proposal kkai 2013
TRANSCRIPT
Page 1
PROPOSAL
KOMPETISI KINCIR ANGIN INDONESIA (KKAI) 2013
Nama Tim : BATARA BAYU
Pembina Tim : Ir.Toto Rusianto, M.T.
Ketua Tim : Agung Nugroho
Anggota : Sulistyo Nugroho
Samsuhadi Fahmi
Patria Wijayanto
Aditia Putra Kurniawan
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA
Jl. Kalisahak no.28 Balapan Yogyakarta 55222
Telp. 0274-563029, Fax. 0274-562847, HP: 085643647796
OKTOBER 2013
Page 2
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kita panjatkan kepada Allah SWT atas segala limpahan Rahmat,
Inayah, Taufik dan serta memberikan kesehatan dan kekuatan kepada kami sehingga
terselesaikanya Proposal Kompetisi Kincir Angin Indonesia (KKAI) 2013.
Adapun tujuan dari pembuatan Proposal ini adalah untuk memenuhi persyaratan
dari dewan juri dalam Kompetisi Kincir Angin Indonesia (KKAI) 2013, Kami ucapkan
terimakasih kepada Bapak Ir. Toto Rusianto,.M.T selaku Pembimbing Tim BATARA
BAYU yang telah membimbing kami dalam pembuatan proposal ini hingga terealisasi
dan ucapan terimakasih kami ucapkan kepada semua pihak yang telah ikut membantu
dalam penulisan proposal ini. Masih banyak kekurangan yang ada proposal ini maka dai
itu kami selaku Tim BATARA BAYU, memohon kritik dan saran yang membangun.
Demikianlah Proposal ini kami buat, apabila ada kesalahan dalam penulisan, saya
mohon maaf yang sebesarnya dan sebelumnya saya mengucapkan terima kasih.
Yogyakarta, 19 Oktober 2013
Tim BATARA BAYU
Page 3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................ 2
DAFTAR ISI .................................................................................................. 3
BAB. I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang ...................................................................................... 4
1.2 Tujuan dan Manfaat ........................................................................... 5
BAB. II DASAR PEMILIHAN JENIS TURBIN ANGIN
DAN KOMPONEN PADA SISTEM TURBIN ANGIN
2.1 Horizontal Axis Wind Turbine................................................. 5
2.2 Komponen pada Sistem Turbin Angin........................................... 7
BAB. III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM TURBIN ANGIN
3.1 Sudu atau Rotor ............................................................................ 9
3.2 Transmisi ....................................................................................... 11
3.3 Generator ........................................................................................ 11
3.4 Tower dan Pondasi .............................................................................. 13
3.5 Sistem Kendali........................................................................................... 16
3.6 Metode Pembuatan Komponen .......................................................... 16
BAB. IV REKAPITULASI ANGGARAN BIAYA
4.1 Anggaran Biaya .............................................................................. 18
4.2 Penjelasan Singkat Pembuatan Turbin Angin ...................................... 19
BAB. V PENUTUP
5.1 Spesifikasi Komponen ............................................................................ 21
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Page 4
DAFTAR GAMNAR
Gambar.1 Berbagai jenis kincir angin sumbu horizontal................................ 7
Gambar.2 Sistem Turbin Angin Sumbu Horizontal.................................. 7
Gambar.3 Mekaniske Turbin Angin.................................................. 8
Gambar.4Airfoil GM 15 (smoothed)...................................................... 12
Gambar.5 Gearbox ( Transmisi pada Turbin Angi ).................................... 12
Gambar.6 Konstruksi generator sinkron1.................................................... 13
Gambar.7 Skema Rancangan Generator Putaran Rendah........................... 13
Gambar.8. penyearah 3 fasa gelombang penuh...................................... 14
Gambar.9 Tower Triangle....................................................................... 15
Gambar.10 Pembuatan Pondasi dan Proses Erection Tower.......................... 16
Gambar.11 Macam-macam clamp tembaga dan kuningan untuk grounding tower. 16
Gambar.12Pembuatan Pondasi.......................................................... 16
Gambar.13 Sebelum di cor semen diberi penahan dulu ,agar tidak bergerak...... 16
Gambar.14 Skema diagram alir Sistem Turbin Angin .......................................... 20
Page 5
BAB.I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pemanfaatan tenaga angin sebenarnya bukanlah hal yang baru dalam sejarah
peradaban. Sudah berabad-abad lamanya manusia menggunakan angin sebagai tenaga
penggerak kapal yang dipakai untuk mengarungi samudera dan menjelajah semesta.
