,10 3,72 92,25 7,83 1,28 0,03 6,27 3,38 78,35 7,22 1,15 0,04 6,08 3,65 92,25 7,96 1,31 0,04 6,00 3,43 86,17 7,78 1,30 0,04 6,08 3,55 88,31 7,69 1,26 0,04 5,92 3,77 86,17 7,71 1,30 0,04 6,02 3,37 82,41 7,68 1,28 0,04 6,14 3,45 86,60 7,44 1,21 0,04 6,12 3,74 94,04 7,79 1,27 0,04 5,90 3,79 85,75 7,69 1,30 0,04 5,91 3,37 82,41 7,63 1,29 0,04 5,96 3,43 85,75 7,95 1,33 0,04 5,93 3,75 79,15 7,83 1,32 0,05 6,06 3,61 83,23 7,82 1,29 0,04 5,87 3,21 88,31 7,51 1,28 0,04 6,08 3,63 87,45 7,71 1,27 0,04 6,06 3,45 78,35 7,45 1,23 0,05 6,06 3,38 78,75 7,58 1,25 0,04 6,02 3,65 80,77 7,42 1,23 0,04

  Lanjutan Tabel 4.8 Data Perhitungan kecepatan ujung sudu,Pout, Pin, TSR, dan CP kincir dengan variasi jumlah sudu 12

4.3. Grafik Hasil Perhitungan.

  Dari data hasil penelitian dan perhitungan yang telah didapatkan di atas, maka didapatkan perbedaan. Perbedaan tersebut disebabkan oleh beberapa faktor yang terjadi selama penelitian. Untuk mengetahui data- data dan hasil perhitungan maka dapat dibuat grafik-grafik untuk memudahkan analisa kerja turbin.

  Kec Angin vs P out 0.4500 2 y = -0.299x + 3.390x - 9.369

  0.4000 R² = 0.445 0.3500

  ) 0.3000 tt a

  0.2500 (W t

  0.2000 u o

  0.1500 P

  0.1000 0.0500 0.0000

  5

  5.3

  5.6

  5.9

  6.2

  6.5 Kec angin (m/ s) Grafik 4.1. Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi

  jumlah sudu 2 Pada gambar 4.1. didapatkan daya output tertinggi 0,4 watt pada

  Kecepatan angin 5,7 m/s, ini menunjukan bahwa semakin besar kecepatan angin dan luas penampang kincir, maka daya output yang dihasilkan akan

  2

  semakin besar. Didapatkan dengan persamaan y=-0,299x +3,390x-9,369

  2

  pada R =0,445

  Kec Angin vs P out

  3.50

  3.00

  2.50 ) tt a

  2.00 (W t

  1.50 u o P

  1.00 2 y = 0.721x - 8.223x + 23.45

0.50 R² = 0.926

  0.00

  5

  5.3

  5.6

  5.9

  

6.2

  6.5

  6.8

  7.1

  7.4

  7.7

  8 Kec angin (m/ s) Grafik 4.2. Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi

  jumlah sudu 3 Pada gambar 4.2. didapatkan daya output tertinggi 2,88 watt pada kec angin 7,45 m/s ini menunjukan bahwa semakin besar kecepatan kec angin dan luas penampang kincir, maka daya output yang dihasilkan akan

  2

  semakin besar. Didapatkan dengan persamaan y=0,721x -8,223x+23,45

  2

  pada R =0,926

  Kec Angin VS P out

  10.00

  8.00 ) tt a

  6.00 (W t

  4.00 u o P 2

  2.00 y = 0.543x - 4.629x + 10.86 R² = 0.966

  0.00

  5.00

  5.30

  5.60

  5.90

  

6.20

  6.50

  6.80

  7.10

  7.40

  7.70

  8.00 Kec angin (m/ s) Pada gambar 4.3 didapatkan daya output tertinggi 8,0 watt pada kecepatan angin 7,84 m/s, ini menunjukan bahwa semakin besar kecepatan angin dan luas penampang kincir, maka daya output yang dihasilkan akan

