tugas 2 -turbin angin sumbu horizontal tiga sudu.docx

35
TUGAS III PERANCANGAN KINCIR ANGIN DENGAN DAYA 400 WATT PUTARAN MAKSIMAL GENERATOR 1000 RPM DISUSUN OLEH : Nama : Agung Nugroho NIM : 111.03.1051 Jurusan : Teknik Mesin (S-1) FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA 1

Upload: agungnug4869

Post on 23-Dec-2015

63 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

TUGAS III

PERANCANGAN KINCIR ANGIN DENGAN DAYA 400 WATT PUTARAN MAKSIMAL GENERATOR 1000 RPM

DISUSUN OLEH :

Nama : Agung Nugroho

NIM : 111.03.1051

Jurusan : Teknik Mesin (S-1)

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND YOGYAKARTA

1

Page 2: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

BAB 1. 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 terj adi 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

2

Page 3: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

energi angin sudah mampu bersaing dengan pembangkit listrik lainnya

seperti batubara maupun nuklir untuk daerah dimana banyak potensi

angin.

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 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.

3

Page 4: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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 TEORI

4

Page 5: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

2.1 Teori Turbin Angin Sumbu Horizontal

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.

Gambar .1 Berbagai jenis kincir angin sumbu horizontal

Sumber : Himran, Syukri

5

Page 6: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

Gambar 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 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

6

Page 7: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

2.2 Tinjauan Pustaka

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.

Berdasarkan perancangan yang sudah ada permasalahan utama

terjadi adalah pada kontruksi dudukan poros blade yang terlalu panjang.

Bearing yang digunakan pada poros bagian depan menggunakan bearing

biasa. Adapun spesifikasi dari rancangan sebelumnya ( Toto Rusianto,

2007 ) adalah sebagai berikut :

1. Tipe blade (sudut) : Airfoil NACA 4415

2. Bahan blade : Fiber (komposit)

3. Jumlah blade (sudu) : 3 buah

4. Panjang blade : 100 cm

5. Lebar pangkal blade : 18 cm

6. Lebar ujung blade : 8 cm

7. Diameter penyangga blade : 10 cm

8. Diameter rotor : 200 cm

9. Diameter poros blade (sudu) : 1 inchi (2,54 cn)

10. Bantalan poros : 2 buah

11. Tinggi kincir dari tanah : 2 meter

12. Tekanan udara ( P ) : 1 atm = 1,01325 x 105 pa

13. Suhu udara absolute ( K ) : 303, 15 ok

14. Konstanta gas ( R ) 287 j/kg.ok

Kemudian kelemahan tersebut diperbaiki oleh perancangan ulang

kincir angin yang di lakukan oleh Triyanto, Hanip Stiyanto, Sujono,

Eka Laradi Kurnia Elsa tahun 2010 dengan spesifikasi :

7

Page 8: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

1) Diameter blade = 300 mm

2) Putaran generator = 1200 rpm

3) Perbandingan roda gigi = 1:6

4) Diameter poros motor ke reduser = 15,22 mm

5) Diameter poros = 25 mm

6) Umur bantalan = 20000 jam

Data dari hasil perancangan pengujian sebelumnya diatas

dijadikan acuan untuk perancangan kali ini. Sementara spesifikasi

design kincir angin yang dikembangkan adalah sebagai berikut :

1. Tipe blade (sudu) : Airfoil NACA 4415

2. Bahan blade : Fiberglass (Komposit)

3. Panjang blade (sudu) : 100 cm

4. Lebar Pangkal Blade : 18 cm

5. Lebar Ujung Blade : 8 cm

6. Diameter rotor : 200 cm

7. Sudut helix : 20o

Pada perancangan ini komponen – kompenen dari kincir

angin pada perancangan sebelumnya disederhanakan, diamana

rotor langsung terhubung dengan poros generator tanpa reduser.

Serta, penggunaan generator yang lebih baik dari perancangan –

perancangan sebelumnya. Instalasi pengambilan data dengan

menggunakan data logger. Pengujian kincir dilakukan di bibir

pantai, tepatnya di pantai Baru, Pandansimo, Kab. Bantul , DIY.

8

Page 9: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

BAB III. PEMBAHASAN

3.1 Komponen Pada Sistem Turbin Angin

3.1.1 Anemometer

Gambar 4. Anemometer

Sumber : (Komponen elektronika) http://komponenelektronika.biz/fungsi-

anemometer.html

Berfungsi untuk mengukur kecepatan angin dan

mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol.

3.1.2 Blades

Gambar 5. Blade Kincir Angin Tiga Sudu

Sumber : (Anne Ahira )http://www.anneahira.com/kincir-angin-

pembangkit-listrik.htm

9

Page 10: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

Kebanyakan turbin baik dua atau tiga pisau. Angin bertiup di atas

menyebabkan pisau pisau untuk mengangkat dan berputar.

