View
1.159
Download
7
Category
Preview:
Citation preview
“ PENGGUNAAN KINCIR ANGIN SAVONIUS
sebagai SUMBER ENERGI LISTRIK ”
Dosen Pengampu : Drs. Purwandari
Disusun Oleh :
Rizcy Dwi Prastikasari (09421.127)Septya Sri Ekawaty (09421.135)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
IKIP PGRI MADIUN
2012
PEMBAHASAN
Kincir angin adalah sebuah mesin yang digerakkan oleh tenaga angin
untuk menumbuk biji-bijian. Kincir angin juga digunakan untuk memompa air
untuk mengairi sawah. Kincir angin modern adalah mesin yang digunakan untuk
menghasilkan energi listrik, disebut juga dengan turbin angin.
Sejarah Kincir Angin
Sebetulnya, kincir angin yang pertama kali digunakan adalah di Persia
pada abad 5. Kemudian kincir angin tersebut menyebar ke seluruh Eropa. Di
Belanda sendiri, kincir angin digunakan pertama kali sekitar abad 13. Pada saat
itu, masih banyak lokasi di Belanda yang masih berada di bawah air. Dengan
menggunakan kincir air yang ada di dalam bangunan kincir angin tersebut, air
yang ada di tanah Belanda dialihkan, disalurkan dan dibendung sehingga kita bisa
melihat saat ini tidak banyak air di sini. Selanjutnya, tanah yang masih sedikit
basah dikeringkan dengan kincir angin. Dengan adanya perkembangan teknologi
dan arsitektur, penggunaan kincir angin pun juga berkembang. Sekitar abad 17,
banyak terjadi revolusi di negara-negara Eropa. Karena faktor tersebut,
masyarakat di Belanda menggunakan kincir angin untuk kepentingan lain. Tidak
hanya digunakan sebagai alat untuk mengalihkan dan membendung air, kincir
angin juga dipergunakan sebagai salah satu sarana pembantu dalam bidang
pertanian dan industri. Kincir angin memang memegang peran penting dalam
berbagai bidang di negara ini.
Pada akhir 1890-an, di Denmark, kincir angin dimanfaatkan untuk
membangkitkan listrik. Sejak saat itu, penggunaan kincir angin pembangkit
tenaga listrik berkembang secara luas dengan segala penyempurnaannya. Ada
beberapa contoh Kincir Angin misal : kincir angin untuk menggergaji (sawmill
red.) atau kincir angin untuk menggiling jagung (cornmill red.), Kincir Angin
SAVONIUS.
Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh insinyur Finlandia Sigurd
J. Savonius pada tahun 1922. Turbin angin sumbu vertikal yang terdiri dari dua
sudu berbentuk setengah silinder (atau elips) yang dirangkai sehingga membentuk
‘S’, satu sisi setengah silinder berbentuk cembung dan sisi lain berbentuk cekung
yang dilalui angin seperti berikut:
A. MANFAAT KINCIR ANGIN SAVONIUS
1. Sebagai sumber energi penerangan di daerah petani / nelayan yang belum
mendapat sambungan. Listrik Kincir model ini sengaja dikembangkan
khusus untuk teknologi rakyat.
2. Daya dan putaran yang dihasilkan turbin savonius relatif rendah, sehingga
pada penerapannya digunakan untuk keperluan yang membutuhkan daya
kecil dan sederhana seperti memompa air.
B. APLIKASI KINCIR ANGIN SAVONIUS
1. Energi listrik mempunyai banyak kegunaan dari pemanas sampai penggerak
mesin-mesin industri, dari penghasil cahaya sampai penghidup komputer dan
sebagainya.
2. Turbin angin tipe Savonius sendiri digunakan pada lampu-lampu
penerangan di jalan tol. Selain itu, bisa digunakan sebagai kebutuhan
rumah tangga, dll. Lampu-lampu jalan tol tidak perlu lagi menggunakan
listrik. Cukup dengan turbin angin Savonius ini, lampu akan menyala.
