PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIaluminium di bagian depan dan belakang sudu merupakan variasi terbaik, dengan menghasilkan koefisien daya maksimal 13,52%, pada tip speed ratio

i

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU DATAR

DENGAN LEBAR 11,5 CM DARI BAHAN TRIPLEK SERTA VARIASI

LAPISAN PERMUKAAN ALUMINIUM DAN ANYAMAN BAMBU

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

mencapai gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Oleh :

TOMAS PRASETYA WIDI

NIM : 115214057

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE PERFORMANCE OF THREE 11.5 CM IN WIDTH FLAT BLADES

PROPELLER WINDMILL MADE OF PLYWOOD MATERIAL WITH

ALUMINIUM AND WOVEN BAMBOO LAYER VARIATIONS

FINAL PROJECT

Presented as partitial fullfilment

to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

by :

TOMAS PRASETYA WIDI

Student Number : 115214057

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2015


TUGAS AKHIR

UNJUK KERJA KINCIR AI\TGIN PROPELER TIGA STTDU I}ATARDENGAI\I LEBAR 11,5 CM DARI BAHAN TRIPLE,K SERTA VARIASI

LAPISAN PERMUKAA}I ALUMINIUM I}AN AI\{YAMAN BAMBU

iii


t

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDT] I}ATARDENGAN LEBAR 11,5 CM DARI BAHAN TRIPLEK SERTA YARIASI

LAPISAN PER]VIUKAAN ALUMIMUM I}AN ANYAMAN BAMBU

Yang dipersiapkan dan disusun oleh:

Nama : TOMAS PRASETYA WIDI

}.IIM :115214057

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

pada tanggal 19 Juni 2015

Susunan Dewan Penguji

Nama Lengkap

: Dr. Drs. Vet. Asan Damanik, M.Si.

Tanda Tangan

Ketua

Sekretaris

Anggota

: Wibowo Kusbandono, S.T.,M.T.

: k.Rines, M.T.

Yosyakarta, 14 Ju{[ 2OlF

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta

gsih Prima Rosa, S. Si.,M. Sc.

1V

rffi


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir yang telah dipersiapkan

sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana di suatu Perguruan Tinggi, dan

sepanjang pengetahuan penulis tidak terdapat karya yang pemah diajukan dan

dibuat dengan judul yang sama oleh orang lain, kecuali saya mengambil atau

mengutip data dari buku yang tertera pada daftar pustaka. Sehingga yang saya

buat ini adalah asli karya penulis.

Yogyakarta, 19 Juni 2015

Tomas Prasetya Widi


LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KATYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertandatangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : TOMAS PRASETYA WIDI

Nomor Mahasiswa : 115214057

Dengan pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul:

UNJUK KERJA KINCIR ANGIN PROPELER TIGA SUDU DATAR

DENGAN LEBAR 11,5 CM DARI BAHAN TRIPLEK SERTA VARIASI

LAPISAN PERMUKAAN ALUMINIUM DAN ANYAMAN BAMBU

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata

Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain,

mengelolanya dalam pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan

mempublikasikannya diinternetatau media lain untuk kepentingan akademis tanpa

perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama

tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal, T9 Juni 2015

Yang m

VI


vii

INTISARI

Dewasa ini kebutuhan energi listrik belum sepenuhnya tercukupi, terlebih

di daerah yang sulit dijangkau oleh jaringan listrik serta menipisnya cadangan

bahan bakar jenis fosil dikarenakan pemakaiannya yang berlebih. Untuk

memenuhi kebutuhan energi listrik tersebut diperlukan pengembangan energi

alternatif, sehingga dapat mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi

fosil. Salah satu contoh energi alternatif yang dapat digunakan adalah energi

angin. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat empat model kincir angin yang

selanjutnya dilakukan penelitian untuk mengetahui masing-masing model kincir

dan mengetahui koefisien daya maksimal tertinggi diantara empat model kincir

angin yang diteliti serta tip speed ratio (tsr) optimal kaitannya.

Pengujian dilakukan pada model kincir angin propeler tiga sudu datar dari

bahan triplek dengan tebal 0,8 mm dengan sudut patahan 10° serta variasi lapisan

permukaan sudu yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminium di bagian

depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian depan dan belakang sudu,

dan dengan lapisan plat aluminium di bagian belakang serta anyaman bambu di

bagian depan sudu. Untuk mengukur dan mengetahui beban torsi (T), daya kincir

(Pout), kecepatan angin (rpm), putaran poros, daya angin (Pin), koefisien daya (Cp),

dan tip speed ratio, poros kincir dihubungkan ke mekanisme pengereman yang

berfungsi untuk memvariasikan beban. Besarnya beban pengereman diukur

menggunakan neraca pegas, putaran kincir diukur menggunakan takometer,

sedangkan kecepatan angin diukur menggunakan anemometer digital.

Setelah melakukan pengujian pada kincir, diperoleh nilai koefisien daya,

dan tip speed ratio dari empat variasi model kincir. Variasi sudu tanpa lapisan

menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 10,38 %, pada tip speed ratio

optimal 2,19, variasi lapisan plat aluminium di bagian depan sudu menghasilkan

koefisien daya maksimal sebesar 10,05 %, pada tip speed ratio optimal 2,40,

variasi lapisan plat aluminium di bagian depan dan belakang sudu menghasilkan

koefisien daya maksimal sebesar 13,52%, pada tip speed ratio optimal 2,57,

sedangkan pada variasi lapisan plat aluminium di bagian belakang serta anyaman

bambu di bagian depan sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 9,39

%, pada tip speed ratio optimal sebesar 2,16. Dari keseluruhan hasil yang

diperoleh dapat disimpulkan bahwa kincir angin dengan lapisan permukaan plat

aluminium di bagian depan dan belakang sudu merupakan variasi terbaik, dengan

menghasilkan koefisien daya maksimal 13,52%, pada tip speed ratio optimal

2,57.

Kata kunci : Kincir angin propeler, koefisien daya, tip speed ratio.


viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur senantiasa kepada Tuhan Yesus Kristus, atas berkat,

rahmat, dan karunia-Nya yang diberikan dalam penyusunan Tugas Akhir ini

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan lancar dan tepat

waktu. Tugas Akhir ini merupakan sebagai salah satu syarat yang wajib untuk

setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin. Tugas Akhir ini dilaksanakan dalam

rangka memenuhi syarat untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 pada Jurusan

Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

Berkat bimbingan, dukungan dan nasihat dari berbagai pihak, akhirnya

Tugas Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini dengan

segenap kerendahan hati penulis menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-

besarnya kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc., selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. Petrus Kanisius Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Ir. Rines, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah

mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

4. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan

materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.


ix

5. Raden Benedictus Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si., yang telah membantu

memberikan ijin dalam penggunakan fasilitas laboratorium untuk

keperluan penelitian ini.

6. Arnoldus Palipung dan Fransiscus Bayu Wiharno selaku rekan saya, yang

telah membantu dalam perancangan, pembuatan, perbaikkan alat dan

pengambilan data.

7. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dan teman-

teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih

atas segala bantuanya.

Penulis menyadari dalam penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna. Segala kritik dan saran yang membangun akan sangat penulis

harapkan demi penyempurnaan dikemudian hari. Akhir kata seperti yang

penulis harapkan semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita

semua.

