i

UNJUK KERJA AMERICAN MULTIBLADE

DENGAN DIAMETER SUDU 25 INCI

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

Disusun oleh:

LUKAS ERI SENO AJI

NIM : 055214020

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

ii

PERFORMANCE OF AMERICAN MULTIBLADE WITH 25 INCI

OF BLADE DIAMETERS

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of The Requirement

to Obtain The Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

By:

LUKAS ERI SENO AJI Student Number : 055214020

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2010

iii

iv

v

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk

Tuhanku Yesus Kristus Ayah dan Ibu tercinta, Mas Koko, Mas Pras,

Mas Ony beserta seluruh keluarga

Segenap Dosen, Staff dan Karyawan Prodi Teknik Mesin Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta

Teman-teman seperjuangan Tugas Akhir, Teman-teman Teknik Mesin 2005,

Kost Sunrise, Kost 127, Teman-teman SMM’84, Dan untuk seluruh teman-temanku yang

sekarang sedang berjuang dalam hidupnya

Perjuangan tak berhenti sampai disini...

vi

vii

viii

INTISARI

Pada dasarnya angin bertiup di semua daerah di permukaan bumi. Artinya, di

mana angin bertiup, tempat tersebut mempunyai potensi untuk memanfaatkan energi

angin. Namun, untuk mendapatkan angin dengan kecepatan tinggi perlu dilakukan

analisis terlebih dahulu. Secara umum daerah datar lebih menguntungkan

dibandingkan daerah bertopografi beragam. Beberapa contoh daerah yang memiliki

kecepatan angin yang cukup tinggi antara lain seperti daerah pantai, lepas pantai,

padang pasir, padang rumput dan lain-lain. Namun terdapat juga tempat-tempat yang

bisa meningkatkan kecepatan angin seperti di puncak bukit, atau di celah antara

pegunungan juga di tepi pantai.

Listrik yang dihasilkan dari Sistem Konversi Energi Angin dengan

menggunakan Kincir Angin akan bekerja optimal pada siang hari dimana angin

berhembus cukup kencang dibandingkan dengan pada malam hari, sedangkan

penggunaan listrik biasanya akan meningkat pada malam hari. Untuk

mengantisipasinya sistem ini sebaiknya tidak langsung digunakan untuk keperluan

produk-produk elektronik, namun terlebih dahulu disimpan dalam satu media seperti

baterai atau aki (accu) sehingga listrik yang keluar besarnya stabil dan bisa digunakan

kapan saja. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan hubungan efisiensi terhadap

kecepatan angin untuk empat variasi kincir tipe AMERICAN MULTIBLADE dengan

diameter sudu 25 inci.

Model kincir ini menggunakan sudu dengan ukuran diameter lingkar luar sudu

25 inchi. Agar menghasilkan listrik, alat ini dihubungkan dengan generator. Dari

kincir ini kita bisa mengukur tegangan, arus, putaran dan efisiensi/Cp. Alat ini

menggunakan variasi lampu sebagai pembebanannya. Pada setiap pembebanan

dilakukan pengukuran putaran poros kincir dengan menggunakan tachometer,

kecepatan angin yang diukur dengan menggunakan anemometer, dan arus listrik yang

dihasilkan yang diukur dengan menggunakan multimeter. Dari keseluruhan data,

didapatkan Cp terbesar diperoleh pada kecepatan angin 8,05 m/s yaitu 0,046 pada Tsr

0,942.

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan bagi Tuhan Yesus Kristus yang telah

memberikan kasih karuniaNya yang besar, yang senantiasa selau menuntun langkah

demi langkah hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang

merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana

Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta.

Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas

segala bantuan yang berupa moril maupun materiil dari semua pihak, terutama

kepada :

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

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

bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam

menyelesaikan Tugas Akhir.

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

Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan , serta fasilitas yang diberikan

selama masa kuliah.

4. Kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga, atas dukungan moral, material, doa

dan motivasi yang diberikan secara tulus ikhlas hingga tugas akhir ini bisa selesai.

x

5. Segenap rekan-rekan Teknik Mesin terutama angkatan 2005 dan angkatan 2004

dan kepada adik-adik tingkat yang masih tersisa, karena banyak pembelajaran

yang penulis dapatkan bersama kalian.

Tiada kata yang bisa penulis ucapkan selain terima kasih dan semoga Tuhan

selalu memberkati dan membalas segala kebaikan anda semua.

Demikian usaha yang telah penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, namun

penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu, penulis dengan terbuka dan senang hati menerima saran dan kritik yang

sifatnya membangun demi kemajuan yang akan datang.

Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna dan memberikan wawasan lebih

tentang ilmu pengetahuan dan teknologi bagi semua pembaca.

Yogyakarta, 22 April 2010

Penulis

xi

DAFTAR ISI

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

TITLE PAGE ……………………………...…………………...........….... ii

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

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

HALAMAN PERSEMBAHAN ..………………………………............... v

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

LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ..………………………........... vii

INTISARI ……………………………………………………...........……. viii

KATA PENGANTAR ..……………………………………....…...........… ix

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

DAFTAR TABEL …………………………………………....................... xiii

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

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

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

1.2 Rumusan Masalah…………………....…........................ 3

1.3 Tujuan Penelitian……........……………......................... 4

1.4 Variasi kincir.......……………........……........................ 4

BAB II LANDASAN TEORI …………....………........................... 7

2.1 Pengertian angin dan pembangkit listrik.......................... 7

2.2 Jenis-jenis kincir angin……….…................................... 8

xii

2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada kincir angin...................... 11

2.4 Perumusan……….....................…................................... 8

BAB III METODE PENELITIAN.….............……………............... 17

3.1 Metode Penelitian.……………………..………............. 19

3.2 Bahan dan alat.…………………………………............. 21

3.3 Variabel yang dibutuhkan…..….……………............…. 26

3.4 Langkah penelitian.............…………………….............. 26

BAB IV PEMBAHASAN..............................................................….. 29

4.1 Data-data hasil pengukuran........……………….............. 29

4.2 Pembahasan........…………………………….....………. 58

BAB V KESIMPULAN...................................…………………….. 59

5.1. Kesimpulan.……..........………………………………... 59

5.2. Saran...........……………………………………………. 60

DAFTAR PUSTAKA............……………………………………………… 61

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama.........................

29

Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua............................. 32

Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga............................ 35

Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat......................... 38

Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama......

41

Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi kedua.......... 44

Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi ketiga......... 47

Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi keempat...... 50

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Skema kincir untuk variasi pertama........................................... 4

Gambar 1.2 Skema kincir untuk variasi kedua.............................................. 5

Gambar 1.3 Skema kincir untuk variasi ketiga.............................................. 5

Gambar 1.4 Skema kincir untuk variasi keempat.......................................... 6

Gambar 2.1 Jenis kincir angin poros horisontal............................................. 9

Gambar 2.2 Jenis kincir angin poros vertikal................................................ 10

Gambar 2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada sudu kincir angin....................... 11

Gambar 2.4 Diagram Betz............................................................................. 12

Gambar 2.5 Penentuan Tip Speed Ratio pada tiap jumlah sudu.................... 15

Gambar 3.1 Skema American Multiblade...................................................... 18

Gambar 3.2 Sudu kincir angin (American Multiblade)................................. 19

Gambar 3.3 Pemecah angin........................................................................... 20

Gambar 3.4 Poros kincir................................................................................ 20

Gambar 3.5 Bantalan..................................................................................... 21

Gambar 3.6 Rangka....................................................................................... 21

Gambar 3.7 Transmisi (Puli dan Sabuk)........................................................ 22

Gambar 3.8 Generator.................................................................................... 23

Gambar 3.9 Multimeter.................................................................................. 23

Gambar 3.10 Anemometer............................................................................... 24

Gambar 3.11 Tachometer digital..................................................................... 24

xv

Gambar 3.12 Beban......................................................................................... 25

Gambar 3.13 Wind tunnel (tampak depan)...................................................... 25

Gambar 3.14 Wind tunnel (tampak samping).................................................. 26

Gambar 3.15 Rangkaian pengukuran beban dengan lampu............................. 27

Gambar 3.16 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus................................. 28

Gambar 4.1 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi pertama..................................... 53

Gambar 4.2 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi kedua........................................ 54

Gambar 4.3 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi ketiga........................................ 55

Gambar 4.4 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi keempat.................................... 56

Gambar 4.5 Grafik Cp vs Tsr untuk seluruh variasi...................................... 57

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pada saat ini, kebutuhan energi listrik masyarakat kita belum tercukupi, lebih-

lebih masyarakat di daerah pedesaan yang sulit dijangkau oleh jaringan listrik. Sebagai

pemenuhan akan kebutuhan energi tersebut, dikembangkanlah energi alternatif. Salah

satu contoh energi alternatif tersebut adalah energi angin.

Energi angin dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik antara lain

untuk listrik rumah tangga, untuk pompa air, sebagai pengisi baterai atau aki (battery

charging) dan keperluan mekanik antara lain untuk pompa air dan untuk aerasi tambak.

Potensi energi angin secara umum relatif kecil karena kecepatan angin pada umumnya

relatif rendah, berkisar antara 3 - 5 m/s. Tetapi di beberapa daerah tertentu, khususnya

di kawasan bagian timur Indonesia, kecepatan anginnya lebih dari 5 m/s. Diperkirakan

potensi energi angin setara dengan 450.000 Mw yang diambil berdasarkan data

kecepatan rata-rata angin yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika tahun

2000.

Meskipun secara umum kecepatan angin di Indonesia rendah, namun sudah

memadai untuk pembangkit listrik skala kecil yang sesuai dipasang di daerah pedesaan

dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga di daerah tersebut. Sedangkan

untuk daerah-daerah yang kecepatan anginnya tinggi, maka pembangkit listrik skala

besar akan dimungkinkan untuk dikembangkan. Pembangkit listrik tenaga angin saat

ini masih relatif sedikit, diperkirakan kurang lebih 0,5 Mw telah terpasang, khususnya

untuk listrik di daerah pedesaan.

2

Tenaga angin menunjuk kepada pemanfaatan energi yang berguna dari angin.

Pada tahun 2005, kapasitas generator tenaga angin di Indonesia adalah 58.982 MW,

hasil tersebut kurang dari 1% penggunaan listrik dunia. Meskipun masih berupa sumber

energi listrik minor di kebanyakan negara, hasil pemanfaatan tenaga angin lebih dari

empat kali lipat antara 1999 dan 2005. (Sumber : World Wind Energy Association

2007)

Tenaga angin bisa digunakan dalam skala besar untuk penghasilan listrik nasional

dan juga dalam turbin individu kecil untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir.

Tenaga angin banyak jumlahnya, tidak habis-habis, tersebar luas, bersih, dan

merendahkan efek rumah kaca. Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya

adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km

merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin,

namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis,

disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di

Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit

listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.

Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbaru yang paling

berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association),

sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin

mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara

global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan

energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga

angin secara glogal mencapai 170 Giga Watt.

3

Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin adalah

sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan

membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar

fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di

masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan,

dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti

ke lingkungan.

1.2 Rumusan Masalah

Unjuk kerja American Multiblade - 25 inci ini dipengaruhi oleh beberapa faktor

antara lain kecepatan angin dan beban listrik yang digunakan di rumah tangga. Untuk

itu, penulis membuat sebuah kincir angin jenis American Multiblade - 25 inci untuk

mengembangkan pemanfaatan energi angin yang ada di Indonesia, khususnya di daerah

pedesaan yang belum terjangkau oleh listrik.

Untuk itu, dirancanglah suatu kincir angin dengan skala kecil yang bertujuan

untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang dihasilkan dari generator

yang nantinya akan digunakan sebagai pembangkit listrik rumah-rumah tangga,

khususnya digunakan untuk penerangan. Dalam hal ini dinamakan American

Multiblade - 25 inci atau Kincir angin jenis Amerika dengan diameter sudu 25 inci.

American Multiblade - 25 inci ini dibuat karena penerapan dan prinsip kerjanya

yang mudah dan sederhana. Bahan-bahan yang diperlukan untuk pembuatan kincir ini

mudah didapat dan harganya cukup terjangkau sehingga diharapkan masyarakat bisa

atau mampu untuk membuatnya. Pembuatan kincir ini dilakukan di bengkel-bengkel

sederhana.

4

1.3 Tujuan Penelitian

Penelitian dan penerapan kincir angin ini bertujuan :

1. Untuk mengetahui unjuk kerja American Multiblade - 25 inci dalam

pemanfaatannya untuk menghasilkan energi listrik yang akan digunakan

untuk penerangan rumah tangga.

2. Untuk mengetahui daya kincir dan efisiensi yang dihasilkan oleh American

Multiblade - 25 inci.

3. Untuk mendapatkan data-data yang berupa grafik Cp dan Tsr.

1.4 Variasi kincir

Variasi kincir yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan empat jenis

posisi yaitu :

1. Untuk variasi pertama, sudu pada kincir dihadapkan ke depan atau pada

posisi normal dan pada ujung kincir dipasangkan pemecah angin yang

berfungsi untuk memecah angin yang terhisap dan melalui sela-sela sudu

kincir.

Gambar 1.1 Skema kincir untuk variasi pertama

5

2. Untuk variasi kedua, ujung kincir tidak diberi pemecah angin.

Gambar 1.2 Skema kincir untuk variasi kedua

3. Untuk variasi ketiga, sudu kincir dibalik dari posisi awal (menghadap

kebelakang) dan pada ujung kincir diberi pemecah angin.

Gambar 1.3 Skema kincir untuk variasi ketiga

4. Untuk variasi keempat, pemecah angin yang semula dipasang di depan sudu

kincir dilepas.

6

Gambar 1.4 Skema kincir untuk variasi keempat

7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pengertian Angin dan Pembangkit Listrik Tenaga Angin

Angin adalah udara yang bergerak, dan terjadi karena adanya perbedaan tekanan

di permukaan bumi ini. Angin akan bergerak dari suatu daerah yang memilki tekanan

tinggi ke daerah yang memiliki tekanan yang lebih rendah. Angin yang bertiup di

permukaan bumi ini disebabkan oleh penyinaran matahari, pada siang hari sinar

matahari memanaskan permukaan bumi, namun panas yang terserap oleh bumi tersebut

besarnya tidak merata. Akibatnya, aliran udara bergerak dari daerah yang mempunyai

tekanan yang lebih tinggi ke daerah yang memiliki tekanan lebih rendah. Udara yang

bergerak akan semakin kencang bila perbedaan tekanan di daerah tersebut semakin

besar.

Pada dasarnya angin bertiup di semua daerah di permukaan bumi. Artinya, di

mana angin bertiup, tempat tersebut mempunyai potensi untuk memanfaatkan energi

angin. Namun, untuk mendapatkan angin dengan kecepatan tinggi perlu dilakukan

penelitian terlebih dahulu. Secara umum daerah datar lebih menguntungkan

dibandingkan daerah bertopografi beragam. Beberapa contoh daerah yang memiliki

kecepatan angin yang cukup tinggi antara lain seperti daerah pantai, lepas pantai,

padang pasir, padang rumput dan lain-lain. Namun terdapat juga tempat-tempat yang

bisa meningkatkan kecepatan angin seperti di puncak bukit, atau di celah antara

pegunungan juga di tepi pantai.

Pembangkit Listrik Tenaga Angin yaitu mengkonversikan energi angin menjadi

energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup

sederhana, energi angin yang memutar turbin angin diteruskan untuk memutar rotor

8

pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi

listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat

dimanfaatkan. Saat ini kapasitas total pembangkit listrik yang berasal dari tenaga angin

untuk Indonesia dengan estimasi kecepatan angin rata-rata sekitar 3 m/s, 12 Km/jam

atau 6,7 knot/jam turbin skala kecil lebih cocok digunakan, didaerah pesisir,

pegunungan, dataran. Perlu diketahui bahwa kecepatan angin bersifat fluktuatif,

sehingga pada daerah yang memiliki kecepatan angin rata-rata 3 m/s, akan terdapat

pada saat-saat dimana kecepatan anginnya lebih besar dari 3 m/s pada saat inilah turbin

angin dengan cut in wind speed 3 m/s akan bekerja. (Sumber : World Wind Energy

Association 2007)

Selain untuk pembangkitan listrik, turbin angin sangat cocok untuk mendukung

kegiatan pertanian dan perikanan, seperti untuk keperluan irigasi, aerasi tambak ikan,

dan sebagainya.

Proses pemanfaatan energi angin dilakukan melalui dua tahapan konversi energi,

pertama aliran angin akan menggerakkan rotor (baling-baling) yang menyebabkan rotor

berputar selaras dengan angin yang bertiup, kemudian putaran dari rotor dihubungkan

dengan generator, dari generator inilah arus listrik dihasilkan.

2.2 Jenis Kincir Angin

Kincir angin dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan arah sumbunya:

1. Horisontal (horizontal axis wind turbine)

Turbin angin sumbu horisontal memilki sudu yang berputar dalam bidang

vertikal seperti halnya propeller pesawat terbang. Turbin angin biasanya memiliki

sudu dengan bentuk irisan melintang khusus dimana aliran udara pada salah satu

sisinya bergerak lebih cepat dari aliran udara pada sisi yang lain ketika angin

9

melewatinya. Fenomena ini menimbulkan daerah tekanan rendah pada bagian

belakang sudu dan daerah tekanan tinggi pada depan sudu, perbedaan ini yang

menyebabkan kincir dapat berputar. Contohnya adalah : American multiblade,

dutch windmill, high speed propeller, cretan wind mill, dan lain-lain.

Gambar 2.1 Jenis kincir angin poros horisontal.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)

2. Vertikal (Vertical axis wind turbine)

Turbin angin dengan sumbu vertikal bekerja dengan prinsip yang sama,

namun sudunya berputar pada bidang yang paralel dengan tanah, biasanya

generatornya berada dibawah kincir. Contoh kincir angin poros vertikal adalah

savonius wind mill, darrieus wind mill, dan lain-lain.

10

Gambar 2.2 Jenis kincir angin poros vertikal.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)

Setiap jenis kincir angin memiliki ukuran dan efisiensi berbeda-beda.

Pada umumnya kincir angin yang memilki jumlah sudu banyak (soliditas tinggi)

akan memiliki torsi yang besar., kincir angin jenis ini biasanya digunakan untuk

keperluan mekanikal seperti pompa air, pengolah hasil pertanian, aerasi tambak

dan lain-lain. Sedangkan kincir angin dengan jumlah sudu sedikit, misal dua atau

tiga digunakan untuk pembangkit listrik karena memiliki putaran rotor tinggi

akan tetapi torsinya rendah.

Jika dikaitkan dengan sumber daya angin, turbin angin dengan jumlah

sudu banyak lebih cocok digunakan pada daerah dengan potensi energi angin

yang rendah karena rated wind speed-nya tercapai pada putaran rotor dan

kecepatan angin yang tidak terlalu tinggi. Sedangkan turbin angin dengan sudu

sedikit (untuk pembangkitan listrik) tidak akan beroperasi secara effisien pada

daerah dengan kecepatan angin rata-rata kurang dari 4 m/s. Dengan demikian

daerah-daerah dengan potensi energi angin rendah, yaitu kecepatan angin rata-

rata kurang dari 4 m/s, lebih cocok untuk dikembangkan turbin angin keperluan

11

mekanikal. Jenis turbin angin yang cocok untuk keperluan ini antara lain

american wind mill, cretan sail dan savonius.

2.3 Gaya-gaya yang berkerja pada kincir angin

Pada setiap sudu kincir angin ada gaya-gaya yang berkerja, ada tiga jenis gaya

antara lain:

a. Gaya aksial (A) : gaya yang searah dengan arah angin.

b. Gaya sentrifugal (S) : gaya yang meninggalkan pusat.

c. Gaya tangensial (T) : gaya yang menghasilkan momen, bekerja pada radius

dan merupakan gaya produktif.

Gambar 2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada sudu kincir angin.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)

12

Gambar 2.4 Diagram Betz.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)

2.4 Perumusan

Pertama kali yang harus dihitung adalah luasan permukaan kincir yang tegak

lurus dengan arah datang angin. Persamaan yang digunakan adalah :

1. Luasan permukaan kincir

2rA ...............................(1)

Keterangan :

A : Luas permukaan (m²)

r : Jari-jari (m)

Contoh perhitungan dengan r = 0,318 m.

Maka 2rA

A = 3,14 x (0,318)²

A = 0,3165 m²

13

Berdasarkan ilmu fisika, energi kinetik suatu benda dengan massa m, bergerak

dengan kecepatan v adalah Ek = 1/2 m.v² . Dengan asumsi kecepatan v tidak mendekati

kecepatan cahaya. Dan persamaan ini untuk energi kinetik oleh gerakan angin.

Sehingga dapat di tulis sebagai berikut :

2. Energi kinetik

Ek = 1/2 m.v² ...............................(2)

Keterangan :

E : Energi kinetik (Joule)

m : Massa udara (kg)

v : Kecepatan angin (m/s)

3. Laju aliran massa

𝑚 =A.v.ρ ...............................(3)

keterangan:

𝑚 : laju aliran massa (kg/s)

𝐴 ∶ luas penampang (m²)

v : kecepatan angin (m/s)

ρ : kepadatan udara (kg/m³)

Daya yang dihasilkan oleh energi angin dihitung dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut:

4. Daya angin

36,0 vAPin …….……………. (4)

Keterangan :

Pin : Daya angin, (W)

v : Kecepatan angin (m/s)

A : Luas penampang melintang arus angin (m²)

14

Contoh perhitungan dengan A = 0,3165 m² dan v = 8 m/s.