Konon, pada abad ke-17 SM, bangsa Babilonia kuno pun sudah menggunakan tenaga
angin untuk sistem irigasi. Turbin angin pertama sebagai pembangkit listrik berupa
sebuah kincir angin tradisional dibuat oleh Poul La Cour di Denmark lebih dari 100 tahun
yang lalu. Kemudian pada awal abad ke-20 mulai ada mesin eksperimen untuk turbin
angin. Pengembangan lebih serius dilakukan pada saat terjadi krisis minyak di era 1970-
an dimana banyak pemerintah di seluruh dunia mulai mengeluarkan dana untuk riset dan
pengembangan sumber energi baru atau energi alternatif. Diawal 80-an terlihat
pengembangan utama dilakukan di California dengan pembangunan ladang PLTB dengan
ratusan turbin kecil. Sehingga sampai akhir dekade tersebut sudah dibangun 15.000 turbin
angin dengan kapasitas pembangkit total sebesar 1.500 MW di daerah itu. Di era 80-an
tersebut juga diikuti pemangkasan subsidi pemerintah untuk dana pengembangan turbin
angin ini.
Di Denmark, pemerintah tetap mendukung secara kontinu serta tetap mengawal
pengembangan teknologi turbin angin ini.Akibatnya, teknologi dasar mereka tetap
terpelihara dan tidak menghilang. Sehingga pada saat energi angin kembali menguat
diawal 90-an, banyak perusahan yang bergerak dibidang ini mampu merespon dengan
cepat dan hasilnya mereka mampu mendominasi pasar hingga saat ini. Sebagian besar
ladang turbin angin yang terpasang masih di daratan. Hasil studi yang diadakan hingga
akhir tahun 2002, kapasitas total terpasang untuk turbin angin darat berkisar 24 Giga Watt
(GW) dan dipasang lebih dari 3 tahun terakhir. Lalu instalasi pertahunnya telah mencapai
4 GW. Saat ini laju rata-rata turbin terpasang secara internasional sudah mendekati 1 MW
per unit. Dengan keberhasilan pengembangan dalam skala yang ekonomis tersebut, saat
ini energi angin sudah mampu bersaing dengan pembangkit listrik lainnya seperti
batubara maupun nuklir untuk daerah dimana banyak potensi angin. Perkembangan
teknologi tenaga angin di Indonesia dirintis oleh Ridho Hantaro, ST.MT pilot proyek
sederhana bertemakan “renewable energy” hingga memenangkan “Brits Award for
Poverty Alleviation 2006″. Proyek ini adalah pembuatan turbin angin pembangkit listrik
di pulau Sapeken, Kabupaten Sumenep, Jawa Timur. Turbin angin berdiameter rotor 4
meter dengan 6 buah daun alumunium ini mampu menghasilkan daya hingga 1 KW
dengan tiang penopang setinggi 8 meter.
Salah satu upaya untuk mengatasi krisis energi adalah mengurangi ketergantungan
terhadap sumber energi fosil dengan cara memanfaatkan sumber energi alternatif. Salah
satu energi alternatif yang dapat digunakan adalah energi angin. Kebutuhan Energi Listrik
di Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya terus meningkat. Hal ini disebabkan
oleh pertambahan jumlah penduduk, pertumbuhan ekonomi serta pola konsumsi energi
yang terus meningkat. Energi listrik merupakan energi yang sangat penting bagi
peradabann manusia baik dalam kegiatan sehari hari hinggadalam kegiatan industri.