  2

  semakin besar. Didapatkan dengan persamaan y=0,543x -4,629x+10,86

  2

  pada R =0,966

  Kec Angin VS P out

  10.00

  9.00

  8.00 )

  7.00 tt a

  6.00 (W

  5.00 t u

  4.00 o P

  3.00 2 y = -0.123x + 4.476x - 18.94

2.00 R² = 0.918

  1.00

  0.00

  5.00

  5.30

  5.60

  5.90

  

6.20

  6.50

  6.80

  7.10

  7.40

  7.70

  8.00 Kec angin (m/ s) Grafik 4.4. Grafik hubungan kec angin dengan daya output pada variasi

  jumlah sudu 12 Pada gambar 4.4. didapatkan daya output tertinggi 8,59 watt pada kecepatan angin 7,60. ini menunjukan bahwa semakin besar kecepatan angin dan luas penampang sudu, maka daya output yang dihasilkan akan

  2

  semakin besar. Didapatkan dengan persamaan y= -0,123x +4,476x-18,94

  2

  pada R =0,918

Gambar 4.5. Grafik hubungan daya output dengan putaran sudu pada variasi jumlah suduc 2,3,6, dan sudu 12.

  Pada gambar 4.5 Untuk masing-masing variasi jumlah sudu didapatkan daya output tertinggi 8.59 watt pada variasi kincir dengan jumlah sudu 12, ini menunjukan semakin besar kecepatan angin dan luas penampang kincir, maka daya output yang dihasilkan akan semakin besar .

  Agar memudahkan pembacaan CP dan TSR dari hasil percobaan maka dibuat grafik masing-masing variasi jumlah sudu,Di bawah ini contoh grafik CP dan TSR dari gambar 4.6 sampai gambar 4.9

  0.0000 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000 6.0000 7.0000 8.0000 9.0000

  10.0000

  4

  4.5

  5

  5.5

  

6

  6.5

  7

  7.5

  8

  8.5 P o u t (W a tt ) m/ s Kec Angin VS P out sudu2 sudu3 sudu6 sudu12 y = -0.002x 2 + 0.011x - 0.003 R² = 0.718

  0.001 0.003 0.005 0.007 0.009 0.011 c p TSR VS CP

  Pada gambar 4.6 didapatkan kesimpulan unjuk kerja kincir dengan variasi jumlah sudu2, bahwa semakin besar TSR maka CP yang dihasilkan akan semakin besar. CP tertinggi 0,031 pada saat TSR 0,93 ini didapatkan dengan persamaan y = -0,002x2 + 0,011x - 0,003 pada R² = 0,718

TSR VS CP

  Pada gambar 4.7. didapatkan kesimpulan unjuk kerja kincir dengan variasi jumlah sudu3, bahwa semakin besar TSR maka CP yang dihasilkan akan semakin besar. CP tertinggi 0,067 pada saat TSR 1,04 ini didapatkan dengan persamaan y =-0,010x2 + 0,037x - 0,010 pada R² = 0,904

  0.00

  1.60 c p TSR VS CP

  1.40

  1.20

  1.00

  0.80

  0.04

  0.03

  0.02

  0.01

  y = -0.049x 2 + 0.158x - 0.082 R² = 0.781

  y = -0.010x 2 + 0.037x - 0.010 R² = 0.904

Gambar 4.7. Grafik hubungan CP dengan TSR pada jumlah sudu 3

  0.70

  0.40

  0.10

  0.01

  0.01

  0.01

  0.00

  0.00

  0.00

  1.00 c p tsr Pada gambar 4.8. didapatkan kesimpulan unjuk kerja kincir bahwa semakin besar TSR maka CP yang dihasilkan akan semakin besar. CP tertinggi 0,9 pada saat TSR 1,43 ini didapatkan dengan persamaan y = - 0,049x2 + 0,158x - 0,082 pada R² = 0,781