Pin = 0,6 x A x v³

Pin = 0,6 x 0,3165 x 8³

Pin = 97,229 watt

5. Daya listrik

Pout = V. I …………………(5)

Keterangan:

Pout = Daya listrik (W)

V = Tegangan listrik (volt)

I = Arus listrik (Ampere)

Contoh perhitungan dengan V = 6,3 volt dan arus I = 0,3 Ampere, maka daya

keluaran kincir Pout :

Pout = V.I

Pout = 6,3 x 0,3

Pout = 1,89 watt

6. Kecepatan Ujung Sudu

𝑢 =2.𝜋 .𝑛 .𝑟0

60 …………………(6)

Keterangan:

u : Kecepatan ujung sudu (m/s)

n : Putaran kincir (rpm)

r : Jari-jari terluar sudu (m)

15

7. Tip Speed Ratio (TSR)

TSR adalah salah suatu faktor penentu dalam mengetahui kinerja kincir angin

karena dari nilai TSR dapat diketahui seberapa baik kincir yang dirancang, jika kincir

angin memiliki nilai TSR tinggi umumnya kincir angin menghasilkan putaran tinggi

sebagai contoh high speed propeller 3 sudu memiliki nilai rasio 5. Jadi selain untuk

merencanakan seberapa cepat kincir yang dirancang akan berputar, Dan juga sebagai

implikasi altenator yang akan digunakan pada kincir angin. Nilai TSR dari beberapa

jumlah sudu kincir angin dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Penentuan Tip speed ratio pada tiap jumlah sudu berbeda.

(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)

Persamaan Tips Speed Ratio :

r = v

Dn

.60

=

v

u ……………….…. (7)

Dengan :

= Tip speed ratio

D = Diameter sudu (m)

n = Kecepatan putar kincir (rpm)

v∞ = Kecepatan angin (m/s)

16

Contoh perhitungan dengan D = 0,635 m, n = 262,6 rpm dan v = 8 m/s, maka Tips

Speed Ratio :

λ = (3,14 x 0,635 x 262,6) / ( 60 x 8)

λ= 1,091

8. Unjuk kerja (CP)

Unjuk kerja suatu kincir angin merupakan hasil bagi dari daya yang di keluarkan

kincir Pout dibagi dengan daya angin Pin.

Cp = Pin

Pout …..………………(8)

keterangan :

Cp = Coefisien of power

Pout = Daya keluaran (W)

Pin = Daya angin (W)

17

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Proses yang dilakukan untuk mendapatkan daya dari kincir dilakukan dalam alat

penguji kincir angin atau Wind tunnel. Wind tunnel dapat bekerja secara maksimum

menghasilkan kecepatan angin kurang lebih 8,5 m/s. Kincir angin yang digunakan

adalah jenis American Multiblade dengan delapan sudu, diameter kincir 25 inci atau

0,635 m. Disini kincir angin diletakkan diatas rangka besi dengan diameter poros kincir

0,025 m dan panjangnya 0,6 m. Poros dihubungkan dengan trasmisi, transmisi

menggunakan sabuk dan puli. Ukuran diameter puli pada poros utama kincir 0,4 m dan

ukuran diameter puli pada generator 0,08 m. Kemudian puli dihubungkan dengan

generator. Generator merupakan alat pengkonversi energi mekanik menjadi energi

listrik dan dari generator didapatkan arus keluaran I dan tegangan V. Sehingga dapat

mengetahui berapa daya yang dihasilkan oleh kincir.

Dari model kincir angin yang digunakan diharapkan agar nantinya pada

penelitian selanjutnya dapat dikembangkan lebih baik untuk kepentingan masyarakat.

18

1

2

3 4

6

7

8

5

Gambar 3.1 Skema American Multiblade

Keterangan :

1. Sudu kincir

2. Rangka

3. Poros

4. Puli besar

5. Bantalan

6. Sabuk

7. Puli kecil

8. Motor

19

3.2 Bahan dan Alat

Bahan dan peralalatan yang digunakan dalam pembuatan American Multiblade

adalah sebagai berikut:

1. Sudu

Sudu untuk kincir jenis American Multiblade ini terbuat dari bahan plastik

dengan diameter terluar 25 inci atau 0,635 m dengan jumlah bilah sudu 8 buah,

yang diambil dari kipas radiator truk jenis Fuso. Bahan ini dipilih karena mudah

didapat dan kokoh, karena sudah terdiri dari satu rangkaian, jadi tidak perlu

merangkai lagi antara dudukan sudu dengan bilah sudu-sudunya karena keduanya

telah menjadi satu kesatuan.

Gambar 3.2 Sudu kincir angin (American Multiblade)

Keterangan :

Diameter kincir : 0,635 m

Diameter lubang poros : 0,025 m

Tebal kincir : 0,06 m

Tebal bilah sudu : 0,002 m

Lebar sudu : 0,13 m

Sudut kemiringan bilah sudu : 450

0,635 m 0,3 m

450

0,06 m

0,002 m

0,025 m

0,13 m

20

2. Pemecah angin

Pemecah angin ini digunakan untuk memecah angin yang terhisap melalui

sela-sela sudu kincir. Alat ini dipakai untuk mencari perbandingan data hasil

pengukuran kincir. Pemecah angin ini terbuat dari bahan sterofom dengan diameter

alas 0,3 m dan tinggi 0,4 m yang sangat ringan yang dipasang di bagian depan

kincir.

Gambar 3.3 Pemecah angin

3. Poros

Poros berfungsi untuk dudukan kincir dan berfungsi untuk dudukan puli.

Poros untuk kincir jenis American Multiblade ini terbuat dari besi cor pejal

berdiameter 2,5 cm dan panjangnya 60 cm.

Gambar 3.4 Poros kincir

0,3 m

0,4 m

21

4. Bantalan

Bantalan berfungsi untuk tempat berputarnya poros kincir dan juga sebagai

dudukan poros kincir. Bantalan ini terbuat dari bahan baja agar tidak mudah aus

karena digunakan sebagai tempat berputarnya poros kincir.

Gambar 3.5 Bantalan

5. Rangka

Rangka berfungsi sebagai fondasi atau dudukan kincir agar kincir kokoh dari

getaran yang ditimbulkan karena kincir yang berputar dan memudahkan dalam

pemakaian kincir tersebut. Rangka yang digunakan terbuat dari besi profil bentuk L

yang kuat dan tahan lama.

Gambar 3.6 Rangka

22

6. Puli dan Sabuk

Puli dan Sabuk berfungsi untuk mentransmisikan daya dari kincir. Puli yang

digunakan ada 2 buah yaitu puli besar dan puli kecil. Puli besar dihubungkan

dengan poros kincir dan puli kecil dihubungkan dengan poros generator. Diameter

puli besar 40 cm dan diameter puli kecil 8 cm. Puli tersebut terbuat dari bahan

alumunium karena ringan, sehingga putaran kincir tidak menjadi berat dan

berkurang karena terbebani oleh berat puli. Sabuk terbuat dari bahan karet khusus

yang lentur namun kuat. Sabuk berfungsi untuk penghubung antara puli besar dan

puli kecil.

Gambar 3.7 Transmisi (puli dan sabuk)

23

7. Generator

Generator berfungsi sebagai penghasil arus listrik yang bekerja dengan cara

mengubah energi mekanik (putaran poros kincir) menjadi energi listrik.

Gambar 3.8 Generator

8. Multimeter

Multimeter berfungsi sebagai alat pengukur tegangan dan arus keluaran dari

geneator.

Gambar 3.9 Multimeter

24

9. Anemometer

Anemometer berfungsi sebagai alat ukur kecepatan angin dan diletakkan di

mulut lorong angin pada wind tunnel.

Gambar 3.10 Anemometer

10. Tachometer

Tachometer berfungsi untuk mengukur putaran poros pada kincir angin. Jenis

tachometer yang digunakan adalah jenis digital light tachometer. Prinsip kerjanya

berdasarkan pantulan yang diterima oleh sensor dari reflektor (alumunium foil atau

benda dengan warna yang dapat memantulkan cahaya) yang di pasang pada poros.

Gambar 3.11 Tachometer digital

25

11. Beban

Beban yang digunakan adalah berupa lampu bohlam yang disusun secara

parallel. Lampu bohlam berjumlah 27 buah dan masing-masing dayanya 8 watt.

Gambar 3.12 Beban

12. Wind tunnel

Wind tunnel adalah alat untuk menguji kincir angin, berbentuk lorong dengan

blower untuk menghisap udara masuk sehingga kincir angin dapat berputar karena

ada aliran udara yang masuk dengan kecepatan tertentu. Wind tunnel dapat di atur

kecepatan anginnya dengan cara memajukan atau memundurkan blower sehingga

jarak lorong blower dengan lorong kincir angin berubah sesuai keinginan untuk

mendapatkan kecepatan angin tertentu. Kecepatan angin maksimum yang dapat di

hasilkan dari wind tunnel adalah sekitar 8,5 m/s.

Gambar 3.13 Wind tunnel (tampak depan)

26

Gambar 3.14 Wind tunnel (tampak samping)

13. Peralatan lain

Peralatan lain yang digunakan adalah kunci pas dan kunci ring ukuran 27,

14/15, 10/12, serta kabel-kabel.

3.3 Variabel yang dibutuhkan

a. Putaran poros (n).

b. Tegangan (V) dan arus (I) dari generator untuk menghitung daya (Pout).

c. Kecepatan angin (v).

d. Perhitungan daya kincir (Pin) dan daya keluaran (Pout) untuk menghitung unjuk

kerja (Cp).

e. Perhitungan Tip Speed Ratio (Tsr).

3.4 Langkah-langkah penelitian.

1. Menyiapkan semua peralatan.

2. Merangkai bagian-bagian dari American Multiblade.

3. Memasang rangkaian American Multiblade kedalam wind tunnel.

4. Memasang anemometer dimulut wind tunnel untuk mengetahui kecepatan angin.

27

5. Menghubungkan kabel-kabel output dari generator ke multimeter dan beban, untuk

mendapatkan tegangan, rangkaian pada multimeter pengukur tegangan disusun

secara parallel dan untuk mendapatkan arus, rangkaian pada multimeter pengukur

arus disusun secara seri.

Gambar 3.15 Rangkaian pengukuran beban dengan lampu

6. Lalu setelah semua siap, hidupkan wind tunnel.

7. Setelah kincir berputar, ukurlah kecepatan angin yang diperlukan yaitu 8 m/s, 7 m/s,

6 m/s dengan mengatur jarak antara Wind Tunnel dengan blower, semakin jauh

jarak antara wind tunnel dengan blower maka akan semakin kecil kecepatan angin

yang masuk Wind Tunnel.