Yogyakarta, 19 Juni 2015

Penulis


x

DAFTAR ISI

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

TITLE PAG ......................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................ v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................ vi

INTISARI ............................................................................................................ vii

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

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

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

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

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

1.4 Batasan Masalah ........................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 4

BAB II DASAR TEORI

2.1 Konsep Dasar Angin .................................................................................... 5

2.2 Kincir Angin ................................................................................................. 5

2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal ......................................................... 6

2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal ............................................................. 9


xi

2.3 Rumus Perhitungan ...................................................................................... 12

2.3.1 Energi Angin .................................................................................... 12

2.3.2 Perhitungan Torsi dan Daya ............................................................. 13

2.3.3 Torsi ................................................................................................. 13

2.3.4 Daya Kincir ...................................................................................... 13

2.3.5 Tip Speed Ratio................................................................................. 14

2.3.6 Koefisian Daya ................................................................................ 14

2.4 Grafik Hubungan Antara Cp Terhadap tsr .................................................... 15

BAB III MODEL PENELITIAN

3.1 Diagram Alir ................................................................................................ 16

3.2 Bahan ........................................................................................................... 17

3.3 Alat ............................................................................................................... 18

3.4 Prosedur Penelitian ....................................................................................... 23

3.5 Variabel Penelitian ....................................................................................... 28

3.6 Variabel yang Diukur ................................................................................... 29

3.7 Parameter yang Dihitung .............................................................................. 29

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Percobaan ............................................................................................. 30

4.5 Perhitungan .................................................................................................. 34

4.2.1 Perhitungan Daya Angin .................................................................. 35

4.2.2 Daya Kincir ...................................................................................... 35

4.2.3 Tip Speed Ratio................................................................................. 35

4.2.4 Koefisien Daya Kincir ...................................................................... 37

4.3 Hasil Perhitungan ......................................................................................... 37

4.4 Grafik Hasil Perhitungan .............................................................................. 41

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 53

5.2 Saran ............................................................................................................. 54

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 55

LAMPIRAN ........................................................................................................ 56


xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Kincir angin american multi blade ................................................. 7

Gambar 2.2 Kincir angin propeler ..................................................................... 7

Gambar 2.3 Kincir angin dutch four arm ........................................................... 8

Gambar 2.4 Kincir angin Savonius .................................................................... 10

Gambar 2.5 Kincir angin rotor Darrieus ............................................................ 10

Gambar Kincir angin rotor Darrieus H ............................................................... 11

Gambar 2.7 Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan tips speed

ratio (tsr) dari beberapa jenis kincir ............................................... 15

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin .................................. 16

Gambar 3.2 Terowongan angin (wind tunnel) yang digunakan dalam

penelitian ........................................................................................ 29

Gambar 3.3 Fan blower ........................................................................... 20

Gambar 3.4 Anemometer ................................................................................... 20

Gambar 3.5 Takometer ....................................................................................... 21

Gambar 3.6 Neraca pegas ................................................................................... 21

Gambar 3.7 Sistem pengereman ......................................................................... 22

Gambar 3.8 Penopang kincir .............................................................................. 23

Gambar 3.9 Sudu kincir angin ........................................................................... 24

Gambar 3.10 Sudut patahan kincir angin ............................................................ 25

Gambar 3.11 Kincir angin yang diteliti .............................................................. 26

Gambar 3.12 Skema alat uji dalam proses penelitian ......................................... 27

Gambar 4.1 Grafik hubungan Cp dan tsr untuk variasi sudu kincir tanpa


xiii

lapisan ............................................................................................ 41

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya kincir (Pout) dan torsi (T) untuk variasi sudu

kincir tanpa lapisan ........................................................................ 42

Gambar 4.3 Grafik hubungan rpm dan torsi (T) untuk variasi tanpa lapisan ...... 42

Gambar 4.4 Grafik hubungan koefisien daya dan tsr untuk variasi lapis

aluminium bagian depan sudu ....................................................... 44

Gambar 4.5 Grafik hubungan rpm dan torsi untuk variasi lapis aluminium

bagian depan sudu .......................................................................... 44

Gambar 4.6 Grafik hubungan torsi dan daya output (Pout) untuk variasi lapis

aluminium bagian depan sudu ....................................................... 45

Gambar 4.7 Grafik hubungan koefisien daya dan tsr untuk variasi sudu kincir

lapisan aluminium bagian depan dan bagian belakang sudu ......... 46


bagian depan dan bagian belakang sudu ........................................ 47

Gambar 4.9 Grafik hubungan torsi dan daya kincir (Pout) untuk variasi lapis

aluminium bagian depan dan bagian belakang sudu ..................... 47

Gambar 4.10 Grafik hubungan koefisien daya dan tsr untuk variasi lapisan

aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan

sudu ................................................................................................ 49

Gambar 4.11Grafik hubungan rpm dan torsi untuk variasi lapisan


sudu ................................................................................................ 49

Gambar 4.12Grafik hubungan torsi dan daya output (Pout) untuk variasi


xiv

lapis aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian

depan sudu ..................................................................................... 50

Gambar 4.13Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (tsr)

untuk semua variasi sudu kincir angin ........................................... 51


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir tanpa lapisan

dengan sudut patahan 10o .................................................................. 31

Tabel 4.2 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir lapisan

permukaan aluminium bagian depan sudu dengan sudut

patahan 10° ........................................................................................ 32


permukaan aluminium bagian depan dan belakang sudu dengan

sudut patahan 10O .............................................................................. 33


permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu

bagian depan sudu dengan sudut patahan 10O ................................. 34

Tabel 4.5 Data pendukung perhitungan ............................................................ 35

Tabel 4.6 Data perhitungan kincir angin variasi sudu kincir tanpa lapisan ....... 37

Tabel 4.7 Data perhitungan kincir angin variasi lapisan permukaan

aluminium bagian depan .................................................................... 38

Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin variasi sudu kincir lapisan

aluminium bagian depan dan belakang sudu ..................................... 39

Tabel 4.9 Data perhitungan kincir angin vaiasi lapisan aluminium bagian

belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu ............................ 40


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini kebutuhan energi listrik belum sepenuhnya tercukupi, lebih-

lebih di daerah yang sulit dijangkau oleh jaringan listrik dan juga semakin

menipisnya cadangan bahan bakar jenis fosil yang dikarenakan pemakaiannya

yang berlebih. Energi listrik merupakan energi yang sangat penting bagi

peradaban manusia baik dalam kegiatan sehari hari hingga dalam kegiatan

industri. Energi listrik tersebut digunakan untuk berbagai kebutuhan, seperti

penerangan dan juga proses-proses yang melibatkan barang-barang elektronik dan

mesin industri. Maka untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut diperlukan

pengembangan energi alternatif, sehingga dapat mengurangi ketergantungan

terhadap sumber energi fosil. Salah satu contoh energi alternatif yang dapat

digunakan adalah energi yang terdapat pada alam ini seperti angin. Meskipun

Indonesia banyak energi alternatif namun energi angin cukup mudah untuk

pengolahannya dan tidak membutuhkan biaya yang cukup besar.

Energi angin dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik yang dapat

dipergunakan untuk listrik rumah tangga, pompa air khususnya pengairan

persawahan dan pengairan tambak, sebagai pengisi baterai atau aki. Angin

merupakan sumber daya alam yang tidak akan habis berbeda dengan sumber daya

alam lainnya. Pembangkit listrik tenaga angin merupakan suatu metode untuk

membangkitkan energi listrik dengan cara memutar turbin angin yang

dihubungkan ke generator sebagai pembangkit listrik, kemudian energi listrik


2

yang dihasilkan oleh generator kemudian disimpan dalam elemen penyimpanan.

Meskipun secara umum kecepatan angin di Indonesia rendah, namun sudah cukup

memadahi untuk pembangkit listrik sekala kecil yang sesuai dipasang di daerah

yang sulit dijangkau aliran listrik.

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. Ada banyak faktor yang

mempengaruhi kecepatan kincir angin, yaitu kecepatan angin itu sendiri, jumlah

sudu, dan kehalusan permukaan. Dengan berbagai faktor tersebut penulis ingin

mengetahui karakteristik kincir angin propeler dengan variasi triplek tanpa

lapisan, triplek aluminium bagian depan, triplek lapis aluminium bagian depan

belakang, triplek lapis aluminium bagian belakang dan lapis anyaman bambu

bagian depan.

