Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu datar dengan lebar 11,5 cm dari bahan triplek serta variasi lapisan permukaan aluminium dan anyaman bambu.

Gratis

0
0
74
2 years ago
Preview
Full text

KATA PENGANTAR

  32 Tabel 4.3 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian depan dan belakang sudu dengan O sudut patahan 10 .............................................................................. 33 Tabel 4.4 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu O bagian depan sudu dengan sudut patahan 10 .................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pembangkit listrik tenaga angin merupakan suatu metode untuk membangkitkan energi listrik dengan cara memutar turbin angin yang Banyak bentuk dan karateristik kincir angin, dapat diklasifikasikan dalam dua jenis yaitu : Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) dan Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) yang membedakan kedua jenis kincir angin tersebut terletak pada poros yang terpasang secara vertikal dan horisontal. Dengan berbagai faktor tersebut penulis ingin mengetahui karakteristik kincir angin propeler dengan variasi triplek tanpalapisan, triplek aluminium bagian depan, triplek lapis aluminium bagian depan belakang, triplek lapis aluminium bagian belakang dan lapis anyaman bambubagian depan.

1.2 Rumusan Masalah

  Membuat kincir angin model propeler tiga sudu datar dari bahan dasar triplek, dengan variasi lapisan permukaan yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plataluminium di bagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian depan dan belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium di bagianbelakang serta anyaman bambu di bagian depan sudu. Model-model kincir angin yang diteliti memiliki variasi pada lapisan permukaan sudu, yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminium dibagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian depan dan belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium di bagian belakang dananyaman bambu di bagian depan sudu.

1.5 Manfaat Penelitian

  Menambah pengetahuan penulis tentang energi terbarukan khususnya unjuk kerja kincir angin. Sebagai sumber referensi dan menambah literature (pustaka) bagi pengembang teknologi untuk mengembangkan teknologi alternatif,khususnya energi angin.

BAB II DASAR TEORI

  2.1 Konsep Dasar Angin Angin adalah udara yang bergerak akibat adanya perbedaan tekanan udara dengan arah aliran angin dari tempat yang memiliki tekanan tinggi ke tempat yangbertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu atau temperatur rendah ke wilayah bersuhu tinggi. 2.2 Kincir Angin Kincir angin adalah sebuah alat yang mampu memanfaatkan kekuatan angin untuk dirubah menjadi kekuatan mekanik.

2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal

  Beberapa jenis kincir angin poros horizontal yang telah banyak dikenal diantaranya : kincir angin american multi blade seperti yang ditunjukan pada(Gambar 2.1), kincir angin propeler seperti yang ditunjukan pada (Gambar 2.2), dan kincir angin dutch four arm seperti yang ditunjukan pada (Gambar 2.3). Gambar 2.1 Kincir angin american multi blade (Sumber : http://pixabay.com/p-101348/?no_redirect, diakses 12 Januari2015) Gambar 2.2 Kincir angin propeler (Sumber : https://kacamatazia.files.wordpress.com/2012/07/1.jpg, diakses 12 Januari 2015) Gambar 2.3 Kincir angin dutch four arm (Sumber : https://ayahaan.files.wordpress.com/2010/04/torenmolen- wikimediaorg.jpg, diakses 12 Januari 2015)Kelebihan yang dimiliki oleh kincir angin poros horizontal diantaranya adalah: a.

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal

  Kincir angin poros vertikal atau Vertikal Axis Wind Turbin (VAWT) adalah salah satu jenis kincir angin yang posisi porosnya tegak lurus dengan arahangin atau dengan kata lain kincir jenis ini dapat mengkonversi tenaga angin dari segala arah kecuali arah angin dari atas atau bawah. Beberapa jenis kincir angin poros vertikal yang telah banyak dikenal diantaranya: Kincir angin Savonius (Gambar 2.4), kincir angin rotor Darrieus(Gambar 2.5), kincir angin rotor Darrieus H (Gambar 2.6).