8. Setelah itu, lakukanlah pencatatan data.

9. Pencatatan data dilakukan dengan cara menghidupkan satu-persatu switch lampu

pada beban mulai lampu no.1 sampai dengan no.27 dan pada setiap penyalaan

lampu dilakukan pembacaan pada multimeter untuk mengukur tegangan dan arus

keluaran dari generator.

10. Untuk variasi kincir yang dibutuhkan dalam penelitian ini dapat dilihat didalam Sub

BAB 1.4 variasi kincir yang terdapat di BAB I halaman 4.

28

Gambar 3.16 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus

11. Catat data tegangan dan arus keluaran, serta putaran kincir pada setiap penyalaan

lampu pada beban.

12. Pembacaan dan pencatatan data dilakukan setiap kurang lebih 1 menit pada setiap

lampu mulai dari lampu no.1 sampai dengan no.27.

13. Pencatatan data dilakukan pada setiap pengujian yaitu 4 kali pada setiap variasi

yang dilakukan. Jadi total penelitian dan pencatatan data yang dilakukan ada 12

kali. Data yang dicatat yaitu voltase tegangan (V), ampere arus (I), putaran kincir

(n) dan kecepatan angin.

29

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Data-data hasil pengukuran

Untuk data-data hasil pengukuran, dapat dilihat pada tabel 4.1, tabel 4.2, tabel

4.3, dan tabel 4.4.

Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama.

No. Beban

(watt)

tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

1 8 6,3 0,3 262,6 8

2 16 5,8 0,7 250,7 8

3 24 4,6 1 227,8 8,05

4 32 3,1 1,1 190,3 8,06

5 40 2,5 1,1 163,2 8,21

6 48 2,2 1,2 161,5 7,97

7 56 2,2 1,2 165,3 7,98

8 64 2,1 1,1 144,1 7,88

9 72 1,9 1,1 142,2 8

10 80 1,9 1,1 140,3 8,26

11 88 1,9 1,15 137,3 7,83

12 96 1,9 1,2 134,8 7,84

13 104 1,8 1,2 137,7 8,02

14 112 1,9 1,2 142,6 8,25

15 120 1,9 1,25 142,1 8,25

16 128 1,8 1,15 142,7 8,17

17 136 1,7 1,2 137,1 7,9

18 144 1,5 1,2 135,7 7,96

19 152 1,5 1,3 136,6 8,12

20 160 1,2 1,25 130,5 8,02

21 168 1,5 1,3 131,8 7,99

22 176 1,3 1,2 136,9 7,93

23 184 1,5 1,3 138,3 7,76

24 192 1,5 1,2 132,2 7,47

25 200 1,5 1,4 135,1 8,02

30

Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama (lanjutan).

No. Beban

(watt)

tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

26 208 1,5 1,3 134,1 8

27 220 1,2 1,2 128,8 7,68

28 8 3,9 0,25 165,6 7,15

29 16 3,2 0,5 163,5 7,22

30 24 2,2 0,7 142,8 7,04

31 32 2 0,8 131,2 7,3

32 40 1,6 0,9 123,7 7,08

33 48 1,8 0,9 127,3 7,35

34 56 1,7 0,9 123,4 7,37

35 64 1,4 0,9 119,9 7,38

36 72 1,4 0,9 118,2 7,12

37 80 1,3 0,95 112,4 7,08

38 88 1,25 0,95 115,5 7,12

39 96 1,1 0,85 107,2 6,77

40 104 1,1 0,9 110,8 7,08

41 112 1,1 0,9 105,6 6,74

42 120 1,1 0,9 105,8 7,13

43 128 1,1 0,95 106,5 7,02

44 136 1,1 0,95 111,3 7,11

45 144 1,1 0,9 109,3 7,28

46 152 1,1 0,95 107,4 7,23

47 160 1 0,95 107,4 7,11

48 168 1,1 0,9 104,8 6,84

49 176 1,15 0,9 105,7 7,06

50 184 1,15 0,95 106,7 7,13

51 192 1,2 0,1 109,8 7,16

52 200 1,1 0,1 105,9 7,33

53 208 1 0,95 106,9 7,18

54 220 1 0,9 103,2 6,95

55 8 2,2 0,3 114,8 6,51

56 16 1,9 0,4 94,3 6,48

57 24 1,1 0,5 85,3 6,77

58 32 1 0,5 84,1 6,55

59 40 1 0,5 85,9 6,61

60 48 0,9 0,5 73,1 6,36

61 56 1,1 0,55 85,9 6,54

62 64 1 0,6 84,8 6,45

63 72 1 0,6 89,7 6,73

31

Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama (lanjutan).

No. Beban

(watt)

tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

64 80 0,9 0,6 80,3 6,63

65 88 0,9 0,65 85,8 6,52

66 96 0,9 0,6 85,4 6,6

67 104 0,9 0,65 84,5 6,6

68 112 0,9 0,65 84,8 6,49

69 120 0,95 0,65 83,9 6,53

70 128 0,9 0,65 84,8 6,43

71 136 0,9 0,65 85,4 6,3

72 144 0,9 0,65 88,5 6,6

73 152 0,9 0,65 84,7 6,63

74 160 0,9 0,6 81,4 6,45

75 168 0,9 0,6 87,8 6,69

76 176 0,9 0,6 85,3 6,62

77 184 0,9 0,65 85,4 6,83

78 192 0,9 0,6 83,7 6,65

79 200 0,9 0,65 84,8 6,69

80 208 0,9 0,65 83,9 6,55

81 220 0,8 0,6 72,8 6,65

32

Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua.

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

1 8 4,3 0,3 195,7 7,94

2 16 3,9 0,6 168,9 8,12

3 24 3,4 0,8 175,9 8,02

4 32 2,4 0,8 142,9 7,7

5 40 2,5 0,8 142,7 7,9

6 48 2,3 0,8 142,3 7,76

7 56 2,4 0,85 144,2 7,86

8 64 2,3 0,9 140,5 7,82

9 72 2,2 0,95 141,4 7,79

10 80 2,1 0,9 135,4 7,45

11 88 2,1 1 138,4 8

12 96 1,6 0,7 112 7,71

13 104 1,9 0,7 118,6 7,78

14 112 1,6 0,6 102,5 7,72

15 120 1,8 0,65 94,2 7,84

16 128 1,8 0,7 111,3 7,87

17 136 1,9 0,7 116,8 7,88

18 144 1,8 0,65 112,5 7,92

19 152 2,1 0,8 130,2 8,02

20 160 2,1 0,85 131,4 7,67

21 168 2,3 0,85 130 7,63

22 176 2,1 0,75 135 7,49

23 184 2,3 0,9 142 7,95

24 192 2 0,8 127,5 7,73

25 200 1,6 0,85 123,9 7,75

26 208 1,9 1,05 134,3 7,66

27 220 1,8 0,1 132,1 7,88

28 8 5 0,3 224,9 7,42

29 16 4,2 0,6 201,5 7,33

30 24 3,5 0,8 184,1 7,53

31 32 2,8 0,9 164,9 7,37

32 40 2,7 0,95 158,1 7,46

33 48 2,6 1 161,3 7,4

34 56 2,5 0,95 156,9 7,47

35 64 2,2 1,1 152,4 7,57

36 72 1,8 1 136,8 7,15

33

Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua (lanjutan).

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

37 80 2 1 157,1 7,47

38 88 2,2 1,15 148,8 7,43

39 96 2,1 1,15 142,5 7,47

40 104 2 1,1 146,7 7,5

41 112 2,1 1,15 154,3 7,4

42 120 2,1 1,1 145,4 7,54

43 128 2 1,1 143,1 7,45

44 136 2 1,05 135,4 7,55

45 144 2 1,1 149,1 7,31

46 152 2,1 1,15 144,5 7,45

47 160 1,9 1,1 142,9 7,7

48 168 2 1,1 145,1 7,42

49 176 2 1,15 150,4 7,76

50 184 2 1,15 143,6 7,81

51 192 2 1,1 142,9 7,58

52 200 2 1,15 147,8 7,46

53 208 2 1,2 143,3 7,47

54 220 2 1,15 141,8 7,7

55 8 3,7 0,25 171,2 6,79

56 16 2,8 0,45 134,4 6,78

57 24 2,1 0,6 126 6,55

58 32 1,9 0,65 122,9 6,55

59 40 1,8 0,7 121,5 6,74

60 48 1,8 0,7 113,4 6,55

61 56 1,6 0,65 112,2 6,56

62 64 1,7 0,7 119,2 6,56

63 72 1,6 0,7 115,5 6,71

64 80 1,5 0,7 112,8 6,5

65 88 1,6 0,75 115,4 6,54

66 96 1,5 0,7 108 6,62

67 104 1,5 0,75 108,1 6,69

68 112 1,5 0,75 110,5 6,67

69 120 1,6 0,75 115,8 6,71

70 128 1,6 0,8 114,2 6,61

71 136 1,6 0,75 111,8 6,47

72 144 1,4 0,65 101,8 6,54

73 152 1,4 0,7 112,3 6,55

74 160 1,5 0,75 107,8 6,5

34

Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua (lanjutan).

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

75 168 1,4 0,7 106,9 6,54

76 176 1,4 0,7 103,5 6,38

77 184 1,4 0,7 101,8 6,48

78 192 1,3 0,7 107,4 6,56

79 200 1,5 0,8 113,5 6,63

80 208 1,5 0,8 116,3 6,73

81 220 1,5 0,8 111,6 6,65

35

Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga.

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

1 8 4,9 0,3 210,2 7,8

2 16 4 0,55 185,7 7,69

3 24 3,1 0,7 171,9 7,62

4 32 2,8 0,85 165,4 7,79

5 40 2,4 0,85 153,2 7,74

6 48 2,5 0,8 152,8 7,65

7 56 2,5 0,8 151,7 7,92

8 64 2,4 0,85 155,1 7,73

9 72 2,3 0,9 150,5 7,87

10 80 2,4 0,9 150,2 7,7

11 88 2,4 0,9 153,2 7,48

12 96 2,4 0,9 142,1 7,45

13 104 2,2 0,9 145,6 7,67

14 112 2,2 0,9 142,2 7,87

15 120 2,1 0,9 145,8 7,82

16 128 2,1 0,9 140,5 7,79

17 136 2 0,9 139,6 7,34

18 144 2,1 0,9 137,1 7,65

19 152 2 0,9 139,3 7,54

20 160 2 0,9 142,8 7,61

21 168 2 1 138,7 7,84

22 176 2,1 0,9 137,8 7,37

23 184 2 0,9 139,2 7,69

24 192 2 1 134,3 7,74

25 200 2 0,95 138,6 7,72

26 208 2 0,95 134,6 7,87

27 220 1,8 0,9 132,3 7,59

28 8 3,5 0,25 166,1 7,35

29 16 2,7 0,4 134,1 7,17

30 24 2,1 0,5 166,7 7,07

31 32 1,8 0,55 113,8 7,16

32 40 1,7 0,55 110,6 7,22

33 48 1,6 0,55 109,7 6,85

34 56 1,6 0,5 109,1 7,1

35 64 1,7 0,55 107,3 7,14

36 72 1,6 0,55 105,9 6,87

36

Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga (lanjutan).