Energi listrik tersebut digunakan untuk berbagai kebutuhan, seperti penerangan dan juga
proses proses yang melibatkan barang-barang elektronik dan mesin industri. Dengan
kebutuhan energi listrik yang besar maka dibutuhkan sumber energi pembangkit listrik
yang mencukupi kebutuhan tersebut. Tentunya dengan tetap menjaga ketersediaan energi
fosil yang diketahui semakin menipis. Mengingat hal tersebut diperlukan suatu sumber
daya terbarui yang keberadaannya tidak terbatas, untuk mendapatkan kondisi ini
Page 6
diperlukan langkah strategis yang dapat menunjang penyediaan energi listrik secara
optimal dan terjangkau.
Salah Satu upaya mengatasi krisis energi adalah mengurangi ketergantungan
terhadap sumber energi fosil dengan cara memanfaatkan sumber energi alternatif. Salah
satu energi alternatif yang dapat digunakan adalah energi yang terdapat pada alam seperti
angin. Energi angin dapat dimanfaatkan pada pembangkit listrik tenaga angin yang
merupakan suatu metode untuk menghasilkan energi listrik dengan cara memutar turbin
angin yang dihubungkan ke generator kemudian hasilnya disimpan dalam elemen
penyimpan, dan untuk menjaga tegangan kaluaran dari generator dibutuhkan pengendali
agar energi listrik yang masuk kedalam baterai optimal.
Energi listrik yang tersimpan dalam baterai akan digunakan untuk menyalakan
beberapa peralatan listrik rumah tangga seperti lampu, televisi dan beberapa peralatan
listrik yang memiliki kapasitas daya yang tidak terlalu besar. Karena peralatan listrik
rumah tangga memiliki kapasitas tegangan arus bolak balik, maka energi listrik yang
disimpan dalam baterai harus diubah dahulu dari tegangan arus searah menjadi arus bolak
balik dengan inverter.
1.2 Tujuan
a. Mengetahui koefisien daya kincir
b. Menggunakan kincir angin poros horizontal untuk pembangkit listrik
c. Untuk meningkatkan dan mengembangkan kreativitas mahasiswa dalam
bidang ilmu pengetahuan (IPTEK)
1.3 Manfaat
a. Kincir angin ini dapat digunakan sebagai salah satu pemanfaatan energi
terbarukan.
b. Dalam pembuatan skala besar mampu menghasilkan energi listrik yang besar
dan dapat di terapkan di masyarakat.
BAB. II DASAR PEMILIHAN JENIS TURBIN ANGIN & KOMPONEN PADA
SISTEM TURBIN ANGIN
2.1 Horizontal Axis Wind Turbine
Turbin angin dengan sumbu horizontal mempunyai sudu yang berputar dalam
bidang vertikal seperti halnya propeler pesawat terbang. Turbin angin biasanya
mempunyai sudu dengan bentuk irisan melintang khusus di mana aliran udara pada salah
satu sisinya dapat bergerak lebih cepat dari aliran udara di sisi yang lain ketika angin
melewatinya. Fenomena ini menimbulkan daerah tekanan rendah pada belakang sudu dan
daerah tekanan tinggi di depan sudu. Perbedaan tekanan ini membentuk gaya yang
menyebabkan sudu berputar.
Page 7
Gambar .1 Berbagai jenis kincir angin sumbu horizontal Sumber : Himran, Syukri
Gambae 2.Sistem Turbin Angin Sumbu Horizontal
Turbin skala utility memiliki berbagai ukuran, dari 100 kilowatt sampai dengan
beberapa megawatt. Turbin besar dikelompokkan bersama-sama ke arah angin,yang
memberikan kekuatan massal ke jaringan listrik. turbin kecil tunggal, di bawah 100
kilowatt dan digunakan pada rumah, telekomunikasi, atau pemompaan air. Turbin kecil
Page 8
kadang-kadang digunakan dalam kaitannya dengan generator diesel, baterai dan sistem
fotovoltaik. Sistem ini disebut sistem angin hibrid dan sering digunakan di lokasi
terpencil di luar jaringan, di mana tidak tersedia koneksi ke jaringan utilitas.
