unjuk kerja kincir angin poros vertikal model · unjuk kerja kincir angin poros vertikal model...
TRANSCRIPT
i
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN POROS VERTIKAL MODEL
WePOWER DENGAN JUMLAH SUDU 6, BERBAHAN PIPA PVC 8 INCI,
LUAS FRONTAL (60 x 45) cm²
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
ANDREAS PAULUS
NIM : 105214005
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2016
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
DEMONSTRATION OF WePOWER WIND TURBINE WITH
6 ANGLE VERTICAL SHAFT MADE BY 8 INCH PVC AND
60 x 45 CM2
FRONTAL AREA
FINAL PROJECT
Submitted In Partial Fulfillment Of
The Requirements To Achieve
Undergraduate Engineering Degree
Mechanical Engineering
By :
ANDREAS PAULUS
Student Number : 105214005
MECHANICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2016
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
INTISARI
Krisis energi kini telah menjadi suatu masalah yang paling hangat
diperbincangkan oleh masyarakat dunia termasuk Indonesia, kondisi ini sangat
mengkhawatirkan kelangsungan kehidupan manusia, menggingat energi yang
tidak diperbarui seperti energi fosil khususnya bahan bakar minyak akan segera
habis. Tentunya jika tidak ada persiapan untuk menghadapi krisis ini, bukan tidak
mungkin masyarakat Indonesia akan mendapatkan krisis energi kedepannya, salah
satu alat yang bisa memanfaatkan energi angin adalah kincir angin. Pada
penelitian ini akan membahas unjuk kerja kincir angin poros vertikal model
Wepower dengan jumlah sudu 6, berbahan pipa PVC 8 inci, luas frontal (60 x 45)
cm² kemiringan sudut 25°, 30°, 35°, menggunakan lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19
cm dan kecepatan angin 7 m/s, 5 n/s, 4 m/s.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini, menggunakan blower yang
ada di Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Kincir angin diletakkan di depan blower kemudian kincir angin memutar sehingga
menghasilkan energi listrik. Dalam pengujiannya kincir angin diuji untuk
mengetahui ampere, volt, putaran poros, kecepatan angin, , , Koefisien
Daya, tip speed ratio.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kincir angin dengan kemiringan
sudut 25° menggunakan lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 4 m/s menghasilkan
Koefisien Daya ( ) maksimal sebesar 15,4 %, tip speed ratio (tsr) 0,55. Dari
ketiga jenis variasi yang digunakan yaitu, kemiringan sudut 25°, 30°, 35°,
menggunakan lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm dan kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s,
4 m/s. Ternyata kincir angin menggunakan lebar sudu 14 cm, kemiringan sudut
25°, dan kecepatan angin 4 m/s yang terbaik.
Kata kunci : kincir angin poros vertikal model WePower, daya listrik, koefisien
daya, tip sped ratio.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
The energy crisis has been becoming the most discussed in the world
society included Indonesia, this condition is crucial for human life due to the non-
renewable energy such as fossil fuels is running out. If there is no preparation to
face the energy crisis, Indonesia will be suffered it. The research is to analyze the
performance of WePower wind turbine with vertical shaft which has 6 angle made
from 8 inch PVC with the turbine frontal area is (60 x 45) cm2. The degree of
slope angle of WePower wind turbine is varied by 25°, 30° and 35° and the angle
wide is 14 cm, 17 cm, and 19 cm.
The method had been using in this research was using a blower at Energy
Convertion Laboratory of Sanatha Dharma University Yogyakarta. The wind
turbine was placed in front of the blower so the wind turbine could spin and
generated electrical energy. The wind turbine was examined to find out ampere
and volt, the shaft rotation, wind velocity, and , coefficient of power
( ), tip speed rotation (tsr).
The research shows the maximal coefficient of power wind turbine from
25° angle with wide angle 14 cm, wind velocity at 4 m/s is 15,4 % and the tip
speed ration (tsr) is 0,55. From the three of variations which was used the slope of
angle of WePower turbine of 25°, 30° and 35° and the angle wide is 14 cm, 17
cm, and 19 cm and the wind velocity 7 m/s, 5 m/s, 4 m/s proves that WePower
wind turbine which has 14 cm of angle wide, 25° of slope of angle at 4 m/s wind
velocity works the best.
Keywords : WePower wind turbine with vertical shaft, electrical power, tip
speed ratio, coefficient of power.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat
rahmat dan karuniaNya penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul,
”Unjuk Kerja Kincir Angin Poros Vertikal Model WePower Dengan Jumlah
Sudu 6, Berbahan Pipa PVC 8 Inci, Luas Frontal (60 x 45) cm²” dengan baik.
Tugas Akhir ini merupakan salah satu persyaratan wajib untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik Mesin, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
Tugas Akhir ini tidak dapat terselesaikan tampa bantuan, dukungan, dan
nasehat dari berbagai pihak, maka dari itu pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. PK. Purwadi, M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. Prasetyadi, M.Si., selaku dosen pembimbing akademik.
4. Doddy Purwadianto, S.T.,M.T., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir
sekaligus Kepala Laboratorium energi Teknik Mesin Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta .