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

37 80 1,5 0,5 106,2 7,06

38 88 1,6 0,5 102,7 7

39 96 1,5 0,5 101,3 6,77

40 104 1,5 0,5 101,7 6,54

41 112 1,5 0,5 104,1 7,04

42 120 1,5 0,55 103,3 6,88

43 128 1,5 0,55 102,6 7,02

44 136 1,4 0,5 97,2 7,12

45 144 1,4 0,5 105,7 7,16

46 152 1,3 0,5 98,2 6,79

47 160 1,3 0,5 96,4 7,02

48 168 1,4 0,55 99,4 7,18

49 176 1,4 0,6 99,1 7,28

50 184 1,4 0,5 105,5 7,28

51 192 1,4 0,55 99,8 6,67

52 200 1,4 0,6 108,1 7

53 208 1,5 0,6 106,2 7,07

54 220 1,4 0,6 104,1 7,22

55 8 2,1 0,2 125,7 6,71

56 16 1,5 0,3 96,3 6,72

57 24 1,3 0,3 84,5 6,43

58 32 1,2 0,35 80,1 6,45

59 40 1,1 0,35 79,9 6,5

60 48 1,1 0,35 77,5 6,4

61 56 1 0,3 75,3 6,35

62 64 1,1 0,35 76,9 7,02

63 72 1,2 0,4 75,5 6,73

64 80 1 0,4 75,8 6,57

65 88 1 0,35 74,9 6,51

66 96 0,8 0,35 72,4 6,58

67 104 1 0,35 75,8 6,53

68 112 1 0,35 73,3 6,42

69 120 0,9 0,35 72,6 6,51

70 128 0,9 0,3 69 6,62

71 136 0,9 0,35 75,8 6,52

72 144 0,9 0,35 73,7 6,42

73 152 0,9 0,4 74,9 6,5

74 160 0,9 0,4 74,1 6,57

37

Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga (lanjutan).

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

75 168 0,9 0,4 73,6 6,45

76 176 0,9 0,4 70,9 6,53

77 184 0,9 0,4 69,2 6,57

78 192 0,8 0,35 67,4 6,38

79 200 0,9 0,35 69,6 6,38

80 208 0,8 0,35 68,3 6,57

81 220 0,8 0,35 67,3 6,47

38

Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat.

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

1 8 4,9 0,3 208,5 7,86

2 16 4,1 0,5 193,5 8,02

3 24 3,5 0,7 168,2 7,91

4 32 2,8 0,7 156,9 7,73

5 40 2,8 0,7 155,8 7,71

6 48 2,8 0,7 157,9 7,97

7 56 2,8 0,7 152,1 7,71

8 64 2,4 0,75 147,8 7,85

9 72 2,3 0,8 141,5 7,83

10 80 2,2 0,8 140,3 7,75

11 88 2,2 0,75 137,6 7,69

12 96 2,1 0,75 135,6 7,74

13 104 2,1 0,8 135,4 7,72

14 112 2,1 0,85 137,3 7,78

15 120 2,1 0,85 136,7 7,87

16 128 2,1 0,8 137,3 7,7

17 136 2 0,85 134,8 7,67

18 144 2 0,85 139,7 7,94

19 152 2 0,8 132,5 7,86

20 160 2,1 0,8 142,8 7,7

21 168 2,1 0,8 137,7 7,93

22 176 2 0,8 136,5 7,83

23 184 2 0,85 134,3 7,88

24 192 2 0,8 132 7,67

25 200 2 0,85 135,9 7,89

26 208 2 0,85 136,5 7,78

27 220 2 0,85 132,8 7,75

28 8 3,2 0,2 138,2 7,05

29 16 2,3 0,4 120,2 7,15

30 24 1,7 0,5 108,8 7,05

31 32 1,4 0,5 102,2 7,05

32 40 1,4 0,5 101,3 7,12

33 48 1,3 0,5 98,9 6,93

34 56 1,3 0,5 96,4 6,96

35 64 1,4 0,5 95,2 6,91

36 72 1,3 0,5 97,6 7,01

39

Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat (lanjutan).

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

37 80 1,3 0,5 94,2 6,94

38 88 1,2 0,5 93,9 7,22

39 96 1,2 0,5 92,8 7,03

40 104 1,3 0,55 93,7 7,06

41 112 1,3 0,5 97,2 7,04

42 120 1,3 0,55 96,4 7,13

43 128 1,3 0,55 95,6 7,18

44 136 1,2 0,55 93,4 7,06

45 144 1,2 0,55 91,3 7,15

46 152 1,2 0,55 97,3 6,78

47 160 1,1 0,5 94,8 7,08

48 168 1,1 0,55 91,9 7,02

49 176 1,1 0,5 88,6 7,03

50 184 1,1 0,5 86,9 7,07

51 192 1,1 0,5 87,9 6,78

52 200 1,1 0,5 91,9 6,92

53 208 1 0,5 90,4 7,16

54 220 1,1 0,6 89,6 7,05

55 8 2,1 0,2 105,8 6,67

56 16 1,3 0,3 82,5 6,47

57 24 1,2 0,3 70,7 6,65

58 32 1 0,3 69,9 6,65

59 40 0,9 0,3 68,3 6,6

60 48 0,9 0,3 64,6 6,43

61 56 0,8 0,3 66,5 6,49

62 64 0,9 0,3 71,3 6,56

63 72 0,8 0,3 67,5 6,58

64 80 0,9 0,35 72,4 6,58

65 88 0,9 0,3 66,1 6,53

66 96 0,9 0,3 66,7 6,52

67 104 0,8 0,3 67,8 6,56

68 112 0,8 0,3 65,7 6,44

69 120 0,8 0,35 65,5 6,35

70 128 0,8 0,3 62,6 6,17

71 136 0,7 0,3 60,9 6,4

72 144 0,8 0,3 61,6 6,72

73 152 0,8 0,3 67,9 6,74

74 160 0,8 0,3 65 6,47

40

Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat (lanjutan).

No. beban (watt) tegangan

(volt)

arus

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec angin

(m/s)

75 168 0,8 0,3 63,3 6,5

76 176 0,8 0,3 62,6 6,42

77 184 0,8 0,3 63,6 6,47

78 192 0,8 0,3 60,3 6,47

79 200 0,8 0,3 60,6 6,42

80 208 0,7 0,3 58,6 6,53

81 220 0,7 0,35 57,7 6,68

41

Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama.