2.3 Rumus Perhitungan

Berikut ini adalah rumus

2.3.1 Energi Angin

  r 2.3.4 Daya Kincir Pada umumnya perhitungan untuk menghitung daya pada gerak melingkar dapat dituliskan sebagai berikut: P out = (6)T ω dengan T adalah torsi dinamis,ω adalah kecepatan sudut didapatkan dari: ω = n rpm = = (7) Sehingga daya kincir angin dapat dituliskan dengan persamaan: P = T Wout (8) dengan P out adalah daya yang dihasilkan kincir angin, dan adalah putaran poros. Daya dimiliki tip spead ratio dapat dirumuskan dengan: tsr = (10) dengan r adalah jari 2.3.6 Koefisiensi Daya (Cp)p C p = 100% (11) dengan C p adalah koefisien daya, P out adalah daya yang dihasilkan oleh kincir, dan Padalah daya yang dihasilkan oleh angin.in 2.4 p Terhadap tsr Grafik Hubungan Antara C Menurut Albert Betz Ilmuan Jerman bahwa koefisien daya maksimal dari kincir angin adalah sebesar 59% seperti yang terlihat pada Gambar 2.7.

BAB II I METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir

  Langkah kerja dalam penelitian ini meliputi perancangan kincir angin hingga analisis data seperti diagram alir yang ditunjukan pada Gambar 3.1 yang diperolehdari proses pengambilan data. MulaiPerancangan kincir angin propeler Pembuatan kincir angin propeler berbahan baku papan triplek dengan variasi o anyaman bambu dan aluminium dengan kemiringan sudut patahan 10 .

3.2 Bahan

  Variasiyang digunakan adalah variasi mengunakan triplek tanpa lapisan, triplek lapis aluminium bagian depan, triplek lapis aluminium depan dan belakang,dan triplek lapis anyaman bambu bagian depan dan aluminium bagian belakang, dimana masing b. Bahan untuk rotorRotor terbuat dari bahan kayu triplek yang dilapisi dengan seng sehingga memperkokoh dalam menopang sudu kincir saat dirakit dengan rotor dan saat Baut dan mur yang digunakan untuk menopang sudu pada rotor f.

3.3 Alat

  Palu, obeng, tang, dan pengaris besiPalu digunakan untuk membentuk lapisan-lapisan pada sudu dan merapikan lekukan pada aluminium, tang dan obeng digunakan untuk merekatkan kawat,pengaris besi digunakan untuk membantu pembuatan sudu kincir pada papan triplek. Sistem pengeremanSistem pengereman seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.7 berfungsi sebagai beban pada perputaran kincir, yang dimana kincir diberi bebanberupa karet untuk mengetahui besarnya torsi dan kecepatan putaran kincir angin.

3.4 Prosedur Penelitian

  Memasang kawat pada lubang untuk kedua patahan triplek, meletakkan sudu pada cetakan yang sudah diatur sudut yang diinginkan,mengencangkan menggunakan karet, menaburkan serbuk gergaji pada selah patahan serta merekatkan menggunakan lem G. Melakukan proses pengabilan data seperti diatas pada variasi kedua dengan lapisan permukaan aluminium bagian atas sudu, ketiga lapisan permukaanaluminium atas dan bahwah sudu, dan keempat lapisan permukaan anyaman bambu bagian depan dan aluminium.

3.5 Variabel Penelitian

  Variasi lapisan permukaan sudu kincir yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminium dibagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium dibagiandepan dan belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium dibagian belakang dan anyaman bambu dibagian depan sudu. Gaya pengimbang (N) 3.5 Parameter yang Dihitung Parameter yang dihitung untuk mendapatkan karakteristik kincir angin adalah:1.