Gambar 4.9. Grafik hubungan CP dengan TSR pada jumlah sudu 12

  Pada gambar 4.9. didapatkan kesimpulan unjuk kerja kincir bahwa semakin besar TSR maka CP yang dihasilkan akan semakin besar. CP tertinggi 0,0511 pada saat TSR 1,58 ini didapatkan dengan persamaan y=- 0,140x2 + 0,414x - 0,256 pada R² = 0,420

  y = -0.140x 2 + 0.414x - 0.256 R² = 0.420

  0.01

  0.02

  0.03

  0.04

  0.05

  0.06

  1.1

  1.2

  1.3

  1.4

  1.5

  1.6 c p tsr TSR VS CP

BAB V PENUTUP DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  Dari penelitian dan perhitungan diatas dapat disimpulkan bahwa :

  a) Semakin besar kecepatan angin, maka semakin tinggi daya output yang dihasilkan.

  b) CP ( koefisien daya ) kincir tertinggi adalah sebesar 0,08 didapatkan pada variasi jumlah sudu6 c) Pada percobaan penelitian yang telah saya lakukan bahwa, TSR semakin

besar maka CP ( koefisien daya ) yang didapat juga semakin besar.

5.2 Saran

  Adapun saran untuk pihak yang akan mengembangkan penelitian pada bidang ini adalah : a) Bahan untuk dudukkan sudu sebaiknya dibuat dari alumunium agar lebih ringan.

  b) Bahan pembuatan sudu sebaiknya divariasikan dengan menggunakan mika agar lebih ringan.

  c) Luas penampang pada kincir dan sudut divariasikan lagi, karena hal tersebut mempengaruhi besarnya daya dan efisiensi.

  d) Untuk mendapatkan daya maksimal pada kincir dibutuhkan kecepatan angin yang besar.

DAFTAR PUSTAKA

  Arismunandar, W., 2007, Penggerak Mula Turbin, ITB pres,Bandung Ir. YB. Lukiyanto, M .T., 2008, Kuliah Rekayasa Tenaga Angin

  

Anonim, 2009, Energi Alternatif diakses

tanggal 20 November 2009

Anonim, 2009, Energi Alternatif, , diakses tanggal 20

November 2009

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

Unjuk kerja model kincir angin american multi-blade sembilan sudu dengan tiga variasi pitch angle.
1
10
66
Unjuk kerja kincir angin propeler dua sudu berbahan dasar triplek dengan tiga variasi permukaan sudu.
0
0
62
Unjuk kerja kincir angin jenis american multibladedari bahan aluminium sepuluh sudu dengan tiga variasi pitch angle.
3
13
66
Unjuk kerja model kincir angin American Multi-Blade berbahan aluminium dua belas sudu dengan tiga variasi Pitch Angle.
0
0
66
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal 4 sudu berbahan pipa PVC 8” dengan variasi kemiringan sudu.
0
4
69
Unjuk kerja kincir angin jenis " WEPOWER " sudu pipa pvc dengan variasi kemiringan sudu.
1
3
78
Unjuk kerja kincir angin jenis " WEPOWER " sudu pipa pvc dengan variasi kemiringan sudu.
0
2
78
Unjuk kerja kincir angin jenis " WEPOWER " sudu pipa pvc dengan variasi jumlah sudu.
0
0
68
Unjuk kerja kincir angin poros horisontal 4 sudu berbahan pipa PVC 8” dengan variasi kemiringan sudu
0
0
67
Turbin aliran silang dengan jumlah sudu 18 untuk pembangkit listrik - USD Repository
0
0
74
Turbin aliran silang menggunakan sudu dari bilah pipa dengan jumlah sudu 20 - USD Repository
0
0
62
UNJUK KERJA DUTCH WIND MILL DENGAN TIGA VARIASI BENTUK SUDU TUGAS AKHIR - Unjuk kerja dutch wind mill dengan tiga variasi bentuk sudu - USD Repository
0
0
58
Unjuk kerja kincir angin tipe savonius dengan tiga sudu lengkung yang dapat membuka dan menutup secara otomatis - USD Repository
0
0
64
Unjuk kerja kincir angin tipe savonius dengan tiga sudu datar yang dapat membuka dan menutup secara otomatis - USD Repository
0
0
53
Turbin aliran silang menggunakan sudu dari bilah pipa dengan jumlah sudu 16 - USD Repository
0
0
64
Show more