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

1 6,3 0,3 262,6 8 1,89 97,229 8,740 1,093 0,019

2 5,8 0,7 250,7 8 4,06 97,229 8,344 1,043 0,042

3 4,6 1 227,8 8,05 4,6 99,063 7,582 0,942 0,046

4 3,1 1,1 190,3 8,06 3,41 99,433 6,334 0,786 0,034

5 2,5 1,1 163,2 8,21 2,75 105,088 5,432 0,662 0,026

6 2,2 1,2 161,5 7,97 2,64 96,139 5,375 0,674 0,027

7 2,2 1,2 165,3 7,98 2,64 96,501 5,502 0,689 0,027

8 2,1 1,1 144,1 7,88 2,31 92,919 4,796 0,609 0,025

9 1,9 1,1 142,2 8 2,09 97,229 4,733 0,592 0,021

10 1,9 1,1 140,3 8,26 2,09 107,020 4,670 0,565 0,020

11 1,9 1,15 137,3 7,83 2,185 91,161 4,570 0,584 0,024

12 1,9 1,2 134,8 7,84 2,28 91,511 4,487 0,572 0,025

13 1,8 1,2 137,7 8,02 2,16 97,960 4,583 0,571 0,022

14 1,9 1,2 142,6 8,25 2,28 106,632 4,746 0,575 0,021

15 1,9 1,25 142,1 8,25 2,375 106,632 4,730 0,573 0,022

16 1,8 1,15 142,7 8,17 2,07 103,560 4,750 0,581 0,020

17 1,7 1,2 137,1 7,9 2,04 93,628 4,563 0,578 0,022

18 1,5 1,2 135,7 7,96 1,8 95,778 4,517 0,567 0,019

19 1,5 1,3 136,6 8,12 1,95 101,670 4,547 0,560 0,019

20 1,2 1,25 130,5 8,02 1,5 97,960 4,344 0,542 0,015

21 1,5 1,3 131,8 7,99 1,95 96,865 4,387 0,549 0,020

22 1,3 1,2 136,9 7,93 1,56 94,699 4,557 0,575 0,016

23 1,5 1,3 138,3 7,76 1,95 88,738 4,603 0,593 0,022

24 1,5 1,2 132,2 7,47 1,8 79,157 4,400 0,589 0,023

25 1,5 1,4 135,1 8,02 2,1 97,960 4,497 0,561 0,021

26 1,5 1,3 134,1 8 1,95 97,229 4,463 0,558 0,020

27 1,2 1,2 128,8 7,68 1,44 86,022 4,287 0,558 0,017

28 3,9 0,25 165,6 7,15 0,975 69,413 5,512 0,771 0,014

29 3,2 0,5 163,5 7,22 1,6 71,472 5,442 0,754 0,022

30 2,2 0,7 142,8 7,04 1,54 66,259 4,753 0,675 0,023

31 2 0,8 131,2 7,3 1,6 73,874 4,367 0,598 0,022

32 1,6 0,9 123,7 7,08 1,44 67,395 4,117 0,582 0,021

33 1,8 0,9 127,3 7,35 1,62 75,403 4,237 0,576 0,021

34 1,7 0,9 123,4 7,37 1,53 76,020 4,107 0,557 0,020

35 1,4 0,9 119,9 7,38 1,26 76,330 3,991 0,541 0,017

36 1,4 0,9 118,2 7,12 1,26 68,543 3,934 0,553 0,018

42

Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

37 1,3 0,95 112,4 7,08 1,235 67,395 3,741 0,528 0,018

38 1,25 0,95 115,5 7,12 1,1875 68,543 3,844 0,540 0,017

39 1,1 0,85 107,2 6,77 0,935 58,924 3,568 0,527 0,016

40 1,1 0,9 110,8 7,08 0,99 67,395 3,688 0,521 0,015

41 1,1 0,9 105,6 6,74 0,99 58,144 3,515 0,521 0,017

42 1,1 0,9 105,8 7,13 0,99 68,833 3,521 0,494 0,014

43 1,1 0,95 106,5 7,02 1,045 65,696 3,545 0,505 0,016

44 1,1 0,95 111,3 7,11 1,045 68,255 3,705 0,521 0,015

45 1,1 0,9 109,3 7,28 0,99 73,269 3,638 0,500 0,014

46 1,1 0,95 107,4 7,23 1,045 71,769 3,575 0,494 0,015

47 1 0,95 107,4 7,11 0,95 68,255 3,575 0,503 0,014

48 1,1 0,9 104,8 6,84 0,99 60,771 3,488 0,510 0,016

49 1,15 0,9 105,7 7,06 1,035 66,825 3,518 0,498 0,015

50 1,15 0,95 106,7 7,13 1,0925 68,833 3,551 0,498 0,016

51 1,2 0,1 109,8 7,16 0,12 69,705 3,655 0,510 0,002

52 1,1 0,1 105,9 7,33 0,11 74,789 3,525 0,481 0,001

53 1 0,95 106,9 7,18 0,95 70,291 3,558 0,496 0,014

54 1 0,9 103,2 6,95 0,9 63,750 3,435 0,494 0,014

55 2,2 0,3 114,8 6,51 0,66 52,392 3,821 0,587 0,013

56 1,9 0,4 94,3 6,48 0,76 51,671 3,139 0,484 0,015

57 1,1 0,5 85,3 6,77 0,55 58,924 2,839 0,419 0,009

58 1 0,5 84,1 6,55 0,5 53,364 2,799 0,427 0,009

59 1 0,5 85,9 6,61 0,5 54,844 2,859 0,433 0,009

60 0,9 0,5 73,1 6,36 0,45 48,854 2,433 0,383 0,009

61 1,1 0,55 85,9 6,54 0,605 53,120 2,859 0,437 0,011

62 1 0,6 84,8 6,45 0,6 50,957 2,822 0,438 0,012

63 1 0,6 89,7 6,73 0,6 57,886 2,986 0,444 0,010

64 0,9 0,6 80,3 6,63 0,54 55,343 2,673 0,403 0,010

65 0,9 0,65 85,8 6,52 0,585 52,634 2,856 0,438 0,011

66 0,9 0,6 85,4 6,6 0,54 54,595 2,842 0,431 0,010

67 0,9 0,65 84,5 6,6 0,585 54,595 2,812 0,426 0,011

68 0,9 0,65 84,8 6,49 0,585 51,911 2,822 0,435 0,011

69 0,95 0,65 83,9 6,53 0,6175 52,877 2,793 0,428 0,012

70 0,9 0,65 84,8 6,43 0,585 50,484 2,822 0,439 0,012

71 0,9 0,65 85,4 6,3 0,585 47,484 2,842 0,451 0,012

72 0,9 0,65 88,5 6,6 0,585 54,595 2,946 0,446 0,011

73 0,9 0,65 84,7 6,63 0,585 55,343 2,819 0,425 0,011

74 0,9 0,6 81,4 6,45 0,54 50,957 2,709 0,420 0,011

43

Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

75 0,9 0,6 87,8 6,69 0,54 56,860 2,922 0,437 0,009

76 0,9 0,6 85,3 6,62 0,54 55,093 2,839 0,429 0,010

77 0,9 0,65 85,4 6,83 0,585 60,504 2,842 0,416 0,010

78 0,9 0,6 83,7 6,65 0,54 55,846 2,786 0,419 0,010

79 0,9 0,65 84,8 6,69 0,585 56,860 2,822 0,422 0,010

80 0,9 0,65 83,9 6,55 0,585 53,364 2,793 0,426 0,011

81 0,8 0,6 72,8 6,65 0,48 55,846 2,423 0,364 0,009

44

Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi kedua.

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

1 4,3 0,3 195,7 7,94 1,29 95,058 6,514 0,820 0,014

2 3,9 0,6 168,9 8,12 2,34 101,670 5,622 0,692 0,023

3 3,4 0,8 175,9 8,02 2,72 97,960 5,855 0,730 0,028

4 2,4 0,8 142,9 7,7 1,92 86,696 4,756 0,618 0,022

5 2,5 0,8 142,7 7,9 2 93,628 4,750 0,601 0,021

6 2,3 0,8 142,3 7,76 1,84 88,738 4,736 0,610 0,021

7 2,4 0,85 144,2 7,86 2,04 92,213 4,800 0,611 0,022

8 2,3 0,9 140,5 7,82 2,07 90,812 4,676 0,598 0,023

9 2,2 0,95 141,4 7,79 2,09 89,771 4,706 0,604 0,023

10 2,1 0,9 135,4 7,45 1,89 78,522 4,507 0,605 0,024

11 2,1 1 138,4 8 2,1 97,229 4,607 0,576 0,022

12 1,6 0,7 112 7,71 1,12 87,034 3,728 0,484 0,013

13 1,9 0,7 118,6 7,78 1,33 89,426 3,947 0,507 0,015

14 1,6 0,6 102,5 7,72 0,96 87,373 3,412 0,442 0,011

15 1,8 0,65 94,2 7,84 1,17 91,511 3,135 0,400 0,013

16 1,8 0,7 111,3 7,87 1,26 92,566 3,705 0,471 0,014

17 1,9 0,7 116,8 7,88 1,33 92,919 3,888 0,493 0,014

18 1,8 0,65 112,5 7,92 1,17 94,341 3,744 0,473 0,012

19 2,1 0,8 130,2 8,02 1,68 97,960 4,334 0,540 0,017

20 2,1 0,85 131,4 7,67 1,785 85,686 4,374 0,570 0,021

21 2,3 0,85 130 7,63 1,955 84,353 4,327 0,567 0,023

22 2,1 0,75 135 7,49 1,575 79,794 4,493 0,600 0,020

23 2,3 0,9 142 7,95 2,07 95,417 4,726 0,595 0,022

24 2 0,8 127,5 7,73 1,6 87,713 4,244 0,549 0,018

25 1,6 0,85 123,9 7,75 1,36 88,395 4,124 0,532 0,015

26 1,9 1,05 134,3 7,66 1,995 85,352 4,470 0,584 0,023

27 1,8 0,1 132,1 7,88 0,18 92,919 4,397 0,558 0,002

28 5 0,3 224,9 7,42 1,5 77,578 7,486 1,009 0,019

29 4,2 0,6 201,5 7,33 2,52 74,789 6,707 0,915 0,034

30 3,5 0,8 184,1 7,53 2,8 81,079 6,128 0,814 0,035

31 2,8 0,9 164,9 7,37 2,52 76,020 5,489 0,745 0,033

32 2,7 0,95 158,1 7,46 2,565 78,839 5,262 0,705 0,033

33 2,6 1 161,3 7,4 2,6 76,952 5,369 0,726 0,034

34 2,5 0,95 156,9 7,47 2,375 79,157 5,222 0,699 0,030

35 2,2 1,1 152,4 7,57 2,42 82,378 5,072 0,670 0,029

36 1,8 1 136,8 7,15 1,8 69,413 4,553 0,637 0,026

45

Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi kedua (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

37 2 1 157,1 7,47 2 79,157 5,229 0,700 0,025

38 2,2 1,15 148,8 7,43 2,53 77,892 4,953 0,667 0,032

39 2,1 1,15 142,5 7,47 2,415 79,157 4,743 0,635 0,031

40 2 1,1 146,7 7,5 2,2 80,114 4,883 0,651 0,027

41 2,1 1,15 154,3 7,4 2,415 76,952 5,136 0,694 0,031

42 2,1 1,1 145,4 7,54 2,31 81,403 4,839 0,642 0,028

43 2 1,1 143,1 7,45 2,2 78,522 4,763 0,639 0,028

44 2 1,05 135,4 7,55 2,1 81,727 4,507 0,597 0,026

45 2 1,1 149,1 7,31 2,2 74,178 4,963 0,679 0,030

46 2,1 1,15 144,5 7,45 2,415 78,522 4,810 0,646 0,031

47 1,9 1,1 142,9 7,7 2,09 86,696 4,756 0,618 0,024

48 2 1,1 145,1 7,42 2,2 77,578 4,830 0,651 0,028

49 2 1,15 150,4 7,76 2,3 88,738 5,006 0,645 0,026

50 2 1,15 143,6 7,81 2,3 90,464 4,780 0,612 0,025

51 2 1,1 142,9 7,58 2,2 82,705 4,756 0,627 0,027

52 2 1,15 147,8 7,46 2,3 78,839 4,919 0,659 0,029

53 2 1,2 143,3 7,47 2,4 79,157 4,770 0,639 0,030

54 2 1,15 141,8 7,7 2,3 86,696 4,720 0,613 0,027

55 3,7 0,25 171,2 6,79 0,925 59,448 5,698 0,839 0,016

56 2,8 0,45 134,4 6,78 1,26 59,185 4,473 0,660 0,021

57 2,1 0,6 126 6,55 1,26 53,364 4,194 0,640 0,024

58 1,9 0,65 122,9 6,55 1,235 53,364 4,091 0,625 0,023

59 1,8 0,7 121,5 6,74 1,26 58,144 4,044 0,600 0,022

60 1,8 0,7 113,4 6,55 1,26 53,364 3,774 0,576 0,024

61 1,6 0,65 112,2 6,56 1,04 53,609 3,734 0,569 0,019

62 1,7 0,7 119,2 6,56 1,19 53,609 3,967 0,605 0,022

63 1,6 0,7 115,5 6,71 1,12 57,371 3,844 0,573 0,020

64 1,5 0,7 112,8 6,5 1,05 52,151 3,754 0,578 0,020

65 1,6 0,75 115,4 6,54 1,2 53,120 3,841 0,587 0,023

66 1,5 0,7 108 6,62 1,05 55,093 3,595 0,543 0,019

67 1,5 0,75 108,1 6,69 1,125 56,860 3,598 0,538 0,020

68 1,5 0,75 110,5 6,67 1,125 56,351 3,678 0,551 0,020

69 1,6 0,75 115,8 6,71 1,2 57,371 3,854 0,574 0,021

70 1,6 0,8 114,2 6,61 1,28 54,844 3,801 0,575 0,023

71 1,6 0,75 111,8 6,47 1,2 51,433 3,721 0,575 0,023

72 1,4 0,65 101,8 6,54 0,91 53,120 3,388 0,518 0,017

73 1,4 0,7 112,3 6,55 0,98 53,364 3,738 0,571 0,018

74 1,5 0,75 107,8 6,5 1,125 52,151 3,588 0,552 0,022

46

Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi kedua (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

75 1,4 0,7 106,9 6,54 0,98 53,120 3,558 0,544 0,018

76 1,4 0,7 103,5 6,38 0,98 49,316 3,445 0,540 0,020

77 1,4 0,7 101,8 6,48 0,98 51,671 3,388 0,523 0,019

78 1,3 0,7 107,4 6,56 0,91 53,609 3,575 0,545 0,017

79 1,5 0,8 113,5 6,63 1,2 55,343 3,778 0,570 0,022

80 1,5 0,8 116,3 6,73 1,2 57,886 3,871 0,575 0,021

81 1,5 0,8 111,6 6,65 1,2 55,846 3,714 0,559 0,021

47

Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi ketiga.