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan

  Hasil pengujian kincir angin propeler, yang meliputi : kecepatan angin(m/s), putaran poros (rpm), dan gaya pengimbang (N). Pengambilan data kincir angin tiga sudu datar dari bahan triplek dengan sudut patahan 10° serta variasisudu kincir yaitu : tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminium dibagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium dibagian depan dan belakang sudu, dandengan lapisan plat aluminium dibagian belakang serta anyaman bambu dibagian depan sudu.

4.1.1 Hasil dari pengujian data kincir angin variasi sudu kincir tanpa lapisan

  Data yang ditunjukan pada Tabel 4.1 merupakan data dari hasil pengambilan data pengujian kincir angin propeler dengan variasi sudu kincir o tanpa lapisan serta sudut patahan 10 . Dapat dilihat bahwa beban maksimal yang mampudihasilkan kincir angin ini adalah 2,26 N, dengan putaran kincir adalah 370 rpm, 31 Tabel 4.1 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir tanpa lapisan dengan sudut patahan 10 o .

4.1.2 Hasil dari pengujian kincir dengan variasi sudu kincir lapisan permukaan plat aluminium bagian depan sudu

  Data yang ditunjukan pada Tabel 4.2 merupakan data dari hasil pengambilan data pengujian kincir angin propeler dengan variasi sudu kincirlapisan permukaan plat aluminium bagian depan sudu serta sudut patahan 10 o . Beban maksimal 32 Tabel 4.2 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian depan sudu dengan sudut patahan 10°.

4.1.3 Hasil dari pengujian kincir dengan variasi lapisan permukaan plat aluminium bagian depan dan belakang sudu

  Data yang ditunjukan pada Tabel 4.3 merupakan data dari hasil pengambilan data pengujial kincir angin propeler dengan variasi sudu kincirlapisan permukaan plat aluminium bagian depan dan belakang sudu serta sudut patahan 10 o . Beban 33 58,60 745 1,18 Data yang ditunjukan pada Tabel 4.4 merupakan data dari hasil pengambilan data pengujial kincir angin propeler dengan variasi sudu kincir lapisan aluminiumbagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu serta sudut patahan 10 O .

4.1.4 Hasil dari pengujian kincir dengan variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan

  34 Tabel 4.4 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu dengan sudut patahan 10 O . No.

4.2 Perhitungan

  Data yang digunakan dalam contoh perhitungan di bawah menggunakan data pecobaan kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakan dan anyamanbambu bagian depan sudu, pada siklus percobaan langkah ke 10 dapat dilihat pada Tabel 4.9. 4.2.2 Daya Kincir 2 Daya yang dihasilkan angin pada kincir angin dengan A= 0,503 m dan kecepatan angin 8,41 m/s (dari Tabel 4.5), perhitungan daya dapat dicari dengan menggunakan Persamaan (4).

4.2.4 Koefisien Daya Kincir

Koefisien daya kincir dapat dicari dengan menggunakan Persamaan (11): C p = == 9,84 %

4.3 Hasil Perhitungan

4.3.1 Hasil dari perhitungan data kincir angin variasi tanpa lapisan

  Tip speed ratio Data yang ditunjukan pada Tabel 4.6 adalah data hasil perhitungan kincir angin variasi sudu kincir tanpa lapisan dengan sudut patahan sudu 10 o . (rad/s)Daya angin, ω Sudut, (N.m)Kecepatan Pin 38 Data yang ditunjukan pada Tabel 4.6 diatas dihasilkan koefisien daya (C p ) tertinggi adalah: 11,08%, pada tip speed ratio (tsr) adalah: 2,44 dan daya kincir(P out ) adalah: 20,45 watt, serta daya angin (P in ) adalah: 184,49 watt.

