i

PERANCANGAN KINCIR ANGIN PENGGERAK

POMPA TORAK UNTUK MEMENUHI AIR BAKU

PABRIK TAHU

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada :

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Starta Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

FEBRIYA DWI CANDRA

09510104

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2014

ii

POSTER

iii

iv

v

vi

vii

ABSTRAK

Angin dapat digunakan sebagai sumber alternatif, karena angina

merupakan materi yang sangat mudah didapat, dapat ditemui sepanjang tahun,

bebas polusi, jumlahnya sangat banyak dan energy angina sampai saat ini

belumbanyak dimanfaatkan sebagai energy alternatif. Salah satu alat yang

digunakan untuk pemanfaatan energy angina adalah kincir angin.

Perancangan ini bertujuan untuk memenuhi kebutuhan air pada industry

rumah tangga, sehingga untuk mendapatkan air tidak lagi sepenuhnya tergantung

pada PLN.

Kincirangin yang dirancang untuk mengerakkan pompa torak dengan

debit 3 liter/detik. Kincir angina sumbu horizontal dengan jumlah sudu 3.

Kata Kunci : Angin, Kincir Angin, Pompa.

ABSTRACT

Wind can be used as alternative sources, because of the wind is a matter

that is very easy to get, can be found throughout the year, pollution free, the

number of him very much and energy winds up to this moment there are not many

utilized as alternative energy. One of the means that used to use wind energy is

windmill.

This design is intended to meet the domestic water in the industry, so to get

water no longer totally dependent on PLN.

A wind-mill systems designed to move thoracic pumps with debit 3 l/s.

Windwill horizontal axis with the number of tablespoons vegetable 3.

Keywords : Wind, Wind Turbine, Pump.

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah pujisyukurkehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

Rahmat dan Hidayah Nya kepada penulis sehingga dapat terselesaikan

Penyusunan Skripsi dengan Judul :Perancangan Kincir Angin Penggerak Pompa

Torak Untuk Memenuhi Air Baku Pabrik Tahu

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar

Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin pada Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang. Sehingga dalam kesempatan ini disampaikan terima

kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan

data yang diperlukan. Selain itu disampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Allah SWT yang menjadi tempat berkeluh kesah.

2. Bapak dan ibuku tersayang yang telah membimbingku, memberi dorongan

serta doanya selama ini.

3. Bapak Muhajir Effendy, M.AP., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah

Malang.

4. Bapak Ir.Sudarman, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang.

5. Bapak Ir.Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Malang.

6. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku Dosen Pembimbing I yang dengan penuh

kesabaran telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan

ix

petunjuk, arahan serta bimbingan pada penulisan skripsi sehingga skripsi ini

dapat terwujud.

7. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT selaku Dosen Pembimbing II yang dengan penuh

kesabaran telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan

petunjuk, arahan serta bimbingan pada penulisan skripsi sehingga skripsi ini

dapat terwujud.

8. Dosen penguji skripsi, yang memberikan masukan, kritik dan wawasan baru

tentang yang belum penulis sepenuhnya pahami selama ini.

9. Dosen wali dan dosen-dosen pengajar selama dibangku kuliah yang telah

memberikan pengetahuan serta wawasan kepada penulis.

10. Saudara-saudaraku ,Mbak Ika yang telah memberikan semangatnya selama

ini.

11. Terima kasih buat keluarga besar SIN-C yang memberi dorongan, semangat,

bantuan, dampingikudan dukungan serta doanya setiap hari tiada henti sampai

skripsi ini selesai, kalian penyemangatku.

12. Saudara-saudarakusemua yang tidakbisapenulissebutkansatu-satu yang telah

member motivasidandorongansehinggadapatterselesaikannyaskripsiini.

13. Sahabat-sahabatsejatiku di manapun kalian berada.

14. Bapakdanibugurukumulaidari TK sampaidengan SMK.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu dan telah berupaya

penuh selama inidalam memberikan bantuan dan dukungannya.