1.2 Rumusan Masalah

Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan kincir angin propeler ini

adalah sebagai berikut:

a. Semakin menipisnya cadangan bahan bakar jenis fosil akibat pemakaiannya

yang berlebih.

b. Sebagai solusi alternatif dibuat desain kincir angin yang sederhana dan bahan-

bahannya mudah didapat, dengan variasi lapisan permukaan sudu dari

aluminium dan anyaman bambu untuk menghasilkan sebuah kincir dengan

unjuk kerja terbaik.


3

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

a. Membuat kincir angin model propeler tiga sudu datar dari bahan dasar triplek,

dengan variasi lapisan permukaan yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plat

aluminium di bagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian

depan dan belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium di bagian

belakang serta anyaman bambu di bagian depan sudu.

b. Membandingkan koefisien daya (Cp) yang dihasilkan kincir angin untuk

masing-masing variasi.

c. Mengetahui koefisien daya (Cp) maksimal paling tinggi diantara beberapa

variasi sudu model kincir angin yang diteliti dan tip speed ratio (tsr) optimal

kaitannya.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah yang ada dalam penelitian ini adalah :

a. Model kincir angin yang diteliti adalah jenis propeler sumbu horizontal, tiga

sudu datar dengan sudu patahan 10o dan diameter 80 cm.

b. Model-model kincir angin yang diteliti memiliki variasi pada lapisan

permukaan sudu, yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminium di

bagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian depan dan

belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium di bagian belakang dan

anyaman bambu di bagian depan sudu.

c. Penelitian dilakukan dengan menggunakan terowongan angin (wind tunnel) di

laboratorium konversi energi Unversitas Sanata Dharma.


4

d. Data yang diambil pada saat penelitian adalah kecepatan angin, putaran poros

kincir (rpm), dan beban kincir angin.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah :

a. Menambah pengetahuan penulis tentang energi terbarukan khususnya unjuk

kerja kincir angin.

b. Sebagai sumber referensi dan menambah literature (pustaka) bagi

pengembang teknologi untuk mengembangkan teknologi alternatif,

khususnya energi angin.


5

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 yang

bertekanan rendah atau dari daerah yang memiliki suhu atau temperatur rendah ke

wilayah bersuhu tinggi. Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan

manusia. Sudah lama perahu-perahu layar menggunakan energi ini untuk

melewati perairan.

Pada umumnya kecepatan angin dipengaruhi oleh letak tempat dan

ketinggiannya. Bila letak tempatnya di daerah khatulistiwa maka angin akan

lebih cepat dibandingkan dengan letak tempatnya jauh dari khatulistiwa. Begitu

pula ketinggiannya. Semakin tinggi tempatnya semakin kencang juga anginnya.

Hal ini disebabkan oleh semakin tinggi suatu tempat maka gaya gesekan yang

dipengaruhi oleh permukaan bumi yang tidak datar, seperti: pohon, gunung dan

topografi semakin kecil.

2.2 Kincir Angin

Kincir angin adalah sebuah alat yang mampu memanfaatkan kekuatan angin

untuk dirubah menjadi kekuatan mekanik. Dari proses itu memberikan

kemudahan berbagai kegiatan manusia yang memerlukan tenaga yang besar

seperti memompa air untuk mengairi sawah atau menggiling biji-bijian. Kincir

angin modern adalah mesin yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik,

disebut juga dengan turbin angin, dengan menggunakan prinsip konversi energi


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

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

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

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

6

dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Turbin

angina sendiri dipasang pada sebuah menara, untuk hasil yang baik diperlukan

tinggi 30 meter agar mendapat laju angin yang lebih baik serta mengurangi

kemungkinan turbulensi. Turbin angin kebanyakan ditemukan

di Eropa dan Amerika Utara. Secara umum kincir angin digolongkan menjadi dua

jenis menurut porosnya yaitu : kincir angin poros horizontal dan kincir angin

poros vertikal.

2.2.1 Kincir Angin Poros Horizontal

Kincir angin poros horizontal atau propeler adalah kincir angin yang

memiliki poros utama sejajar dengan tanah dan arah poros utama sesuai

dengan arah angin. Kincir angin ini biasanya mempunyai sudu dengan bentuk

irisan melintang khusus dimana aliran udara pada salah satu sisinya dapat

bergerak lebih cepat dari aliran udara disisi yang lain ketika angin melewatinya.

Hal ini menimbulkan daerah tekanan rendah pada belakang sudu dan daerah

tekanan tinggi di depan sudu. Perbedaan tekanan ini membentuk gaya yang

menyebabkan sudu berputar. Kincir angin poros horizontal ini memiliki jumlah

bilah lebih dari dua.

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).


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

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

7

Gambar 2.1 Kincir angin american multi blade

(Sumber : http://pixabay.com/p-101348/?no_redirect, diakses 12 Januari

2015)

Gambar 2.2 Kincir angin propeler

(Sumber : https://kacamatazia.files.wordpress.com/2012/07/1.jpg, diakses

12 Januari 2015)


http://pixabay.com/p-101348/?no_redirect

https://kacamatazia.files.wordpress.com/2012/07/1.jpg

8

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. Memiliki faktor keamanan yang lebih baik karena posisi sudu yang berada

diatas menara.

b. Mampu mengkonversikan energi angin pada kecepatan tinggi.

c. Tidak memerlukan karateristik angin karena arah angin langsung menuju

rotor.

d. Setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.

e. Memungkinkan dipasang pada permukaan tanah yang tidak datar.

f. Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di

tempat-tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah

angin) antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfir bumi.


https://ayahaan.files.wordpress.com/2010/04/torenmolen-wikimediaorg.jpg

https://ayahaan.files.wordpress.com/2010/04/torenmolen-wikimediaorg.jpg

9

Disamping memiliki kelebihan kincir angin poros horizontal memiliki

kekurangan, kekurangan yang dimiliki oleh kincir angin poros horizontal

diantaranya adalah:

a. Menara yang tinggi serta bilah yang panjang sulit diangkut dan juga

memerlukan biaya besar untuk pelaksanaannya, bisa mencapai 20 % dari

seluruh biaya peralatan turbin angin.

b. Perlu adanya mekanisme tambahan untuk menyesuaikan dengan arah angin

(sirip penggerak atau sensor elektrik).

c. Memerlukan menara tinggi untuk menangkap kecepatan angin yang cukup

besar dan konsisten serta menghindari turbulensi.

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 arah

angin atau dengan kata lain kincir jenis ini dapat mengkonversi tenaga angin

dari segala arah kecuali arah angin dari atas atau bawah. Kincir jenis ini

menghasilkan torsi yang lebih besar dari pada kincir angin poros horizontal.

Setiap jenis kincir angin memiliki ukuran dan efisiensi yang berbeda. Untuk

memilik jenis kincir angin yang tepat untuk suatu kegunaan diperlikan alalisis

yang tepat.

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).


10

Gambar 2.4 Kincir angin Savonius

(Sumber: http://berandainovasi.com/wp-

content/uploads/2013/10/kincir-savonius.jpg, diakses 20 April

2015)

Gambar 2.5 Kincir angin rotor Darrieus (Sumber : http://1.bp.blogspot.com/-i-

NzUgpxcsc/UxWbmOrFyyI/AAAAAAAAAO4/KoZzDzs3nyk/s160

0/gambar+4ja.png, diakses 20 April 2015)


http://1.bp.blogspot.com/-i-NzUgpxcsc/UxWbmOrFyyI/AAAAAAAAAO4/KoZzDzs3nyk/s1600/gambar+4ja.png

http://1.bp.blogspot.com/-i-NzUgpxcsc/UxWbmOrFyyI/AAAAAAAAAO4/KoZzDzs3nyk/s1600/gambar+4ja.png

11

Gambar 2.6 Kincir angin rotor Darrieus H

(Sumber : http://astacala.org/wp/wp-

content/uploads/2013/06/wePower.jpg?e403de, diakses 29 Januari

2015)

Kelebihan yang dimiliki oleh kincir angin poros vertikal diantaranya adalah:

a. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.

b. Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah.

c. Dapat menerima arah angin dari segala arah.

d. Tidak perlu mengatur sudut–sudut untuk menggerakan sebuah generator.

e. Dapat bekerja pada putaran rendah.