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

1 4,9 0,3 210,2 7,8 1,47 90,117 6,996 0,897 0,016

2 4 0,55 185,7 7,69 2,2 86,358 6,181 0,804 0,025

3 3,1 0,7 171,9 7,62 2,17 84,021 5,722 0,751 0,026

4 2,8 0,85 165,4 7,79 2,38 89,771 5,505 0,707 0,027

5 2,4 0,85 153,2 7,74 2,04 88,054 5,099 0,659 0,023

6 2,5 0,8 152,8 7,65 2 85,018 5,086 0,665 0,024

7 2,5 0,8 151,7 7,92 2 94,341 5,049 0,638 0,021

8 2,4 0,85 155,1 7,73 2,04 87,713 5,162 0,668 0,023

9 2,3 0,9 150,5 7,87 2,07 92,566 5,009 0,636 0,022

10 2,4 0,9 150,2 7,7 2,16 86,696 4,999 0,649 0,025

11 2,4 0,9 153,2 7,48 2,16 79,475 5,099 0,682 0,027

12 2,4 0,9 142,1 7,45 2,16 78,522 4,730 0,635 0,028

13 2,2 0,9 145,6 7,67 1,98 85,686 4,846 0,632 0,023

14 2,2 0,9 142,2 7,87 1,98 92,566 4,733 0,601 0,021

15 2,1 0,9 145,8 7,82 1,89 90,812 4,853 0,621 0,021

16 2,1 0,9 140,5 7,79 1,89 89,771 4,676 0,600 0,021

17 2 0,9 139,6 7,34 1,8 75,095 4,646 0,633 0,024

18 2,1 0,9 137,1 7,65 1,89 85,018 4,563 0,597 0,022

19 2 0,9 139,3 7,54 1,8 81,403 4,636 0,615 0,022

20 2 0,9 142,8 7,61 1,8 83,691 4,753 0,625 0,022

21 2 1 138,7 7,84 2 91,511 4,616 0,589 0,022

22 2,1 0,9 137,8 7,37 1,89 76,020 4,587 0,622 0,025

23 2 0,9 139,2 7,69 1,8 86,358 4,633 0,602 0,021

24 2 1 134,3 7,74 2 88,054 4,470 0,578 0,023

25 2 0,95 138,6 7,72 1,9 87,373 4,613 0,598 0,022

26 2 0,95 134,6 7,87 1,9 92,566 4,480 0,569 0,021

27 1,8 0,9 132,3 7,59 1,62 83,033 4,403 0,580 0,020

28 3,5 0,25 166,1 7,35 0,875 75,403 5,528 0,752 0,012

29 2,7 0,4 134,1 7,17 1,08 69,997 4,463 0,623 0,015

30 2,1 0,5 166,7 7,07 1,05 67,109 5,548 0,785 0,016

31 1,8 0,55 113,8 7,16 0,99 69,705 3,788 0,529 0,014

32 1,7 0,55 110,6 7,22 0,935 71,472 3,681 0,510 0,013

33 1,6 0,55 109,7 6,85 0,88 61,037 3,651 0,533 0,014

34 1,6 0,5 109,1 7,1 0,8 67,967 3,631 0,511 0,012

35 1,7 0,55 107,3 7,14 0,935 69,123 3,571 0,500 0,014

36 1,6 0,55 105,9 6,87 0,88 61,574 3,525 0,513 0,014

48

Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi ketiga (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

37 1,5 0,5 106,2 7,06 0,75 66,825 3,535 0,501 0,011

38 1,6 0,5 102,7 7 0,8 65,136 3,418 0,488 0,012

39 1,5 0,5 101,3 6,77 0,75 58,924 3,372 0,498 0,013

40 1,5 0,5 101,7 6,54 0,75 53,120 3,385 0,518 0,014

41 1,5 0,5 104,1 7,04 0,75 66,259 3,465 0,492 0,011

42 1,5 0,55 103,3 6,88 0,825 61,843 3,438 0,500 0,013

43 1,5 0,55 102,6 7,02 0,825 65,696 3,415 0,486 0,013

44 1,4 0,5 97,2 7,12 0,7 68,543 3,235 0,454 0,010

45 1,4 0,5 105,7 7,16 0,7 69,705 3,518 0,491 0,010

46 1,3 0,5 98,2 6,79 0,65 59,448 3,268 0,481 0,011

47 1,3 0,5 96,4 7,02 0,65 65,696 3,209 0,457 0,010

48 1,4 0,55 99,4 7,18 0,77 70,291 3,308 0,461 0,011

49 1,4 0,6 99,1 7,28 0,84 73,269 3,298 0,453 0,011

50 1,4 0,5 105,5 7,28 0,7 73,269 3,511 0,482 0,010

51 1,4 0,55 99,8 6,67 0,77 56,351 3,322 0,498 0,014

52 1,4 0,6 108,1 7 0,84 65,136 3,598 0,514 0,013

53 1,5 0,6 106,2 7,07 0,9 67,109 3,535 0,500 0,013

54 1,4 0,6 104,1 7,22 0,84 71,472 3,465 0,480 0,012

55 2,1 0,2 125,7 6,71 0,42 57,371 4,184 0,624 0,007

56 1,5 0,3 96,3 6,72 0,45 57,628 3,205 0,477 0,008

57 1,3 0,3 84,5 6,43 0,39 50,484 2,812 0,437 0,008

58 1,2 0,35 80,1 6,45 0,42 50,957 2,666 0,413 0,008

59 1,1 0,35 79,9 6,5 0,385 52,151 2,659 0,409 0,007

60 1,1 0,35 77,5 6,4 0,385 49,781 2,580 0,403 0,008

61 1 0,3 75,3 6,35 0,3 48,623 2,506 0,395 0,006

62 1,1 0,35 76,9 7,02 0,385 65,696 2,560 0,365 0,006

63 1,2 0,4 75,5 6,73 0,48 57,886 2,513 0,373 0,008

64 1 0,4 75,8 6,57 0,4 53,854 2,523 0,384 0,007

65 1 0,35 74,9 6,51 0,35 52,392 2,493 0,383 0,007

66 0,8 0,35 72,4 6,58 0,28 54,101 2,410 0,366 0,005

67 1 0,35 75,8 6,53 0,35 52,877 2,523 0,386 0,007

68 1 0,35 73,3 6,42 0,35 50,249 2,440 0,380 0,007

69 0,9 0,35 72,6 6,51 0,315 52,392 2,416 0,371 0,006

70 0,9 0,3 69 6,62 0,27 55,093 2,297 0,347 0,005

71 0,9 0,35 75,8 6,52 0,315 52,634 2,523 0,387 0,006

72 0,9 0,35 73,7 6,42 0,315 50,249 2,453 0,382 0,006

73 0,9 0,4 74,9 6,5 0,36 52,151 2,493 0,384 0,007

74 0,9 0,4 74,1 6,57 0,36 53,854 2,466 0,375 0,007

49

Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi ketiga (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

75 0,9 0,4 73,6 6,45 0,36 50,957 2,450 0,380 0,007

76 0,9 0,4 70,9 6,53 0,36 52,877 2,360 0,361 0,007

77 0,9 0,4 69,2 6,57 0,36 53,854 2,303 0,351 0,007

78 0,8 0,35 67,4 6,38 0,28 49,316 2,243 0,352 0,006

79 0,9 0,35 69,6 6,38 0,315 49,316 2,317 0,363 0,006

80 0,8 0,35 68,3 6,57 0,28 53,854 2,273 0,346 0,005

81 0,8 0,35 67,3 6,47 0,28 51,433 2,240 0,346 0,005

50

Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi keempat.

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

1 4,9 0,3 208,5 7,86 1,47 92,213 6,940 0,883 0,016

2 4,1 0,5 193,5 8,02 2,05 97,960 6,440 0,803 0,021

3 3,5 0,7 168,2 7,91 2,45 93,984 5,598 0,708 0,026

4 2,8 0,7 156,9 7,73 1,96 87,713 5,222 0,676 0,022

5 2,8 0,7 155,8 7,71 1,96 87,034 5,186 0,673 0,023

6 2,8 0,7 157,9 7,97 1,96 96,139 5,256 0,659 0,020

7 2,8 0,7 152,1 7,71 1,96 87,034 5,062 0,657 0,023

8 2,4 0,75 147,8 7,85 1,8 91,862 4,919 0,627 0,020

9 2,3 0,8 141,5 7,83 1,84 91,161 4,710 0,601 0,020

10 2,2 0,8 140,3 7,75 1,76 88,395 4,670 0,603 0,020

11 2,2 0,75 137,6 7,69 1,65 86,358 4,580 0,596 0,019

12 2,1 0,75 135,6 7,74 1,575 88,054 4,513 0,583 0,018

13 2,1 0,8 135,4 7,72 1,68 87,373 4,507 0,584 0,019

14 2,1 0,85 137,3 7,78 1,785 89,426 4,570 0,587 0,020

15 2,1 0,85 136,7 7,87 1,785 92,566 4,550 0,578 0,019

16 2,1 0,8 137,3 7,7 1,68 86,696 4,570 0,593 0,019

17 2 0,85 134,8 7,67 1,7 85,686 4,487 0,585 0,020

18 2 0,85 139,7 7,94 1,7 95,058 4,650 0,586 0,018

19 2 0,8 132,5 7,86 1,6 92,213 4,410 0,561 0,017

20 2,1 0,8 142,8 7,7 1,68 86,696 4,753 0,617 0,019

21 2,1 0,8 137,7 7,93 1,68 94,699 4,583 0,578 0,018

22 2 0,8 136,5 7,83 1,6 91,161 4,543 0,580 0,018

23 2 0,85 134,3 7,88 1,7 92,919 4,470 0,567 0,018

24 2 0,8 132 7,67 1,6 85,686 4,393 0,573 0,019

25 2 0,85 135,9 7,89 1,7 93,273 4,523 0,573 0,018

26 2 0,85 136,5 7,78 1,7 89,426 4,543 0,584 0,019

27 2 0,85 132,8 7,75 1,7 88,395 4,420 0,570 0,019

28 3,2 0,2 138,2 7,05 0,64 66,541 4,600 0,652 0,010

29 2,3 0,4 120,2 7,15 0,92 69,413 4,001 0,560 0,013

30 1,7 0,5 108,8 7,05 0,85 66,541 3,621 0,514 0,013

31 1,4 0,5 102,2 7,05 0,7 66,541 3,402 0,482 0,011

32 1,4 0,5 101,3 7,12 0,7 68,543 3,372 0,474 0,010

33 1,3 0,5 98,9 6,93 0,65 63,201 3,292 0,475 0,010

34 1,3 0,5 96,4 6,96 0,65 64,025 3,209 0,461 0,010

35 1,4 0,5 95,2 6,91 0,7 62,655 3,169 0,459 0,011

36 1,3 0,5 97,6 7,01 0,65 65,415 3,249 0,463 0,010

51

Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi keempat (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