C. BAGIAN-BAGIAN KINCIR ANGIN SAVONIUS
1. Papan kayu digunakan sebagai alas tempat pembentukan kincir angin
2. Stator adalah bagian yang tak berputar (diam) yang mempunyai bagian
terdiri dari rangka stator yang merupakan salah satu bagian utama dari
generator yang terbuat dari besi tuang dan ini merupakan rumah dari
semua bagian-bagian generator
3. Rotor adalah merupakan elemen yang berputar, pada rotor terdapat kutub-
kutub magnet dengan lilitan-lilitan kawatnya dialiri oleh arus searah.
4. 2 buah sudu (baling-baling)
5. LED
6. Tiiang penyangga
D. CARA KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS
Kincir angin Savonius merupakan sumber energi alternatif yang ramah
Cara kincir angin bekerja yaitu:
- Angin (energy kinetic) meniup kincir angin sehingga sudu dan rotor
bergerak.
- Sudu dan rotor akan berputar pada porosnya.
- Putaran sudu dan rotor ini mempengaruhi kumparan stator yang ada di
bawah rotor.
- Dengan rotor berisi magnet dan stator berisi kumparan (generator), maka
akan menghasilkan energy.
- Melelui generator tersebut terjadi perubahan energy mekanik menjadi
energy listrik yang dapat menyalakan lampu.
Berdasarkan prinsip aerodinamis, rotor turbin ini memanfaatkan gaya
hambat (drag) saat mengekstrak energi angin dari aliran angin yang melalui sudu
turbin. Koefisien hambat permukaan cekung lebih besar daripada permukaan
cembung. Oleh sebab itu, sisi permukaan cekung setengah silinder yang dilalui
angin akan memberikan gaya hambat yang lebih besar daripada sisi lain sehingga
rotor berputar. Setiap turbin angin yang memanfaatkan potensi angin dengan gaya
hambat memiliki efisiensi yang terbatasi karena kecepatan sudu tidak dapat
melebihi kecepatan angin yang melaluinya. Dengan memanfaatkan gaya hambat,
turbin angin savonius memiliki putaran dan daya yang rendah. Meskipun
demikian turbin savonius tidak memerlukan energi awal memulai rotor untuk
berputar yang merupakan keunggulan turbin ini.
P r i n s i p k e r j a u n t u k k i n c i r a n g i n m o d e l s a v o n i u s
y a i t u k i n c i r a n g i n m o d e l penampang dua daun dipasang tegak
lurus pada kincir (berporos vertikalatau tegak) dengan putaran ke arah
kanan.
1. Dengan prinsip kerja bahwa setiap pada t e rpaan / t i upan ang in
yang mengena i daun k inc i r , menyebabkan daun kincir tersebut
berputar dengan arah putar satu arah yaitu kearah kanan secara terus
menerus walaupun angin yang menerpa daun kincir datang dari arah yang
b e r b e d a - b e d a , s e h i n g g a e n e r g i p u t a r y a n g d i h a s i l k a n
d a p a t s t a b i l d a n menghasilkan energi putar yang cukup untuk
dapat memulai alternator chass beke r j a men chas s ba t e r ey
s ec a r a kon t i nyu , s eh ingga dapa t mens t ab i l kan inverter yang
digunakan untuk menghasilkan energi listrik AC.
2. Elemen-elemen konstruksi kincir angin model savonius adalah
penampang daun k in c i r dua daun d ipa sa ng t eg ak l u r u s pada
k in c i r ( be rpo ros ve r t i c a l ) terbuat dari bahan fiber glass, AS kincir,
kopel bearing (pil blok) riga buah, dan satu buah pulley kincir.
3. B e s a r n y a t e g a n g a n A C y a n g d i h a s i l k a n o l e h
k i n c i r a n g i n m o d e l S a v o n i u s ditentukan seberapa besar
kapasitas inverter yang digunakan.