4.3.2 Hasil dari perhitungan kincir dengan variasi permukaan sudu kincir lapisan plat aluminium bagian depan sudu

  Data yang ditunjukan pada Tabel 4.7 adalah data hasil perhitungan kincir angin variasi permukaan sudu kincir lapisan plat aluminium bagian depan dengansudut patahan 10 (rad/s)Daya angin, ω Sudut, (N.m)Kecepatan BebanTorsi, T No. Pin 39 Data yang ditunjukan pada Tabel 4.7 diatas dihasilkan koefisien daya (C p ) tertinggi adalah: 10,03%, dengan tip speed ratio (tsr) adalah: 2,60 dan daya kincir(P out ) adalah: 20,22 watt, serta daya angin (P in ) adalah: 201,64 watt.

4.3.3 Hasil dari perhitungan kincir dengan variasi sudu kincir lapisan permukaan plat aluminium bagian depan dan belakang sudu

  Pin Data yang ditunjukan pada Tabel 4.8 adalah data perhitungan kincir angin variasi lapisan aluminium bagian depan dan belakang sudu dengan sudut patahan ω Sudut, (N.m)Kecepatan BebanTorsi, T No. (rad/s)Daya angin, 40 Data yang ditunjukan pada Tabel 4.8 diatas dihasilkan koefisien daya (C p ) tertinggi adalah: 11,75%, dengan tip speed ratio (tsr) adalah: 2,67 dan daya kincir(P out ) adalah: 27,63 watt, serta daya angin (P in ) adalah: 200,95 watt.

4.3.4 Hasil dari perhitungan kincir dengan variasi lapisan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan

  Tabel 4.9 Data perhitungan kincir angin vaiasi lapisan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu. Data yang ditunjukan pada Tabel 4.9 adalah data perhitungan kincir angin variasi lapisan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depansudu dengan sudut patahan 10 O .

4.4 Grafik Hasil Perhitungan

4.4.1 Grafik kincir angin untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan

  8 %)Tip speed ratio (tsr) 5 Ko ef isie n da y a , Cp ( 4 3 2 1 12 10 6 41 4 2 2 = -3,646 tsr Cp Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.1 merupakan grafik hubungan C p dan tsr untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan. Gambar 4.2 menunjukan bahwa daya kincir (P out ) berbanding lurus dengan torsi (T), dimana jika torsi semakin besar maka daya yang dihasilkan juga akan semakin besar juga, sebaliknya jika torsi semakin kecil maka daya yang dihasilkan juga semakin kecil.

4.4.2 Grafik kincir angin untuk variasi lapis aluminium bagian depan sudu

  Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.4 merupakan grafik hubungan koefisien daya (C p ) dan tip speed ratio (tsr) untuk variasi sudu kincir lapisanaluminium bagian depan sudu. Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.6 merupakan grafik hubungan 45 25) tt 20a w (out 10incir, k a y 5 Da 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50Torsi, T (N.m) Gambar 4.6 Grafik hubungan torsi dan daya output (P ) untuk variasi lapis out aluminium bagian depan sudu.

4.4.3 Grafik kincir angin untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium bagian depan dan bagian belakang sudu

  10 %)Tip speed ratio (tsr) 5 Ko ef is ien da y a , Cp ( 4 3 2 1 16 14 12 8 46 6 4 2 2 = -3,4706tsr Cp Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.8 merupakan grafik hubungan putaran kincir (rpm) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminiumbagian depan dan belakang sudu. Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.8 merupakan grafik hubungan daya kincir (P ) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium bagian out depan dan belakang sudu.

4.4.4 Grafik kincir angin untuk variasi lapis aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu

Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.10 merupakan grafik hubungan koefisien daya (C ) dan tip speed ratio (tsr) untuk variasi sudu kincir lapisan p aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu. 49 12 10(%)p

8 C

, a y 6ien da 4is ef o K 2

2 C = -4,0536tsr + 17,477tsr - 9,443

  Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.11 merupakan grafik hubungan putaran kincir (rpm) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminiumbagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu. Pada grafik diatas menunjukan 51 Gambar 4.12 menunjukan bahwa daya kincir (P out ) berbanding lurus dengan torsi (T), dimana jika torsi semakin besar maka daya yang dihasilkan juga akan semakin besar juga, sebaliknya jika torsi semakin kecil maka daya yang dihasilkan juga semakin kecil.