Komponen-komponen yang ada di dalam turbin angin yaitu :
Gambar.3 Mekaniske Turbin Angin
2.2 Komponen pada Sistem Turbin Angin
2.2.1Anemometer
Mengukur kecepatan angin dan mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol.
2.2.2Blades Kebanyakan turbin baik dua atau tiga pisau. Angin bertiup di atas menyebabkan
pisau pisau untuk mengangkat dan berputar.
2.2.3Brake Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada
titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator
memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan
menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah
ditentukan. Kehadiran angin diluar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup
cepat pada poros generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat
merusak generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih
diantaranya overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus karena tidak
dapat menahan arus yang cukup besar.
2.2.4 Controller (Pengendali) Pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin sekitar 8-16 mil per jam (mph)
dan menutup mesin turbin sekitar 55 mph. tidak beroperasi pada kecepatan angin
sekitar 55 mph di atas, karena dapat rusak karena angin yang kencang.
2.2.5 Gear box Gears menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan rendah dan
meningkatkan kecepatan sekitar 30-60 rotasi per menit (rpm), sekitar 1000-1800
rpm, kecepatan rotasi yang diperlukan oleh sebagian besar generator untuk
menghasilkan listrik. gearbox adalah bagian mahal (dan berat) dari turbin angin
dan insinyur generator mengeksplorasi direct-drive yang beroperasi pada kecepatan
rotasi yang lebih rendah dan tidak perlu kotak gigi.
2.2.6 Generator
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber
energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses
ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak
Page 9
kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui
sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah
ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air,
yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi
mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui
sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin
angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau
apa pun sumber energi mekanik yang lain.
2.2.7Rotor Rotor adalah sebuah alat mekanik yang berputar/ baling-baling, sebagai contoh
dalam kendaraan bermotor elektrik, generator, alternator atau pompa.
2.2.8 Tower
Menara Kerangka
Kontruksi menara ini terdiri dari besi – besi siku yang dibuat sedemikian rupa
hingga menjadi sebuah menara, tingginya disesuaikan dengan kebutuhan.
Menara ini juga biasa terbuat dari besi bulat atau baja, sehingga menara lebih
tahan lama.
Menara Pipa
Menara ini terbuat dari sebuah pipa yang mempunyai kawat-kawat sebagai
penegak tiang, dan kawat-kawat tersebut harus diikat dengan jangkar, maka
pondasinya dapat lebih ringan. Dengan adanya kawat penegak tiang menara
tidak mudah tumbang, tetapi dalam pemasangan manara pipa ini membutuhkan
lahan yang cukup luas
2.2.8 Penyimpan energi (Battery)
Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin
akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu
digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik.
Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan
angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik
tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang
dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang
atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun.
BAB. III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM TURBIN ANGIN
3.1 Sudu (Blade)
Sudu merupakan bagian dari sebuah kincir angin berupa pelat yang rata.