Disamping memiliki kelebihan kincir angin poros vertikal memiliki kekurangan,

kekurangan yang dimiliki oleh kincir angin poros horisontal diantaranya adalah:

a. Hanya dapat mengkonfersi energi angin 50% dikarenakan adanya gaya drag

tambahan.

b. Bekerja pada putaran rendah, sehingga energi angin yang dihasilkan kecil.

c. Dipasang ditempat rendah maka faktor keselamatan perlu diperhatikan.


http://astacala.org/wp/wp-%20content/uploads/2013/06/wePower.jpg?e403de

http://astacala.org/wp/wp-%20content/uploads/2013/06/wePower.jpg?e403de

12

2.3 Rumus Perhitungan

Berikut ini adalah rumus–rumus yang digunakan untuk melakukan

perhitungan dan analisis kerja kincir angin yang diteliti.

2.3.1 Energi Angin

Angin adalah fluida yang bergerak sehingga memiliki energi kinetik,

yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

Ek

m v

2 (1)

dengan Ek adalah energi kinetik, m adalah massa, dan v adalah kecepatan fluida

(angin).

Daya adalah energi persatuan waktu, yang dapat di tuliskan sebagai berikut:

Pin =

ṁ v2

(2)

Dengan Pin adalah daya angina, dan ṁ adalah laju aliran massa fluida (angin)

yang dalam hal ini:

ṁ = ρ A v (3)

dengan ρ adalah massa jenis udara, dan A adalah luas penampang yang

membentuk sebuah lingkaran.

Dengan menggunakan Persamaan (3), maka daya angin (Pin) dapat dirumuskan

menjadi:

Pin =

(ρAv) v2


13

yang dapat disederhanakan menjadi:

Pin =

ρ A v

3 (4)

2.3.2 Perhitungan Torsi dan Daya

Untuk mengetahui perbedaan unjuk kerja dari setiap variasi lapisan sudu

dan lebar sudu yang divariasikan, maka perlu mencari torsi dinamis dan daya

yang dihasilkan oleh kincir.

2.3.3 Torsi

Torsi merupakan hasil perkalian vektor antara jarak sumbu putar

dengan gaya yang bekerja pada titik yang berjarak tertentu dari sumbu pusat.

Pada penelitian ini digunakan mekanisme pengereman, sehingga dapat

dirumuskan sebagai berikut:

T = F r (5)

dengan T adalah torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros, F adalah gaya

pengimbang torsi, dan r = jarak lengan torsi ke poros.

2.3.4 Daya Kincir

Pada umumnya perhitungan untuk menghitung daya pada gerak

melingkar dapat dituliskan sebagai berikut:

Pout = T ω (6)

dengan T adalah torsi dinamis, ω adalah kecepatan sudut didapatkan dari:

ω = n rpm

= n


14

=

=

(7)

Sehingga daya kincir angin dapat dituliskan dengan persamaan:

Pout = T

W (8)

dengan Pout adalah daya yang dihasilkan kincir angin, dan adalah putaran

poros.

2.3.5 Tip Speed Ratio

Tip spead ratio (tsr) adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu kincir

angin dengan kecepatan angin.

Kecepatan di ujung sudu (vt) dapat dirumuskan sebagai berikut:

vt = ω r (9)

dengan vt adalah kecepatan ujung sudu, ω adalah kecepatan sudut, dan r adalah

jari-jari kincir.

Daya dimiliki tip spead ratio dapat dirumuskan dengan:

tsr =

(10)

dengan r adalah jari – jari kincir, n = putaran poros kincir tiap menit, dan v adalah

kecepatan angin.

2.3.6 Koefisiensi Daya (Cp)

Koefisien daya (Cp) adalah pebandingan antara daya yang dihasilkan oleh

kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin), sehingga dapat


15

dirumuskan sebagai berikut:

Cp =

100% (11)

dengan Cp adalah koefisien daya, Pout adalah daya yang dihasilkan oleh kincir, dan

Pin adalah daya yang dihasilkan oleh angin.

2.4 Grafik Hubungan Antara Cp Terhadap tsr

Menurut Albert Betz Ilmuan Jerman bahwa koefisien daya maksimal dari kincir

angin adalah sebesar 59% seperti yang terlihat pada Gambar 2.7. Batas

koefisien daya maksimal ini dikenal dengan sebutan Betz limit.

Gambar 2.7 Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan tips speed

ratio (tsr) dari beberapa jenis kincir.

(Sumber:http://www.intechopen.com/source/html/16242/media/image67.jpe

g, diakses 12 Februari 2015)


http://www.intechopen.com/source/html/16242/media/image67.jpe%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20g

http://www.intechopen.com/source/html/16242/media/image67.jpe%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20g

16

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir

Pembuatan kincir angin, penelitian, dan pengambilan data dilakukan di

Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma.

Langkah kerja dalam penelitian ini meliputi perancangan kincir angin hingga

analisis data seperti diagram alir yang ditunjukan pada Gambar 3.1 yang diperoleh

dari proses pengambilan data.

Gambar 3.1 Diagram alir metode penelitian kincir angin

Mulai

Perancangan kincir angin propeler

Pembuatan kincir angin propeler berbahan baku papan triplek dengan variasi

anyaman bambu dan aluminium dengan kemiringan sudut patahan 10 o.

Pengambilan data untuk kecepatan angin, kecepatan poros kincir angin, dan

beban pengereman.

Pengolahan data untuk mencari Cp dan tsr kemudian membandingkan Cp

dan Tsr, beban dan rpm, torsi dan Pout pada masing-masing variasi.

Analisis serta pembahasan data dan pembuatan laporan

Selesai

i


17

3.2 Bahan

Diperlukan bahan pendukung untuk mendukung pembuatan kincir angin tipe

propeler. Beberapa bahan pendukung tersebut adalah:

a. Sudu kincir angin

Sudu kincir merupakan daerah sapuan angin yang menerima energi angin

sehingga dapat membuat dudukan sudu atau turbin berputar. Variasi

yang 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 – masing sudu memiliki bentuk dan ukuran yang

sama.

b. Bahan untuk perekat dan pembuat sudut patahan 10o

Dalam proses perekatan antara celah potongan segmen papan triplek

digunakan serbuk kayu halus yang dibaburkan diseluruh celah segmen papan

triplek, kemudian direkatkan dengan lem G agar celah tertutup oleh serbuk

kayu yang mengeras bersamaan dengan lem G serta hasilnya kokoh.

c. Bahan untuk pelapis sudu

Lapisan permukan sudu yang digunakan terbuat dari plat aluminium dan

anyaman bambu.

d. Bahan untuk rotor

Rotor terbuat dari bahan kayu triplek yang dilapisi dengan seng sehingga

memperkokoh dalam menopang sudu kincir saat dirakit dengan rotor dan saat

kuat dalam pengujian.


18

e. Baut dan mur yang digunakan untuk menopang sudu pada rotor

f. Paku 3/4 in yang digunakan perekat triplek

g. Lem G dan serbuk kayu halus

h. Lem sebagai perekat lapisan sudu

i. Kawat tipis untuk perekat sudu

j. Mata bor untuk melubangi sudu

3.3 Alat

Diperlukan alat pendukung untuk mendukung pembuatan kincir angin tipe

propeler. Beberapa alat pendukung tersebut adalah:

a. Mesin bor

Mesin bor digunakan untuk melubangi sudu yang digunakan untuk lubang

masuk kawat untuk perekat atau penguat sudut sudu.

b. Gergaji

Gergaji digunakan untuk memotong triplek yang dugunakan untuk

membentuk sudu kincir.

c. Mesin gerinda

Mesin gerinda digunakan untuk menghaluskan permukaan lapisan sudu.

d. Palu, obeng, tang, dan pengaris besi

Palu 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.