4.4.5 Grafik perbandingan kincir angin untuk semua variasi

  14 Tip speed ratio (tsr)Variasi sudu tanpa lapisanVariasi lapisan plat aluminium bagiandepan Variasi lapisan plataluminium depan dan belakang suduVariasi lapisan plat aluminium bagianbelakang dan anyaman bambubagian depan sudu 5 Ko ef is ien da y a ( Cp) 4 3 2 1 16 12 Gambar 4.13 memperlihatkan bahwa koefisien daya (C 10 Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.13 merupakan grafik hubungan koefisien daya (C p ) dan tip speed ratio (tsr) untuk semua variasi sudu kincir. 6 4 2 ) maksimal tertinggi ditunjukan pada variasi ketiga (warna merah) yaitu: variasi sudu kincir p 8 52 daya (C p ) maksimal terendah ditunjukan pada variasi kelima (warna biru) yaitu: variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakang dan anyamanbambu bagian depan sudu, dengan koefisien daya (C p ) adalah 9,39 % , serta tip speed ratio (tsr): 2,16.

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

  Dari penelitian kincir angin model propeler tiga sudu datar dari bahan o triplek dengan sudut patahan 10 serta variasi lapisan permukaan aluminium dan anyaman bambu, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:a. Telah berhasil dibuat kincir angin propeler menggunakan empat variasi lapisan permukaan sudu, yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminiumdi bagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian depan dan belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium di bagian belakang dananyaman bambu dibagian depan sudu.

5.2 Saran

  Setelah melakukan penelitian maka didapatkan kelebihan dan kekurangan yang perlu diperhatikan untuk bahan refrensi penelitian selanjutnya dibidangkincir angin diantaranya: a. Untuk medapatkan daya maksimal kehalusan sudu kincir angin perlu diperhatikan karena semakin halus permukan sudu kincir maka hambatannyaakan semakin kecil.

DAFTAR PUSTAKA

  Daryanto Y., 2007,“Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu .”, Balai PPT AGG, Yogyakarta. Kadir, A., 1995, “ Energi : Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensial Ekonomi .”, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.

Dokumen baru

Tags

Dokumen yang terkait

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.
0
0
112
Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu mengerucut dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi lapisan permukaan sudu.
0
0
63
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 propeler tiga sudu lengkung silindris dari bahan dasar kayu dengan tiga variasi permukaan sudu.
0
1
67
Unjuk kerja kincir angin model american multi-blade tiga belas sudu dari bahan aluminium dengan tiga variasi pitch angle.
0
0
59
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu datar dari bahan triplek dengan variasi lapisan aluminium dan anyaman bambu.
0
0
66
Unjuk kerja kincir angin propeler dua sudu berbahan dasar triplek dengan tiga variasi permukaan sudu.
0
0
62
Unjuk kerja kincir angin propeler dua sudu mengerucut berbahan dasar triplek dengan perlakuan variasi lapisan permukaan sudu berlapis seng, berlapis anyaman bambu dan tanpa lapisan.
0
0
69
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu dari bahan triplek dan anyaman bambu berdiameter 80 centimeter.
0
0
74
Unjuk kerja kincir angin tipe propeler tiga sudu dari bahan pipa PVC berdiameter 6 inchi.
0
1
70
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu dari bahan triplek dan anyaman bambu berdiameter 80 centimeter
0
1
73
Unjuk kerja model kincir angin propeler tiga sudu datar dengan lima variasi sudut kemiringan sudu - USD Repository
0
0
100
UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU DATAR DENGAN TIGA VARIASI LEBAR SUDU DAN LIMA VARIASI SUDUT KEMIRINGAN SUDU
0
0
115
Unjuk kerja kincir angin propeler tiga sudu dari bahan triplek dan anyaman bambu berdiameter 80 centimeter - USD Repository
0
0
90
Show more