Bila sejumlah udara dengan kecepatan bergerak melalui bidang seluas R2 (luas
sudu), maka daya yang terdapat di dalam angin dapat ditentukan dengan rumus :
P = ½ ῤ v3 π R
2
Page 10
P = Daya (watt)
ῤ = Kerapatan udara (Kg/m3)
v = Kecepatan angin (m/s)
R = Luas sudu (m2)
Energi kinetik dari satu m3 udara yang bergerak, ditentukan dengan rumus :
E = ½ ῤ v2
E = Energi (Joule)
ῤ = Kerapatan udara (Kg/m3)
v = Kecepatan angin (m/s)
Benda bergerak contohnya angin memiliki energi kinetik (Ek) yang besarnya adalah
Ek = ½ mV² ………..……………………..(1)
m adalah massa dari angin dan V adalah kecepatan angin. Untuk menentukan
besarnya massa angin yang mengenai suatu permukaan dapat dihitung berdasarkan debit
angin yaitu volume persatuan waktu. Volume adalah massa per berat jenis (Volume =
m/ρ). Debit juga merupakan perkalian antara area dan kecepatan (Q = A x V). dari
persamaan tersebut maka dapat diturunkan persamaan massa angin persatuan waktu (m/t)
yaitu:
m/t = ρudara x A x Vangin………………….…………(2)
A adalah luas area baling-baling. Daya (P/power) adalah energi persatuan waktu
sehingga dari persamaan 1 dapat ditulis menjadi :
P = Ek /t = ½ m/t (Vangin)² …………………………(3)
Subtitusi dari persamaan 3, persamaan daya (P) menjadi :
P = ½ ρ x A x (Vangin)3 …………………………..(4)
Energi angin yang mengenai baling-baling seluas A pada umumnya dinyatakan
dalam Daya per area ( P/A) atau di istilahkan dengan Power density (P*/Daya spesifik)
dengan satuan watt/m2. Jika berat jenis udara rata-rata adalah ρudara = 1,2 kg/m
3 (sularso,
2004), maka besarnya daya spesifik dari angin adalah (Hofman, 1987):
P* = ½ V3 …………………………………..(5)
Baling-baling kincir angin direncanakan berjumlah 3 buah, dengan besarnya
diameter rotor 2 m. Jika kecepatan angin rata-rata 4 - 5 m/s, Dari rencana itu dapat
ditentukan daya ideal yang dihasilkan adalah sebesar:
a). Untuk kecepatan angin rata-rata 5 m/s
P/A = ½ ρ V3
Page 11
P = ½ ρ V3 (¼ D
2)
P = ½ (1,2) (5)3(¼ x 3,14 x (2)
2)
P = 235.5 Watt
b). Untuk kecepatan angin rata-rata 4 m/s
P/A = ½ ρ V3
P = ½ ρ V3 (¼ D
2)
P = ½ (1,2) (4)3(¼ x 3,14 x (2)
2)
P = 120.576 Watt
Untuk mendapatkan hasil yang optimal maximal dari sebuah kincir angin maka
perlu diperhatikan sebagai berikut :
1. Bentuk sudu seperti sekerup atau memuntir, sehingga
aerodinamisnya semakin baik.
2. untuk mendapatkan energi yang lebih baik sayap – sayap dipasang langsung
pada rotor.
3. untuk sudu yang ideal berjumlah 3 buah sudu, karena menghasilkan
pembagian gaya dan keseimbangan yang lebih baik.
Dalam hal ini airfoil blade yang di gunakan adalah tipe jenis airfoil low drag flow
atau airfoil untuk Tekanan Rendah disini di gunakan Airfoil tipe GM 15
(smoothed)
Gambar.4 Airfoil GM 15 (smoothed) (airfoiltools.com)
3.2 Gearbox (Transmisi)
Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi
putaran tinggi. Dalam pemeliharaannya digunakan oli untuk menjaga permukaan
harus tetap pada ukurannya, dari waktu ke waktu harus diisi dengan oli yang baru.
Agar kondisi gearbox bisa tahan lama.
Page 12
Gambar.5 Gearbox ( Transmisi pada Turbin Angi )
3.3 Generator
Generator AC dan generator DC memiliki perbedaan prinsip. Untuk
generator DC kumparan jangkar ada pada bagian rotor dan terletak di antara
kutub-kutub magnit yang tetap di tempat, diputar oleh tenaga mekanik. Pada
generator AC, konstruksinya sebaliknya yaitu, kumparan jangkar disebut juga
kumparan stator karena berbeda pada tempat yang tetap, sedangkan kumparan rotor
bersama-sama dengan kutub magnet diputar oleh tenaga mekanik.