19

e. Gunting plat

Gunting plat digunakan untuk memotong aluminium dan memotong anyaman

bambu agar sesuai dengan ukuran sudu.

f. Trowongan Angin

Terowongan angin (wind tunnel) seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.2

adalah sebuah lorong angin dengan tinggi 1,2 meter, lebar 1,2 meter, dan

panjang 2,4 meter. Terowongan angin ini berfungsi sebagai tempat angin

bergerak dengan kecepatan tertentu dan juga sebagai tempat pengujian

kincir angin.

Gambar 3.2 Terowongan angin (wind tunnel) yang digunakan dalam

penelitian

g. Fan blower

Fan blower seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.3 berfungsi untuk

menghisap udara yang akan disalurkan ke wind tunnel. Fan blower ini


20

digerakkan oleh mesin listrik dengan daya penggerak motor 5,5 kW. Fan

blower ini terletak dibagian belakang trowongan angin (wind tunnel)

Gambar 3.3 Fan blower

h. Anemometer

Anemometer seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.4 berfungsi untuk

mengukur kecepatan angin di dalam wind tunnel. Anemometer dipasang pada

bagian depan kincir angin (di dalam wind tunnel) pada tempat yang telah

tersedia. Pengaturan kecepatan angin dilakukan dengan cara mengatur jarak

blower dengan wind tunnel.

Gambar 3.4 Anemometer


21

i. Takometer

Takometer (tachometer) seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.5 adalah

alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putaran poros kincir yang

dinyatakan dalam satuan rpm (rovolutions per minute). Pengukuran rpm

dilakukan dibagian sistem pengereman (diluar wind tunnel) pada bagian yang

telah tersedia. Jenis takometer yang digunakan adalah digital light

takometer, cara kerjanya cukup sederhana meliputi 3 bagian, yaitu : Sensor,

pengolah data dan penampil.

Gambar 3.5 Takometer

j. Neraca pegas

Neraca pegas seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.6 digunakan untuk

mengetahui beban pengereman pada kincir pada saat kincir angin berputar.

Neraca pegas ini diletakan di samping sistem pengereman, yang

disambungkan dengan sebuah tali pada sistem pengeremn.


22

Gambar 3.6 Neraca pegas

k. Sistem pengereman

Sistem pengereman seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.7 berfungsi

sebagai beban pada perputaran kincir, yang dimana kincir diberi beban

berupa karet untuk mengetahui besarnya torsi dan kecepatan putaran kincir

angin. Sistem pengereman ini terletak didepan trowongan angin (wind tunnel )

yang terhubung langsung oleh poros kincir, sehingga pada saat kincir berputar

sistem pengereman juga ikut berputar.

Gambar 3.7 Sistem pengereman


23

l. Penopang kincir

Penopang kincir seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.8 berfungsi sebagai

penopang sudu, agar kincir dapat berputar. Poros kincir ini juga sebagai

penghubung antara kincir dengan sistem pengereman, yang dihubungkan

dengan poros penyambung.

Gambar 3.8 Penopang kincir

3.4 Prosedur Penelitian

Ada beberapa prosedur penelitian yang harus dilakukan demi mendapatkan

hasil yang maksimal dan faktor keselamatan penguji. Prosedur yang harus

dilakukan diantaranya :

a. Pembuatan alat

Adapun langkah-langkah pembuatan kincir angin propeler yaitu:

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan

2. Pembuatan kincir angin propeler meliputi :

a. Menyiapkan lembaran triplek ukuran 8 in untuk bahan dasar sudu.

b. Membuat gambar atau cetakan pada lembaran triplek sesuai dengan

ukuran sudu. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.9.


24

c. Memotong pola sudu kincir dengan gergaji.

d. Membuat cetakan atau mal dengan sudut 10o.

e. Membuat lubang kecil di pinggir sudu mengunakan bor, berguna untuk

memasang kawat dan mengencangkan sudu jika disatukan.

f. 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.

Gambar 3.9 Sudu kincir angin


25

Gambar 3.10 Sudut patahan kincir angin

g. Setelah sudu variasi pertama selesai dibuat seperti yang ditunjukan pada

Gambar 3.11, langkah selanjutnya membuat variasi kedua yaitu melapisi

dengan aluminium dibagian depan dengan merekatkan aluminium

menggunakan lem.

h. Selanjutnya variasi ketiga yaitu melapisi aluminium dibagian depan dan

belakang, dengan menggunakan lem untuk merekatkan lapisan tersebut.

i. Terakhir membuat variasi keempat yaitu melapisi anyaman bambu

dibagian depan serta aluminium dibagian belakang menggunakan lem.

j. Setelah sudu sudah dibuat untuk empat variasi, selanjutya melakukan

pengambilan data.


26

Gambar 3.11 Kincir angin yang diteliti

b. Langkah Penelitian

Pengambilan data kecepatan angin, beban, dan kecepatan putar poros kincir

dilakukan secara bersama-sama. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium

Konversi Energi Prodi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma dengan memakai

sebuah terowongan angin yang dilengkapi dengan sebuah blower berkapasitas 5,5

kW. Skema susunan alat-alat uji dalam proses penelitian ini adalah seperti yang

ditunjukan pada Gambar 3.11.


27

Gambar 3.12 Skema alat uji dalam proses penelitian

Keterangan:

1. Neraca pegas

2. Sistem pengereman

3. Anemometer

4. Kincir angin

5. Motor listrik

6. Blower

Proses pengambilan data:

1. Memasang kincir angin variasi pertama tepat di dalam wind tunnel.

2. Poros kincir di hubungkan dengan mekanisme pengereman.

3. Memasang anemometer pada terowongan di depan kincir angin

untuk mengukur kecepatan angin di saluran terowongan angin.

4. Memasang neraca pegas yang dibubungkan ke sistem pengereman.


28

5. Jika sudah siap, fan blower di hidupkan untuk menghembuskan angin

pada terowongan angin. Membiarkannya beroprasi beberapa menit sampai

putarannya stabil.

6. Mengukur putaran poros kincir dengan menggunakan takometer untuk

putaran awal tanpa beban.

7. Mengukur kecepatan putaran kincir menggunakan anemometer. Data diambil

3 kali setiap beban pengereman.

8. Menambah beban pengereman menggunakan karet secara berkala sampai

kincir berhenti berputar.

9. Melakukan proses pengabilan data seperti diatas pada variasi kedua dengan

lapisan permukaan aluminium bagian atas sudu, ketiga lapisan permukaan

aluminium atas dan bahwah sudu, dan keempat lapisan permukaan anyaman

bambu bagian depan dan aluminium.

10. Jika pengambilan data selesai, selanjutnya melakukan pengolahan data dan

pembahasan hasil penelitian.

3.5 Variabel Penelitian

Variabel dalam penelitian ini adalah :

1. Variasi lapisan permukaan sudu kincir yaitu: tanpa lapisan, dengan lapisan

plat aluminium dibagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium dibagian

depan dan belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium dibagian

belakang dan anyaman bambu dibagian depan sudu.

2. Variasi kecepatan angin dalam penelitian ini adalah: 8 – 9 m/s.


29

3.6 Variable yang Diukur

Parameter yang diukur dalam penelitian ini adalah :

1. Kecepatan angin (m/s)

2. Putaran kincir (rpm)

3. Gaya pengimbang (N)

3.5 Parameter yang Dihitung

Parameter yang dihitung untuk mendapatkan karakteristik kincir angin adalah:

1. Daya angin (Pin)

2. Daya kincir (Pout)

3. Gaya pengimbang torsi (T)

4. Koefisien Daya (Cp)


30

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 variasi

sudu kincir yaitu : tanpa lapisan, dengan lapisan plat aluminium dibagian depan

sudu, dengan lapisan plat aluminium dibagian depan dan belakang sudu, dan

dengan lapisan plat aluminium dibagian belakang serta anyaman bambu dibagian

depan sudu.