4. Semakin besar kecepatan angin, rapat massa udara luas
penampang rotor/kincirangin, semakin besar pula daya yang dihasilkan.
E. KELEBIHAN dan KEKURANGAN KINCIR ANGIN- Kelebihan
Ramah lingkungan ( tidak polusi, bersih)
Merupakan renewable energy (energi yang tidak dapat habis)
Sering dipadukan dengan sumber energi lain terutama sumber energi yang
terbarukan.
Merendahkan efek rumah kaca.
- Kekurangan
Hanya bisa di tempat-tempat tertentu yang memiliki banyak angin (tidak
bisa di sembarang tempat)
Butuh lahan yang cukup besar
Materi berhubungan dengan kincir angin
Energi angin dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan kincir angin
yang langsung dihubungkan dengan turbin pembangkitlistrik. Stasiun
pembangkit energi hidroelektrik dan termoelektrik setiap hari mengubah
energi panas menjadi energi mekanik kemudian menjadi energi listrik. Energi listrik
mempunyai banyak kegunaan dari pemanas sampai penggerak mesin-mesin
industri, dari penghasil cahaya sampai penghidup komputer dan sebagainya. Keberadaan
energi dalam suatu sistem dapat berwujud banyak tipe yang berbeda seperti energi
kinetik, energi potensial, energi listrik, energi nuklir dan lain-lain. Jenis energi
sistem berubah menjadi energi bentuk lain dapat sekaligus beberapa jenis energi; sebagai contoh
energi listrik diubah menjadi energi panas pada kabel, menjadi energi cahaya pada lampu,
menjadi energi gerak pada mesin cuci. Energi total sistem disebut sebagai energi
mekanik. Maka energi mekanik sistem mencakup energi kinetik sistem, energi
potensial gravitasi dan energi pitensial elastik, tetapi tidak mencakup
energi listrik dan energi nuklir.
Kebanyakan tipe-tipe energi saat itu adalah energi mekanik, sehingga
fisikawan sejak awal mendifinisikan bentuk energi kinetik adalah bagian dari energi
mekanik.. Leibnitz merupakan fisikawan pertama yang meneliti tergantung pada
apa sajakah tipe-tipe energi itu. Leibnitz mencatat , setelah percobaannya
yang mencakup tentangtumbukan antara dua benda, bahwa jumlah besar ½
(massa).(kecepatan) benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Dia
menamakan besaran ini sebagai “vis viva” yang artinya “gaya hidup”. Maka
Leibnitz menemukan bahwa energi mekanik sebuah benda berbanding lurus
dengan massanya dan kuadrat kecepatannya. Pada akhir abad ke 18, fisikawan
Thomas Young mulai menggunakan istilah energi kinetik untuk menyebutkan
“gaya hidup” .
Jadi energi kinetik benda sebanding dengan massa benda dan kuadrat
kecepatannya.Satuan energi kinetik dalam SI adalah joule(J), sedangkan dalam
sisten cgs adalah erg.
SIMPULAN
Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh insinyur Finlandia
Sigurd J. Savonius pada tahun 1922. Kincir angin Savonius merupakan sumber
energi alternatif yang ramah. Digunakan dalam berbagai bidang, misal :
penerangan, memompa air, bidang industri : pemanas, penggerak. Cara kerja
Kincir Angin ini mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik lalu
menghasilkan energi listrik.
DAFTAR PUSTAKA
- http://nugrohoadi.wordpress.com/2008/05/03/pembangkit-listrik-tenaga-
angin-di-indonesia/http://pemanfaatan kincir angin .com, di unduh tanggal
31-3-2012 pukul 17:46
- http://konsep kerja kincir air.htm di unduh tanggal 1-4-2012 pukul 06:27
- Kanginan Marthen, IPA FISIKA SMP KELAS VII, 2006, Erlangga,
Jakarta
Recommended