Akhirnya, semoga Allah SWT menerima dan membalas atas semua budi baik

sertajasa-jasa yang telah diberikan dengan balasan yang setimpal dan mudah-

mudahan skripsi ini bermanfaat bagi semua pembaca, Amin.

x

xi

DAFTAR ISI

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

POSTER .......................................................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I .................................................... iv

LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II .................................................. v

LEMBAR SURAT PERNYATAAN ............................................................. vi

ABSTRAK ..................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR .................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

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

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 2

1.3 Tujuan ............................................................................................. 3

1.4 Manfaat Perancangan ..................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah ............................................................................. 3

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................ 4

2.1 Pompa ............................................................................................. 4

2.1.1 Klasifikasi Pompa ....................................................................... 4

2.1.2 Cara Kerja Pompa ...................................................................... 5

2.1.3 Perhitungan Kapasitas Pompa Torak .......................................... 6

2.2 Konsep Dasar Angin ...................................................................... 10

2.3 Karakteristik Angin ........................................................................ 10

2.3.1 Kekuatan Angin ........................................................................... 10

2.3.2 Arah Angin .................................................................................. 14

2.4 Kerugian Yang Ditimbulkan Oleh Angin ...................................... 16

2.4.1 Turbulensi Angin ......................................................................... 16

2.4.2 Gesekan Angin ............................................................................ 16

2.4.3 Angin Ribut HujanLebat ............................................................ 16

2.4.4 Tiupan Debu Dan Kotoran .......................................................... 16

xii

2.5 Energi Angin Sebagai Energi Terbarukan...................................... 16

2.6 Potensi Energi Angin di Indonesia ................................................. 17

2.7 Turbin Angin .................................................................................. 18

2.8 Konversi Energi Angin ................................................................... 19

2.9 Jenis Turbin Angin ......................................................................... 21

2.9.1 Berdasarkan Arah Sumbu Angin ................................................. 21

2.9.2 Berdasarkan Kapasitas Pembangkit Listriknya ........................... 25

2.10 Prinsip – prinsip Tenaga Angin .................................................... 27

2.10.1 Daya Angin Total ...................................................................... 27

2.11 Sub SistemTurbinAngin ............................................................... 28

2.11.1 Tower ........................................................................................ 28

2.11.2 Rotor ......................................................................................... 28

2.11.3 Tail ............................................................................................ 28

2.11.4 Transmisi ................................................................................... 29

BAB III METODOLOGI .............................................................................. 30

3.1 Prosedur Perancangan .................................................................... 30

3.2 Daftar Persyaratan (Requrement List) ............................................ 34

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ...................................... 36

4.1 Perhitungan Daya Pompa ............................................................... 36

4.2 Merancang Kincir Angin ................................................................ 40

4.2.1 Pemilihan Jenis Bilah Sudu ......................................................... 40

4.2.2 Ratio Kecepan Ujung .................................................................. 41

4.2.3 Desain Geometri Bilah Sudu ....................................................... 42

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 46

5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 46

5.2 Saran ............................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Skala Beaufort ........................................................................ 11

Tabel 2.2 Tabel Pengelompokkan potensi energi, pemanfaatan, dan lokasi

potensial……..………………………………………………………………..18

Tabel 2.3 Tabel Syarat –Syarat dan Kondisi Angin ......................................... 20

Tabel3.1 Tabel Spesifikasi Desain ................................................................... 34

Tabel4.1 Tabel Harga Geometri Sudu-sudu..................................................... 43

Tabel4.2 Tabel harga yc dan yt ........................................................................ 44

Tabel 4.6 Tabel Harga bagian atas (xu,yu) dan bagian bawah (xl,yl)....................45

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar2.1 Pompa Torak Kerja Tunggal ......................................................... 6

Gambar2.2 Pompa Torak Kerja Ganda ............................................................ 8

Gambar2.3 Arah Petunjuk Mata Angin ........................................................... 14

Gambar2.4 Jenis Kincir Angin Sumbu Horizontal .......................................... 23

Gambar2.5 Jenis Kincir Angin Sumbu Vertikal .............................................. 25

Gambar3.1Diagarm Alir Perancangan Menurut Pahl and Beitz. ..................... 33

Gambar4.1 Pompa Torak Dan Saluran Isap ..................................................... 38

Gambar4.2 Konstruks iGeometri airfoil NACA .............................................. 43

xv

Daftar Pustaka

El-Wakil, M. M, 1984, “Powerplant Technology”, Mc-Graw Hill Book Company,

Chapt. 14, Pages 589 – 626.

Jansen, W.A.M., Smulders, 1977. Rotor Design for Horizontal Axis Windmills,

SWD Eindhoven.

Piggott, Hugh, 2008, Wind Turbine Blade Design, CAT wind course March 2008,

Lecture 8

Sudarman, 1999, Geometri Bilah sudu Plat Lengkung 7% pada Pembangkitan

Daya Kincir Angin 1200 Watt, Disain Teoritis, PPS-UI, Jakarta.

-------- 2004 1.8 metre Diameter Wind Turbine Blades and Generator, Warlock

Engineering

http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_angin