Data yang diperoleh dari pengujian diolah menggunakan Microsoft Excel

dan hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

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

tanpa lapisan serta sudut patahan 10o. Dapat dilihat bahwa tabel di awah ini

memiliki 11 data. Jumlah data di atas dihasilkan dari pengujian data kincir angin

propeler sesuai dengan jumlah beban yang diberikan kincir angin hingga kincir

angin berhenti berputar. Dapat dilihat bahwa beban maksimal yang mampu

dihasilkan kincir angin ini adalah 2,26 N, dengan putaran kincir adalah 370 rpm,

dan kecepatan angin rerata adalah 8,5 m/s.


31

Tabel 4.1 Data percobaan kincir angin variasi sudu kincir

tanpa lapisan dengan sudut patahan 10o.

No.

Kecepatan

Angin, v

(m/s)

Putaran

kincir, n (rpm)

Beban dalam

newton, F

(N)

1 8,53 800 0,00

2 8,64 764 0,29

3 8,71 693 0,49

4 8,77 661 0,88

5 8,52 618 1,08

6 8,64 588 1,37

7 8,53 574 1,47

8 8,71 568 1,67

9 8,54 498 1,96

10 8,46 437 2,06

11 8,65 370 2,26

4.1.2 Hasil dari pengujian kincir dengan variasi sudu kincir lapisan

permukaan plat aluminium bagian depan sudu.


pengambilan data pengujian kincir angin propeler dengan variasi sudu kincir

lapisan permukaan plat aluminium bagian depan sudu serta sudut patahan 10o.

Dapat dilihat bahwa tabel di atas memiliki 11 data. Jumlah data di bawah ini

dihasilkan dari pengujian data kincir angin sesuai dengan jumlah beban yang

diberikan kincir angin hingga kincir angin berhenti berputar. Beban maksimal

yang mampu dihasilkan kincir angin ini adalah 2,16 N, dengan putaran kincir

adalah 356 rpm, dan kecepatan angin rerata adalah 8,5 m/s.


32


lapisan permukaan aluminium bagian depan sudu dengan sudut

patahan 10°.

No.

Kecepatan

Angin, v

(m/s)

Putaran kincir,

n (rpm)

Beban dalam

newton, F

(N)

1 8,61 819 0,00

2 8,71 734 0,39

3 8,62 716 0,59

4 8,65 706 0,78

5 8,73 682 0,98

6 8,85 652 1,18

7 8,59 607 1,37

8 8,62 566 1,57

9 8,79 547 1,77

10 8,69 459 1,96

11 8,85 356 2,16

4.1.3 Hasil dari pengujian kincir dengan variasi lapisan permukaan plat

aluminium bagian depan dan belakang sudu.


pengambilan data pengujial kincir angin propeler dengan variasi sudu kincir

lapisan permukaan plat aluminium bagian depan dan belakang sudu serta sudut

patahan 10o. Dapat dilihat bahwa tabel di bawah ini memiliki 13 data. Jumlah data

di atas dihasilkan dari pengujian data kincir angin sesuai dengan jumlah beban

yang diberikan kincir angin hingga kincir angin berhenti berputar. Beban

maksimal yang mampu dihasilkan kincir angin ini adalah 2,75 N, dengan putaran

kincir adalah 485 rpm, dan kecepatan angin adalah 8,5 m/s.


33


lapisan permukaan aluminium bagian depan dan belakang

sudu dengan sudut patahan 10O.

No.

Kecepatan

Angin, v

(m/s)

Putaran kincir,

n (rpm)

Beban dalam

newton, F

(N)

1 9,17 982 0,00

2 9,03 931 0,39

3 9,19 902 0,69

4 8,82 805 0,98

5 8,60 745 1,18

6 8,68 724 1,37

7 8,83 709 1,57

8 8,67 653 1,77

9 8,83 608 1,96

10 8,85 591 2,16

11 8,78 560 2,35

12 8,81 512 2,55

13 8,84 485 2,75

4.1.4 Hasil dari pengujian kincir dengan variasi sudu kincir lapisan

permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian

depan.

Data yang ditunjukan pada Tabel 4.4 merupakan data dari hasil pengambilan

data pengujial kincir angin propeler dengan variasi sudu kincir lapisan aluminium

bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu serta sudut patahan 10O.

Dapat dilihat bahwa tabel di bawah ini memiliki 11 data. Jumlah data di atas

dihasilkan dari pengujian data kincir angin sesuai dengan jumlah beban yang

diberikan kincir angin hingga kincir angin berhenti berputar. Beban maksimal

yang mampu dihasilkan kincir angin ini adalah 2,06 N, dengan putaran kincir

adalah 354 rpm, dan kecepatan angin adalah 8,5 m/s.


34


lapisan permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman

bambu bagian depan sudu dengan sudut patahan 10O.

No.

Kecepatan

Angin, v

(m/s)

Putaran kincir,

n (rpm)

Beban dalam

newton, F

(N)

1 8,48 744 0,00

2 8,46 711 0,29

3 8,53 675 0,49

4 8,52 632 0,69

5 8,42 602 0,88

6 8,61 582 1,18

7 8,63 545 1,37

8 8,31 495 1,57

9 8,36 441 1,77

10 8,41 422 1,96

11 8,54 354 2,06

4.2 Perhitungan

Data yang digunakan dalam contoh perhitungan di bawah menggunakan data

pecobaan kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakan dan anyaman

bambu bagian depan sudu, pada siklus percobaan langkah ke 10 dapat dilihat pada

Tabel 4.9.

Data pendukung perhitungan diantaranya: diameter kincir, panjang lengan

torsi, swept area, suhu udara, densitas udara, dan kecepatan angin. Data tersebut

dapat dilihat pada Tabel 4.5.


35

Tabel 4.5 Data pendukung perhitungan

Diameter kincir 80 cm

Panjang lengan torsi 20 cm

Swept area 0,503 m2

Suhu udara 28oC

Densitas udara 1,18 kg/m3

Kecepatan angin 8,41 m/s

4.2.1 Perhitungan Daya Angin

Langkah-langkah perhitungan dapat dilihat pada contoh sampel yang

diambil dari tabel-tabel yang tersedia.

4.2.2 Daya Kincir

Daya yang dihasilkan angin pada kincir angin dengan A= 0,503 m2 dan

kecepatan angin 8,41 m/s (dari Tabel 4.5), perhitungan daya dapat dicari dengan

menggunakan Persamaan (4).

Oleh karena itu daya kincir dapat dihasilkan sebagai berikut:

Pin =

. A .v

3

=

. 1,18 kg/m

3 . 0,503 m

2 . (8,41 m/s)

3

= 176,4 watt

4.2.3 Tip Speed Ratio

Daya yang dihasilkan oleh kincir angin dapat dicari dengan menggunakan

Persamaan (6), untuk mendapatkan daya kincir harus diketahui kecepatan sudut


36

dan torsi. Dari data numerik yang ada, maka dapat ditentukan berdasarkan

Persamaan (7).

Berdasarkan data dalam Tabel 4.9 baris ke-10, kecepatan sudut kincir secara

berturut-turut:

ω =

= 44,23 rad/s

Berdasarkan Tabel 4.9, torsi yang diberikan menggunakan Persamaan (5) adalah:

T = F . r

= 1,96 N. 0,2 m

= 0,39 Nm

Daya kincir yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan Persamaan (6):

Pout = T . ω

= 0,39 Nm . 44,23 rad/s

= 17,35 watt

Untuk mencari tip speed ratio digunakan Persamaan (10):

tsr =

=

=

= 2,10


37

4.2.4 Koefisien Daya Kincir

Koefisien daya kincir dapat dicari dengan menggunakan Persamaan (11):

Cp =

=

= 9,84 %

4.3 Hasil Perhitungan

4.3.1 Hasil dari perhitungan data kincir angin variasi tanpa lapisan.

Data yang ditunjukan pada Tabel 4.6 adalah data hasil perhitungan kincir

angin variasi sudu kincir tanpa lapisan dengan sudut patahan sudu 10o.

Tabel 4.6 Data perhitungan kincir angin variasi sudu kincir tanpa lapisan.

No.