3.1.3 Brake

Gambar 6. Sistem Brake pada kincir angin

Sumber : http://lugiromadoni.blogspot.com/

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 j ika 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.

3.1..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.

10

Page 11: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

3.1.5 Gear box

Gears menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan

rendah dan meningkatkan kecepatan sekitar 3 0-60 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.

3.1.6 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 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.

3.1.7 Rotor

Rotor adalah sebuah alat mekanik yang berputar/ baling-baling,

sebagai contoh dalam kendaraan bermotor elektrik, generator, alternator

atau pompa.

11

Page 12: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

3.1.8 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

3.1.9 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.

3.2 Perancangan Pembuatan Sistem Konversi Energi Angin (SKEA)

3.2.1 Sudu (Blade)

12

Page 13: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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 ρ v π R2

P = Daya (watt)

ρ = 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 ~ v2

E = Energi (Joule)

ρ = 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)

13

Page 14: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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/m3 (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

P = ½ ρ V3 (¼ π D2)

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 π D2)

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.

14

Page 15: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

Gambar 4. Rancangan Blade NACA 4415 dengan Autodesk Inventor 2013

3.2.2 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.

15

Page 16: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

Gambar Gearbox ( Transmisi pada Turbin Angin )

3.2.3 Generator

Generator AC dan generator DC memiliki perbedaan prinsip.

Untuk generator DC kumparan j angkar 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.

16

Page 17: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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 listrik (ggl) yang timbul pada kumparan stator juga

bersifat bolak-balik, atau berputar dengan kecepatan sinkron terhadap

kecepatan putar rotor.

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

17

Page 18: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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.

3.2.4 Tower

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

18

Page 19: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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.

19

Page 20: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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.

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.

3.2.5 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

20

Page 21: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

diantaranya : overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus,

karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.

3.2.6 Metode Pembuatan Komponen

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

Generator

a. Tinjauan PustakaPemilihan Generator

b. Perhitungan Rotor dan Stator

c. Magnit Permanen

d. Desain Fisik\

e. Pembuatan Generator

f. Uji Coba

21

Page 22: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

Tower

a. Tinjauan pustaka

b. Pemilihan Jenis Tower

c. Pemilihan Material Tower

d. Perhitungan Statika Struktur

e. Pengelasan

f. Uji Coba

3.2.7 Penjelasan Singkat Pembuatan Turbin Angin

22

Page 23: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

BAB. V PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang adapat diambil dari perancangan ini adalah sebagai berikut :

1. Rancangan berdasarkan perhitungan dari kapasitas generator yang ada

didapatkan diameter blade yang sesuai yaitu D = 2 meter, serta

berdasarkan keadaan lingkungan dan kecepatan angin maka material yang

sesuai adalah fibre glass (komposit) dimana bahan ini cukup kuat dan anti

korosif dengan harga yang relatif murah.

2. Turbin angin yang telah diuji dengan jumlah blade sebanyak 3 buah

mampu menghasilkan daya rata-rata maksimum 230 Watt selama

pengujian dilakukan. Hal tersebut masih dibawah dari hasil yang

diharapkan yaitu sebesar 400 Watt (dari perhitungan) yang bisa

disebabkan karena kecepatan rata-rata angin dilapangan cenderung kurang

dari 5 m/s2.

23

Page 24: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

4.2 Saran

Untuk Perancangan Kincir Angin Penggerak Generator Listrik, masih

perlu diadakan pengembangan lebih lanjut. Untuk itu disarankan :

1. Proses pencarian data antara teori yang terdapat dalam buku atau referensi

lain dengan kenyataan komponen yang tersedia dipasaran harus

diperhatikan.

2. Untuk mendapatkankeluaran daya listrik yang dapat dimanfaatkan perlu

dipilih generator dengan putaran rendah, mengingat kecepatan angin di

indonesia tidak konstan.

3. Dibutuhkan rangkaian tambahan untuk memaksimalkan sistem pengisian

4. Dalam jangka waktu tertentu sebaiknya diadakan pengecekan pada

komponen mesin ataupun pemeriksaan rutin terhadap mesin agar kondisi

mesin dalam keadaan baik

5. Pada bantalan sebaiknya juga diadakan pengecekan karena ada

kemungkinan setelah beroperasi dalam jangka waktu yang lama akan

mengalami keausan sehingga putarannya tidak presisi lagi yang akan

mengakibatkan kerja mesin terganggu.

24

Page 25: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

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

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

25

Page 26: Tugas 2 -Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu.docx

LAMPIRAN

DESAIN RANCANGAN KINCIR ANGIN

26