37 1,3 0,5 94,2 6,94 0,65 63,475 3,135 0,452 0,010

38 1,2 0,5 93,9 7,22 0,6 71,472 3,125 0,433 0,008

39 1,2 0,5 92,8 7,03 0,6 65,977 3,089 0,439 0,009

40 1,3 0,55 93,7 7,06 0,715 66,825 3,119 0,442 0,011

41 1,3 0,5 97,2 7,04 0,65 66,259 3,235 0,460 0,010

42 1,3 0,55 96,4 7,13 0,715 68,833 3,209 0,450 0,010

43 1,3 0,55 95,6 7,18 0,715 70,291 3,182 0,443 0,010

44 1,2 0,55 93,4 7,06 0,66 66,825 3,109 0,440 0,010

45 1,2 0,55 91,3 7,15 0,66 69,413 3,039 0,425 0,010

46 1,2 0,55 97,3 6,78 0,66 59,185 3,239 0,478 0,011

47 1,1 0,5 94,8 7,08 0,55 67,395 3,155 0,446 0,008

48 1,1 0,55 91,9 7,02 0,605 65,696 3,059 0,436 0,009

49 1,1 0,5 88,6 7,03 0,55 65,977 2,949 0,419 0,008

50 1,1 0,5 86,9 7,07 0,55 67,109 2,892 0,409 0,008

51 1,1 0,5 87,9 6,78 0,55 59,185 2,926 0,432 0,009

52 1,1 0,5 91,9 6,92 0,55 62,928 3,059 0,442 0,009

53 1 0,5 90,4 7,16 0,5 69,705 3,009 0,420 0,007

54 1,1 0,6 89,6 7,05 0,66 66,541 2,982 0,423 0,010

55 2,1 0,2 105,8 6,67 0,42 56,351 3,521 0,528 0,007

56 1,3 0,3 82,5 6,47 0,39 51,433 2,746 0,424 0,008

57 1,2 0,3 70,7 6,65 0,36 55,846 2,353 0,354 0,006

58 1 0,3 69,9 6,65 0,3 55,846 2,327 0,350 0,005

59 0,9 0,3 68,3 6,6 0,27 54,595 2,273 0,344 0,005

60 0,9 0,3 64,6 6,43 0,27 50,484 2,150 0,334 0,005

61 0,8 0,3 66,5 6,49 0,24 51,911 2,213 0,341 0,005

62 0,9 0,3 71,3 6,56 0,27 53,609 2,373 0,362 0,005

63 0,8 0,3 67,5 6,58 0,24 54,101 2,247 0,341 0,004

64 0,9 0,35 72,4 6,58 0,315 54,101 2,410 0,366 0,006

65 0,9 0,3 66,1 6,53 0,27 52,877 2,200 0,337 0,005

66 0,9 0,3 66,7 6,52 0,27 52,634 2,220 0,340 0,005

67 0,8 0,3 67,8 6,56 0,24 53,609 2,257 0,344 0,004

68 0,8 0,3 65,7 6,44 0,24 50,720 2,187 0,340 0,005

69 0,8 0,35 65,5 6,35 0,28 48,623 2,180 0,343 0,006

70 0,8 0,3 62,6 6,17 0,24 44,605 2,084 0,338 0,005

71 0,7 0,3 60,9 6,4 0,21 49,781 2,027 0,317 0,004

72 0,8 0,3 61,6 6,72 0,24 57,628 2,050 0,305 0,004

73 0,8 0,3 67,9 6,74 0,24 58,144 2,260 0,335 0,004

74 0,8 0,3 65 6,47 0,24 51,433 2,163 0,334 0,005

52

Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi keempat (lanjutan).

No. V

(volt)

I

(ampere)

putaran

poros

(rpm)

kec

angin

(m/s)

Pout

(watt)

Pin

(watt)

u

(m/s) Tsr Cp

75 0,8 0,3 63,3 6,5 0,24 52,151 2,107 0,324 0,005

76 0,8 0,3 62,6 6,42 0,24 50,249 2,084 0,325 0,005

77 0,8 0,3 63,6 6,47 0,24 51,433 2,117 0,327 0,005

78 0,8 0,3 60,3 6,47 0,24 51,433 2,007 0,310 0,005

79 0,8 0,3 60,6 6,42 0,24 50,249 2,017 0,314 0,005

80 0,7 0,3 58,6 6,53 0,21 52,877 1,950 0,299 0,004

81 0,7 0,35 57,7 6,68 0,245 56,605 1,920 0,287 0,004

53

Gambar 4.1 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi pertama.

y = -0.118x2 + 0.196x - 0.052R² = 0.945

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

0.040

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200

Cp

Tsr

Grafik Cp vs Tsr variasi 1

54

Gambar 4.2 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi kedua.

y = -0.353x2 + 0.461x - 0.126R² = 0.905

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

Cp

Tsr

Grafik Cp vs Tsr variasi 2

55

Gambar 4.3 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi ketiga.

y = -0.089x2 + 0.148x - 0.037R² = 0.902

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

Cp

Tsr

Grafik Cp vs Tsr variasi 3

56

Gambar 4.4 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi keempat.

y = -0.066x2 + 0.113x - 0.026R² = 0.900

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000

Cp

Tsr

Grafik Cp vs Tsr variasi 4

57

Gambar 4.5 Grafik Cp vs Tsr untuk keempat variasi.

0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

0.040

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200

Cp

Tsr

Grafik Cp vs Tsr

variasi pertama variasi kedua variasi ketiga variasi keempat

58

4.2 Pembahasan

Pemecah angin digunakan untuk memecah angin yang terhisap melalui sela-sela sudu

kincir. Alat ini dipakai untuk mencari perbandingan data hasil pengukuran kincir. Pemecah

angin ini terbuat dari bahan sterofoam yang sangat ringan yang dipasang di bagian depan

kincir.

Dengan adanya pemecah angin diujung depan kincir maka memungkinkan angin

melewati bilah sudu dengan baik sehingga membantu dorongan awal dan melancarkan

hembusan angin yang masuk pada saat kincir berputar.

Setelah melakukan penelitian pada kincir angin ini didapatkan bahwa dengan pemakaian

pemecah angin, maka data yang diperoleh menunjukkan hasil yang lebih baik daripada data-

data yang diperoleh tidak dengan memakai pemecah angin. Hal ini dapat dilihat dalam Grafik

Cp vs Tsr diatas.

Pada grafik Cp vs Tsr dari hasil penelitian, diperoleh nilai Cp tertinggi adalah

0,034 pada Tsr 0,786. Hasil tersebut lebih kurang 1/6 dari nilai Cp tertinggi yang

terdapat dalam Diagram Betz. Jadi hasil Cp tertinggi dari hasil penelitian yang

dilakukan masih jauh dibandingkan dengan nilai Cp yang terdapat dalam Diagram

Betz. Hal ini disebabkan karena adanya rugi-rugi yang terdapat dalam kincir angin

maupun dalam transmisi yang digunakan sehingga data yang diperoleh kurang

maksimal. Namun demikian, data dari hasil penelitian tersebut tidak salah.

59

BAB V

KESIMPULAN

5.1 Kesimpulan

Dari penerapan dan penelitian terhadap Wind Energy Converter jenis American

Multiblade ini, maka dapat disimpulkan :

a) Kecepatan angin akan mempengaruhi kecepatan putaran kincir yang akan

menggerakkan puli karena puli berada dalam satu poros dengan kincir.

b) Kecepatan putaran pada puli akan mempengaruhi kecepatan putaran pada generator

karena puli dan generator dihubungkan dengan sabuk.

c) Hasil :

1. Pada variasi pertama, diperoleh Cp terbesar 0,046 dan Tsr 0,942.

2. Pada variasi kedua, diperoleh Cp terbesar 0,033 dan Tsr 0,745.

3. Pada variasi ketiga, diperoleh Cp terbesar 0,028 dan Tsr 0,635.

4. Pada variasi keempat, diperoleh Cp terbesar 0,026 dan Tsr 0,708.

d) Pemecah angin yang digunakan mempengaruhi data yang dihasilkan karena data

yang dihasilkan lebih baik dibanding dengan data yang diperoleh tidak dengan

menggunakan pemecah angin.

e) Rugi-rugi yang terdapat dalam kincir mempengaruhi data yang diperoleh dalam

penelitian.

60

5.2 Saran

Beberapa saran yang penting untuk peneliti yang ingin melanjutkan penelitian

pada bidang yang sejenis dengan penelitian ini atau yang ingin mengembangkan

penelitian ini :

a) Berat baling-baling atau sudu yang digunakan dalam penelitian ini terlalu besar

karena bahan kincir diambil dari bekas kipas radiator truk dimana pada kipas

tersebut terdapat bagian yang terbuat dari logam yaitu besi baja yang

mengakibatkan kincir menjadi berat sehingga putaran kincir kurang maksimal.

Akan lebih baik lagi jika pemilihan bahan kincir lebih diperhatikan pada berat dari

bahan yang akan digunakan.

b) Luas penampang pada kincir dan sudut divariasikan lagi, karena hal tersebut

mempengaruhi besarnya daya dan efisiensi.

c) Untuk mendapatkan daya maksimal pada kincir dibutuhkan kecepatan angin yang

lebih besar.

d) Gunakan transmisi yang memiliki efisiensi yang lebih baik agar rugi-rugi karena

gesekan lebih bisa diminimalisir.

61

DAFTAR PUSTAKA

Agusto, W. Ms., 1993, “Pengembangan Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin.”, Pusat

Teknologi Pembangunan ITB, Bandung.

Culp, Archie W., 1985, “Prinsip-Prinsip Konversi Energi.”, Terjemahan oleh Darwin

Sitompul, Erlangga, Bandung.

Ginting, Soeripno, J., 1993, “Pemasangan dan Uji Coba Pemanfaatan Kincir Angin Poros

Horisontal.”, Lembaga Fisika Nasional LIPI, Bandung.

Hidayat, S., 2005, “Turbin Skala Kecil.”, ITB, Bandung.

Kadir A., 1987, “Energi Angin.“, UI-Pres. 243-257

http://www.scribd.com/doc/13885905/The-Effect-of-Blade-Shaps-of-Vertical-Wind-Turbine

http://www.scribd.com/doc/16577921/4676812-Kincir-Angin-Untuk-Stasiun-Pengisian-

Listrik

http://dbm.djmbp.esdm.go.id/old/portaldpmb/modules/_news/news_detail.php?_id=2161&_c

id=4

http://www.scribd.com/doc/23628350/Konversi-Energi-Angin

http://www.scribd.com/doc/6949728/Wind-Turbine

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