Beban

Torsi, T

(N.m)

Kecepatan

Sudut, ω

(rad/s)

Daya

angin,

Pin

(watt)

Daya

kincir,

Pout

(watt)

Tip speed

ratio

(tsr)

Koef.

Daya, Cp

(%)

1 0,00 83,81 183,85 0,00 3,93 0,00

2 0,06 80,04 191,28 4,71 3,71 2,46

3 0,10 72,54 196,19 7,12 3,33 3,63

4 0,18 69,25 199,81 12,23 3,16 6,12

5 0,22 64,72 183,42 13,97 3,04 7,62

6 0,27 61,54 191,05 16,90 2,85 8,85

7 0,29 60,11 184,06 17,69 2,82 9,61

8 0,33 59,48 195,74 19,84 2,73 10,14

9 0,39 52,12 184,49 20,45 2,44 11,08

10 0,41 45,73 179,57 18,84 2,16 10,49

11 0,45 38,78 192,16 17,50 1,79 9,11


38

Data yang ditunjukan pada Tabel 4.6 diatas dihasilkan koefisien daya (Cp)

tertinggi adalah: 11,08%, pada tip speed ratio (tsr) adalah: 2,44 dan daya kincir

(Pout) adalah: 20,45 watt, serta daya angin (Pin) 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 dengan

sudut patahan 10o.

Tabel 4.7 Data perhitungan kincir angin variasi lapisan permukaan aluminium

bagian depan.

No.

Beban

Torsi, T

(N.m)

Kecepatan

Sudut, ω

(rad/s)

Daya

angin,

Pin

(watt)

Daya

kincir,

Pout

(watt)

Tip speed

ratio

(tsr)

Koef.

Daya, Cp

(%)

1 0,00 85,77 189,07 0,00 3,99 0,00

2 0,08 76,90 195,74 6,04 3,53 3,08

3 0,12 74,94 190,17 8,82 3,48 4,64

4 0,16 73,93 191,94 11,60 3,42 6,05

5 0,20 71,42 197,09 14,01 3,27 7,11

6 0,24 68,31 205,33 16,08 3,09 7,83

7 0,27 63,56 187,97 17,46 2,96 9,29

8 0,31 59,24 190,17 18,60 2,75 9,78

9 0,35 57,25 201,64 20,22 2,60 10,03

10 0,39 48,10 194,39 18,87 2,21 9,71

11 0,43 37,28 205,56 16,09 1,68 7,83


39


tertinggi adalah: 10,03%, dengan tip speed ratio (tsr) adalah: 2,60 dan daya kincir


4.3.3 Hasil dari perhitungan kincir dengan variasi sudu kincir lapisan

permukaan plat aluminium bagian depan dan belakang sudu.

Data yang ditunjukan pada Tabel 4.8 adalah data perhitungan kincir angin

variasi lapisan aluminium bagian depan dan belakang sudu dengan sudut patahan

10O.

Tabel 4.8 Data perhitungan kincir angin variasi sudu kincir lapisan aluminium

bagian depan dan belakang sudu.

No.

Beban

Torsi, T

(N.m)

Kecepatan

Sudut, ω

(rad/s)

Daya

angin,

Pin

(watt)

Daya

kincir,

Pout

(watt)

Tip speed

ratio

(tsr)

Koef. Daya,

Cp

(%)

1 0,00 102,87 228,43 0,00 4,49 0,00

2 0,08 97,49 218,12 7,65 4,32 3,51

3 0,14 94,42 230,43 12,97 4,11 5,63

4 0,20 84,26 203,25 16,53 3,82 8,13

5 0,24 78,02 188,41 18,37 3,63 9,75

6 0,27 75,78 193,94 20,82 3,49 10,73

7 0,31 74,25 204,17 23,31 3,36 11,42

8 0,35 68,38 193,27 24,15 3,15 12,50

9 0,39 63,63 204,17 24,97 2,88 12,23

10 0,43 61,89 205,56 26,71 2,80 13,00

11 0,47 58,68 200,95 27,63 2,67 13,75

12 0,51 53,62 202,79 27,35 2,43 13,49

13 0,55 50,82 204,64 27,92 2,30 13,64


40




4.3.4 Hasil dari perhitungan kincir dengan variasi lapisan aluminium

bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan.

Data yang ditunjukan pada Tabel 4.9 adalah data perhitungan kincir angin

variasi lapisan aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan

sudu dengan sudut patahan 10O.

Tabel 4.9 Data perhitungan kincir angin vaiasi lapisan aluminium bagian

belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu.

No.

Beban

Torsi, T

(N.m)

Kecepatan

Sudut, ω

(rad/s)

Daya

angin,

Pin

(watt)

Daya

kincir,

Pout

(watt)

Tip speed

ratio

(tsr)

Koef. Daya,

Cp

(%)

1 0,00 77,91 180,63 0,00 3,68 0,00

2 0,06 74,46 179,36 4,38 3,52 2,44

3 0,10 70,72 183,85 6,94 3,32 3,77

4 0,14 66,15 183,20 9,08 3,11 4,96

5 0,18 63,08 177,03 11,14 3,00 6,29

6 0,24 60,98 189,29 14,36 2,83 7,58

7 0,27 57,11 190,83 15,69 2,65 8,22

8 0,31 51,84 169,98 16,27 2,50 9,57

9 0,35 46,22 173,28 16,32 2,21 9,42

10 0,39 44,23 176,40 17,35 2,10 9,84

11 0,41 37,07 184,71 15,27 1,74 8,27


41




4.4 Grafik Hasil Perhitungan

Dari hasil perhitungan kincir yang diperoleh, kemudian diolah kembali ke

dalam bentuk grafik untuk mengetahui hubungan antara torsi (N.m) dengan

kecepatan putar kincir (rpm), daya yang dihasilkan kincir (Pout) dengan kecepatan

putar kincir (rpm) dan koefisien daya kincir (Cp) dengan tip speed ratio (tsr).

Grafik yang disajikan untuk setiap variasi percobaan dapat dilihat pada grafik

berikut ini:

4.4.1 Grafik kincir angin untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan

Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.1 merupakan grafik hubungan Cp

dan tsr untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan.

Gambar 4.1 Grafik hubungan Cp dan tsr untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan.

Cp = -3,646 tsr2 + 15,977 tsr - 7,1236

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5

Ko

efi

sien

da

ya

, C

p (

%)

Tip speed ratio (tsr)


42

Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.2 merupakan grafik hubungan Pout

dan torsi untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan.

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya kincir (Pout) dan torsi (T) untuk variasi

sudu kincir tanpa lapisan.

Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.3 merupakan grafik hubungan rpm

dan torsi untuk variasi sudu kincir tanpa lapisan.

Gambar 4.3 Grafik hubungan rpm dan torsi (T) untuk variasi tanpa lapisan.

0

5

10

15

20

25

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Da

ya

kin

cir

an

gin

, P

ou

t (w

att

)

Torsi, T (N.m)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Pu

tara

n k

inci

r (r

pm

)

Torsi, T (N.m)


43

Gambar 4.1 menunjukan bahwa semakin besar tip speed ratio maka

semakin besar koefisien daya yang dihasilkan, sampai kondisi maksimal

kemudian koefisien daya menurun. Pada grafik diatas dengan melakukan

pendekatan diperoleh persamaan Cp = -3,646tsr2 + 15,977tsr - 7,1236 kemudian

persamaan tersebut dideferensialkan sehingga didapat

= 2. – 3,646 tsr +

15,977. Dengan mengatur

= 0 didapat nilai koefisien daya (Cp) maksimal

adalah: 10,38 %, pada tip speed ratio (tsr) optimal: 2,19.

Gambar 4.2 menunjukan bahwa daya kincir (Pout) 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. Pada grafik diatas menunjukan bahwa nilai daya

kincir (Pout) tertinggi adalah: 19,08 watt, pada torsi (T): 0,41 N.m.