Gambar.6 Konstruksi generator sinkron
( Yon Riyono : 2002)
Jika kumparan rotor yang berfungsi sebagai pembangkit kumparan medan
magnet yang terletak di antara kutub magnet utara dan selatan diputar oleh tenaga
air atau tenaga lainnya, maka pada kumparan rotor akan timbul medan magnet atau
fluks yang bersifat bolak-balik atau fluks putar. Flux putar ini akan memotong-
motong kumparan stator, sehingga pada ujung-ujung kumparan stator timbul gaya
gerak listrik karena pengaruh induksi dan flux putar tersebut. Gaya gerak listr ik
(ggl) yang timbul pada kumparan stator juga bersifat bolak-balik, atau berputar
dengan kecepatan sinkron terhadap kecepatan putar rotor.
Page 13
Dalam perancangan ini generator yang digunakan adalah generator 3 fasa
dengan magnit permanen. Karena energi angin bersifat fluktuatif dan tidak terlalu
besar maka dibuat penyearah untuk mengubah tegangan AC menjadi DC yang
digunakan untuk mengisi akumulator. Penyearah yang dibuat adalah penyearah 3 fasa
tak terkontrol tipe jembatan penuh.
Generator terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor dan stator. Pada pembuatan
generator ini dilakukan perancangan masing-masing bagian generator. Kemudian
masing-masing bagian generator disatukan melalui poros dan rangka
Gambar.7 Skema Rancangan Generator Putaran Rendah
Pada generator ini rotor berfungsi sebagai kumparan medan untuk menghasilakn
fluks. Digunakan dua buah rotor mengapit statur untuk menghasilkan fluks.
Penyearahdalam perancangan ini menggunakan penyearah 3fasa gelombang
penuh.
Gambar.8. penyearah 3 fasa gelombang penuh.
Dalam pemilihan generator ini mengacu bahwa generator 3 fasa magnit
permanen mempunyai penguatan sendiri serta tegangan keluaran atau output
dapat maksimal. sehingga tegangan keluaran generator di searahkan
menjadikan tegangan DC tiga kali tegangan per fasa.
3.4 Tower dan Pondasi
Pemilihan Tower
Dalam hal ini Tower yang akan di gunakan adalah Tower Triagle( Tower Segitiga).
Tower Triangle adalah sebuah alat yang sering kita jumpai di sekitar kita. alat ini biasa
kita jumpai di gedung -gedung tinggi maupun perkantoran, selain itu bisa juga kita
jumpai di sekolah-sekolah maupun warnet. Tower triangle sendiri mempunyai fungsi
yang sangat banyak. selain bisa kita gunakan untuk meletakkan atau sebagai tempat
Page 14
pendukung dalam instalasi jaringan internet, tower triangle juga bisa juga digunakan
untuk antena radio amatir maupun antena lainnya.
Ada berbagai spesifikasi produk yang digunakan dalam pemasangan tower
triangle ini, ada yang menggunakan Galvanis ada juga yang tidak.
Istilah Galvanis atau Galvalum dipakai untuk membedakan jenis lapisan finishing
atau coatingpada baja ringan. Galvanis adalah istilah untuk baja ringan yang diberi
lapisan seng ( zinc) . Untuk galvanis finishingnya terdiri dari: 98% unsur coatingnya
adalah seng/ zink dan 2% adalah unsur alumunium.
Galvalum merupakan sebutan untuk pelapisan yang mengandung unsur
alumunium dan zinc, dipasaran popular dengan sebutan Zincalume. Untuk Galvalum
finishingnya terdiri dari: 55% unsur coatingnya adalah aluminium, 43, 5% adalah unsur
seng/ zink dan 1, 5% unsur silikon.Beberapa produsen mengklaim bahwa pada tebal
pelapisan yang sama, Galvalum memiliki ketahanan terhadap karat yang lebih tinggi
dibandingkan Galvanis.Untuk menyamai kekuatan galvalum menahan karat, maka
pelapisan pada galvanis dibuat lebih tebal. Seperti juga produk material lainnya,
dipasaran beredar berbagai macam kelas material, pilihlah baja ringan dengan mutu
material prima yang sudah teruji dilapangan.