Gambar 4.3 menunjukan bahwa semakin besar putaran poros kincir maka

semakin kecil torsi yang dihasilkan atau sebaliknya semakin kecil putaran poros

kincir maka semakin besar torsi yang dihasilkan. Pada grafik diatas menunjukan

bahwa nilai putaran kincir (rpm) tertinggi sebesar: 780 rpm, serta torsi (T)

tertinggi sebesar: 0,45 N.m.

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 (Cp) dan tip speed ratio (tsr) untuk variasi sudu kincir lapisan

aluminium bagian depan sudu.


44

Gambar 4.4 Grafik hubungan koefisien daya dan tsr untuk variasi lapis



putaran kincir (rpm) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium

bagian depan sudu.


bagian depan sudu.


daya kincir (Pout) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium bagian

depan sudu.

Cp = -4,2388tsr2 + 20,314tsr - 14,288 0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5

Ko

efis

ien

da

ya

, C

p (

%)


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Pu

tara

n k

inci

r (r

pm

)

Torsi, T (N.m)


45








= 2. – 4,2388tsr +









Gambar 4.6 menunjukan bahwa daya (Pout) berbanding lurus dengan torsi

(T), dimana jika torsi semakin besar maka daya yang dihasilkan juga akan

0

5

10

15

20

25

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Da

ya

kin

cir,

Pou

t (w

att

)

Torsi, T (N.m)


46




4.4.3 Grafik kincir angin untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium

bagian depan dan bagian belakang sudu.



aluminium bagian depan dan belakang sudu.

Gambar 4.7 Grafik hubungan koefisien daya dan tsr untuk variasi sudu kincir

lapisan aluminium bagian depan dan bagian belakang sudu.



bagian depan dan belakang sudu.

Cp = -3,4706tsr2 + 17,854tsr - 9,4402

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5

Ko

efis

ien

da

ya

, C

p (

%)



47


bagian depan dan bagian belakang sudu.

Grafik yang ditunjukan pada Gambar 4.8 merupakan grafik hubungan daya

kincir (Pout) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium bagian

depan dan belakang sudu.

Gambar 4.9 Grafik hubungan torsi dan daya kincir (Pout) untuk variasi lapis

aluminium bagian depan dan bagian belakang sudu.



0

200

400

600

800

1000

1200

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60

Pu

tara

n k

inci

r (r

pm

)

Torsi, T (N.m)

0

5

10

15

20

25

30

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60

Da

ya

kin

cir,

Pou

t (w

att

)

Torsi, T (N.m)


48




= 2. – 3,4706tsr +









Gambar 4.9 menunjukan bahwa daya (Pout) berbanding lurus dengan torsi

(T), dimana jika torsi semakin besar maka daya yang dihasilkan juga akan




4.4.4 Grafik kincir angin untuk variasi lapis aluminium bagian belakang

dan anyaman bambu bagian depan sudu



aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu.


49

Gambar 4.10 Grafik hubungan koefisien daya dan tsr untuk variasi lapisan


sudu.



bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu.

Gambar 4.11 Grafik hubungan rpm dan torsi untuk variasi lapisan aluminium

bagian belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu.


daya kincir (Pout) dan torsi (T) untuk variasi sudu kincir lapisan aluminium bagian

Cp= -4,0536tsr2 + 17,477tsr - 9,443

0

2

4

6

8

10

12

0 1 2 3 4 5

Ko

efis

ien

da

ya

, C

p (

%)


0

100

200

300

400

500

600

700

800

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Pu

tara

n k

inci

r (r

pm

)

Torsi, T (N.m)


50

belakang dan anyaman bambu bagian depan sudu.



sudu.




pendekatan diperoleh persamaan Cp= -4,0536tsr2 + 17,477tsr - 9,443 kemudian


= 2. – 4,0536tsr +









0

5

10

15

20

25

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Da

ya

kin

cir,

Pou

t (w

att

)

Torsi, T (N.m)


51

Gambar 4.12 menunjukan bahwa daya kincir (Pout) 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



4.4.5 Grafik perbandingan kincir angin untuk semua variasi


koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (tsr) untuk semua variasi sudu kincir.

Gambar 4.13 Grafik hubungan koefisien daya (Cp) dan tip speed ratio (tsr)

untuk semua variasi sudu kincir angin.

Gambar 4.13 memperlihatkan bahwa koefisien daya (Cp) maksimal

tertinggi ditunjukan pada variasi ketiga (warna merah) yaitu: variasi sudu kincir

lapisan permukaan aluminium bagian depan dan belakang sudu, dengan koefisien

daya (Cp) adalah 13,52 %, pada tip speed ratio (tsr): 2,57. Sedangkan koefisien

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5

Ko

efis

ien

da

ya

(C

p)


Variasi sudu tanpalapisan

Variasi lapisan plataluminium bagiandepan

Variasi lapisan plataluminium depandan belakang sudu

Variasi lapisan plataluminium bagianbelakang dananyaman bambubagian depan sudu


52

daya (Cp) maksimal terendah ditunjukan pada variasi kelima (warna biru) yaitu:

variasi sudu kincir lapisan permukaan aluminium bagian belakang dan anyaman

bambu bagian depan sudu, dengan koefisien daya (Cp) adalah 9,39 % , serta tip

speed ratio (tsr): 2,16. Variasi lapisan sudu lapisan permukaan aluminium bagian

depan dan belakang sudu adalah variasi lapisan yang terbaik jika dibandingkan

dengan variasi lapisan yang lain.


53

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian kincir angin model propeler tiga sudu datar dari bahan

triplek dengan sudut patahan 10o 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 aluminium

di bagian depan sudu, dengan lapisan plat aluminium di bagian depan dan

belakang sudu, dan dengan lapisan plat aluminium di bagian belakang dan

anyaman bambu dibagian depan sudu. Kincir angin yang dibuat memiliki

sudut patahan, bentuk, dan ukuran yang sama.

b. Model kincir angin dengan sudu kincir tanpa lapisan menghasilkan koefisien

daya maksimal sebesar 10,38 %, pada tip speed ratio optimal 2,19. Model

kincir angin dengan lapisan permukaan plat aluminium bagian depan sudu


optimal 2,40. Model kincir angin dengan lapisan permukaan plat aluminium

bagian depan dan belakang menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar

13,52%, pada tip speed ratio optimal 2,57. Model kincir angin dengan lapisan

permukaan plat aluminium bagian belakang dan anyaman bambu bagian

depan sudu menghasilkan koefisien daya maksimal sebesar 9,39 %, pada tip

speed ratio optimal sebesar 2,16.


54

c. Dari keempat model kincir angin yang diteliti, tampak bahwa model kincir

angin dengan lapisan permukaan plat aluminium bagian depan dan belakang

sudu merupakan variasi terbaik dari model kincir lainnya yang dapat


sebesar 2,57.

5.2 Saran

Setelah melakukan penelitian maka didapatkan kelebihan dan kekurangan

yang perlu diperhatikan untuk bahan refrensi penelitian selanjutnya dibidang

kincir angin diantaranya:

a. Untuk medapatkan daya maksimal kehalusan sudu kincir angin perlu

diperhatikan karena semakin halus permukan sudu kincir maka hambatannya

akan semakin kecil.

b. Perlu dilakukan pengambilan data lebih banyak untuk mendapatkan data yang

lebih akurat.


55

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto Y., 2007, “Kajian Potensi Angin Untuk Pembangkit Listrik Tenaga

Bayu.”, Balai PPT AGG, Yogyakarta.

Jhonson, G.L., 2006, “Wind Energy System.”, Manahattan.

Kadir, A., 1995, “ Energi : Sumber Daya, Inovasi, Tenaga Listrik dan Potensial

Ekonomi.”, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.


56

LAMPIRAN

a. Variasi kincir angin

Variasi pertama Variasi kedua

Variasi ketiga Variasi keempat


57

b. Proses pembuatan kincir dan pengujian


58


Documents

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIaluminium di bagian depan dan belakang sudu merupakan variasi terbaik, dengan menghasilkan koefisien daya maksimal 13,52%, pada tip speed ratio