Gambar.9 Tower Triangle
Pada prinsipnya tower triangle 75% kekuatan terletak pada tarikan pemancang, jadi
dengan memakai tarikan pemancang dengan jarak standar, sanggup di bebani antena
sampai seberat 50kg.
Page 15
Standar jarak tarikan pemancang adalah 1/3 dari ketinggian, jadi andaikan tinggi
tower 30 meter jarak pemancangnya adalah 10 meter dari titik pondasi towet triangle.
Pembuatan Pondasi
Gambar.10 Pembuatan Pondasi dan Proses Erection Tower
Gambar.11Macam-macam clamp tembaga dan kuningan untuk grounding tower
Gambar.12 Pembuatan Pondasi ( Tower ditanam di dalam tanah kurang
lebih 1-2 meter )
Page 16
Gambar.13 Sebelum di cor semen diberi penahan dulu ,agar tidak bergerak.
3.5 Brake System (Sistem Pengendali)
Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja
pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena
generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan
menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah
ditentukan. Kehadiran angin diluar akan menyebabkan putaran yang cukup cepat
pada poros generator, sehingga jika tidak diatasi maka putaran ini dapat merusak
generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat,
rotor breakdown, kawat pada generator putus, karena tidak dapat menahan arus
yang cukup besar.
3.6 Metode Pembuatan Komponen
3.6.1 Blade (Sudu)
a. Tinjauan Pustaka
b. Mendisain Blade
c. Pembuatan Pola Blade dari Pollyfoam
d. Pembuatan cetakan (pola belah)
e. Mempersiapkan materian
f. Membuat adonan fiberglass
g. Penuangan adonan dalam cetakan
h. Pembekuan
i. Pembukaan cetakan
j. Finishing (pengamplasan dan pengecetan)
k. Pembuatan lubang baut dudukan blade
l. Uji coba di lapangan
Page 17
3.6.2 Generator
a.Tinjauan Pustaka
b. Pemilihan Generator
c. Perhitungan Rotor dan Stator
d. Magnit Permanen
e. Disain Fisik
f. Pembuatan Generator
g. Uji Coba
3.6.3 Tower
a. Tinjauan pustaka
b. Pemilihan Jenis Tower
c. Pemilihan Material Tower
d. Perhitungan Statika Struktur
e. Pengelasan
f. Uji Coba
Page 18
BAB. IV REKAPITULASI ANGGARAN BIAYA
4.1 Rencana Anggaran Biaya
No Uraian Unit Harga satuan Biaya
(Rp) (Rp)
1
Pembuatan Baling-baling
dari Fiberglass * 6 buah
300,000.00
1,800,000.00
2 Bahan Poros Dia = 1 " 2 meter
200,000.00
400,000.00
3 Bantalan (Bearing) 4 buah
100,000.00
400,000.00
4
Kapasitor 470 Mikro Farad 5 buah 10,000.00 50,000.00
5 Puli 2 buah
100,000.00
200,000.00
6 Belt 1 buah
25,000.00
25,000.00
7 Generator 400 W 1 buah
1.000,000.00
1.000,000.00
8
Pembuatan Tower Triangle
Diameter 20 cm ** 1 buah 1.500,000.00
2.500,000.00
9 Semen (untuk pondasi) 1 sak
25,000.00
25,000.00
10 pasir (untuk pondasi) 1 m3
50,000.00
50,000.00
11
PCB Board 1 buah 25,000.00 25,000.00
12 Charger Controller 1 buah 500,000.00
500,000.00
13 Inverter DC – AC 500 W 1 buah 500,000.00
500,000.00
14 Accu 70 1 buah 1,200.000.00
1,200,000.00
15 Dioda 6A 6 buah 60,000.00
60,000.00
16
Polly Foam 1 1 x 2 m 100,000.00 100,000.00
Jumlah
8,835.000.00
Page 19
* Pembuatan Blade
Resin
Katalis
Kapur
Met (serat)
Wax
Pola kayu
Kuas
Wadah pencampuran
Rol
Deterjen pembersih
Pembuatan hub
** Pembuatan Tower
Tiang vertikal besi beton ukuran 12
Isian Horisontal 3 sisi besi beton ukuran 8
Besi plat ukuran 2 x 2 (1,8 mm)
Lobang baut pipa gas ukuran 1/2" (1.8mm)
Kawat seling baja tarikan ukuran 3-4 m
Baut baja ukuran M 22 Baja
Span Screw M 10
Perstage = 5 meter
Page 20
4.2 Penjelasan Singkat Pembuatan Turbin Angin
Tahap Persiapan Tinjauan Pustaka
Mendisain Blade
Pembuatan Cetakan
Pembuatan Blade
Pemilihan Generator
Perhitungan Stator dan
Rotor
Disain Fisik
Pembuatan Generator
Pemilhan Jenis Tower
Perhitungan Statika
Struktur
Pengelasan ( Pembuatan
Tower )
Pembuatan Pondasi
Pemilihan Sistem
Transmisi
Uji Coba
Page 21
BAB. V PENUTUP
Spesifikasi Komponen
Pada Rancangan ini Jumlah Blade yang akan digunakan adalah 3 buah dengan Diamerer
2 meter.
Airfoil Blade (Sudu ) menggunakan Airfoil Tipe GM 15 (Smoothed) Low Drag Flow
untuk tekanan rendah.
Bahan Blade menggunakan Fiberglass serat anyam.
Generator yang digunakan jenis generator 3 phasa putaran rendah dengan putaran n = 300
– 1000 rpm
Tower pada sistem Turbin Angin menggunakan Triangle Tower ( Tower Segitiga)
DAFTAR PUSTAKA
AWEA,2004., “The American Wind Energy Association” http://www.awea.org.
BWEA, 2002., “ The British Wind Energy Association” http://www.bwea.com
David E. S., 1997., “ An Introduction to Wind Power for Nebraskans” University
of Nebraska-Lincoln., www.NebFacts.co.us
Hofman, H. dan Harun., 1987., “Energi Angin” penerbit Binacipta, Jakarta
Airfoil Naca GM 15 airfoiltools.com
Generator http://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrik
Pembangkit Listrik Tenaga Angin http://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrik
Rotor http://id.wikipedia.org/wiki/Rotor
Tower Triangle http://antarlangit.com/products/Tower-Triangle-Standart-Ukuran-20.html
Pondasi http://seputarbroadcast.blogspot.com/2009/07/pembuatan-pondasi-dan-proses-
erection.html
Page 22
LAMPIRAN
DRAWING DETAIL ENGINEERING
1. Rancangan Blade berbentuk Airfoil ( Sudu) SKEA
Gambar.1 Penampang Blade ( Sudu )
Gambar.2 Blade ( Sudu)
Page 23
Gambar.3 Desain SKEA dengan Jumlah Blade 3 dan Diameter rotor 2 m
2. Rancangan hub Hub tempat dudukan baling-baling yang dihubungkan ke poros utama jumlah
sirip hub terganrung dari jumlah baling-baling. Bentuk hub yang dirncanakan seperti
pada gambar
Gambar.4 Disain rancangan Hub
Page 24
3. Rancangan nose
Nose berfungsi untuk mengarahkan angin yang melewati pada pusat poros
putaran agar diarahkan ke sampng agar mengenai baling-baling. Desain nose dari
bahanfiberglass dengan bentuk seperti pada Gambar 5
Gambar 5. Rancangan Desain Nose
Data atau dimensi dari baling-baling SKEA adalah sebagai berikut :
1. Tipe blade (sudu) : Airfoil NACA GM 15 Smoothed
2. Bahan blade : Fiberglass (Komposit)
3. Panjang blade (sudu) : 100 cm
4. Lebar Pangkal Blade : 23 cm
5. Lebar Ujung Blade : 11 cm
6. Diameter rotor : 200 cm
7. Sudut helix : 5o
Page 25