5. Seluruh staf Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta .
6. Seluruh dosen beserta staf tata usaha Universitas Santa Dharma.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR SIMBOL
SIMBOL KETERANGAN
= Energy kinetik (juole)
m = Massa udara (kg)
v = Kecepatan angin (m/s)
= Daya angin (watt)
= Daya listrik (watt)
= Daya mekanis
ṁ = Massa udara per satuan waktu (kg/s)
ρ = Massa jenis udara (kg/m³)
A = Luas penampang (m²)
= Daya listrik (watt)
I = Arus listrik (ampere)
V = Tegangan (volt)
= Kecepatan ujung sudu
ω = Kecepatan sudut (rad/s)
r = Jari-jari kincir (m)
n = Putaran kincir (rpm)
μ = Efisiensi generator
= Koefisien daya (%)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ ........i
TITLE PAGE ................................................................................................... .......ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... ......iii
DAFTAR DAWAN PENGUJI ........................................................................ ......iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .............................................. .......v
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ....................................................... ......vi
INTISARI ......................................................................................................... .....vii
ABSTRAK ....................................................................................................... ....viii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ......ix
DAFTAR SIMBOL .......................................................................................... ......xi
DAFTAR ISI .................................................................................................... .....xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... .....xv
DAFTAR TABEL ............................................................................................ ....xvi
DAFTAR LAMPIRAN I ................................................................................. .....xx
DAFTAR LAMPIRAN II ................................................................................ ...xxii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ .......1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... .......1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... .......6
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... .......6
1.4 Batasan Masalah............................................................................. .......7
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................... .......8
BAB II DASAR TEORI .................................................................................. .......9
2.1 Kincir Angin ................................................................................ .......9
2.1.1 Kincir Angin Poros Vertikal .............................................. .....10
2.1.2 Kincir Angin Poros Horisontal .......................................... .....14
2.2 Konsep Dasar Angin .................................................................... .....17
2.2.1 Sifat Angin ..............................................................................17
2.2.2 Terjadinya Angin ............................................................... .....17
2.2.3 Jenis-jenis Angin ................................................................ .....18
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
2.3 Energi Angin ................................................................................ .....24
2.4 Grafik Hubungan Antara Terhadap tsr ................................... .....26
2.5 Rumus-rumus Perhitungan ........................................................... .....26
2.5.1 Energi dan Daya Angin ...................................................... .....27
2.5.2 Daya Mekanik dan Daya Listrik Kincir yang Dihasilkan .. .....28
2.5.3 Tip Speed Ratio (tsr) .......................................................... .....29
2.5.4 Koefisien daya ( ) ............................................................ .....29
BAB III METODOLOGI PENELITIAN......................................................... .....30
3.1 Metode Penelitian ...................................................................... .....30
3.2 Diagram Alir Penelitian ............................................................. .....31
3.3 Objek Penelitian ......................................................................... .....32
3.4 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................... .....32
3.5 Peralatan dan Bahan ................................................................... .....32
3.5.1 Peralatan ........................................................................... .....32
3.5.2 Bahan ............................................................................... .....38
3.6 Variabel Penelitian ..................................................................... .....40
3.7 Variabel yang Ukur .................................................................... .....40
3.8 Variabel yang Hihitung .............................................................. .....40
3.9 Langkah-langkah Percobaan ...................................................... .....41
3.10 Langkah Pengolahan Data........................................................ .....47
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN ......................................... .....48
4.1 Data Hasil Perhitungan .............................................................. .....48
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ............................................. .....58
4.2.1 Perhitungan Daya Angin .................................................. .....58
4.2.2 Daya Mekanik dan Daya Listrik yang Dihasilkan Kincir .....59
4.2.3 Perhitungan tip speed ratio (tsr) ....................................... .....60
4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya ( .................................... .....61
4.3 Data Hasil Perhitungan ............................................................. .....61
4.4 Grafik Hasil Perhitungan .......................................................... .....71
4.4.1 Grafik kincir dengan jumlah sudu, variasi kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
5 m/s dan 4 m/s. .............................................................. .....71
4.4.2 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 30°, lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s, dan 4 m/s .............................................................. .....73
4.4.3 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 35°, lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....75
4.4.4 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....77
4.4.5 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 30°, lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....79
4.4.6 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 35°, lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....81
4.4.7 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....83
4.4.8 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 30°, lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....85
4.4.9 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan
sudut 35°, lebar sudu 19, kecepatan angin 7 m/s,
5 m/s dan 4 m/s ............................................................... .....87
4.5 Pembahasan ............................................................................... .....90
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... .....92
5.1 Kesimpulan .................................................................................. .....92
5.2 Saran ............................................................................................. .....93
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... .....94
LAMPIRAN ..................................................................................................... .....95
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Kincir angin WePower ............................................................... .....11
Gambar 2.2. Kincir angin savonius ................................................................. .....12
Gambar 2.3. Kincir angin darrius ..................................................................... .....14
Gambar 2.4. Kincir angin American Multi-Blade ........................................... .....15
Gambar 2.5. Gradien barometris ..................................................................... .....17
Gambar 2.6. Angin munson ............................................................................ .....21
Gambar 2.7. Angin munson barat ................................................................... .....22
Gambar 2.8. Angin munson timur .................................................................. .....23
Gambar 2.9. Skema prinsip terjadinya angin .................................................. .....24
Gambar 2.10. Tingkat kecepatan angin........................................................... .....25
Gambar 2.11. Grafik hubungan antara terhadap tsr ................................... .....26
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian yang digunakan ................................... .....31
Gambar 3.2. Fan blower .................................................................................. .....33
Gambar 3.3. Tachometer ................................................................................. .....34
Gambar 3.4. Anemometer ............................................................................... .....34
Gambar 3.5. Multimeter .................................................................................. .....35
Gambar 3.6. Kabel multimeter ........................................................................ .....36
Gambar 3.7. Lampu pembebanan ................................................................... .....36
Gambar 3.8. Generator .................................................................................... .....37
Gambar 3.9. Plat pengencang triplek .............................................................. .....37
Gambar 3.10. Sudu kincir yang digunakan ..................................................... .....38
Gambar 3.11. Pembatas sudu berbentuk lingkaran ......................................... .....39
Gambar 3.12. Posisi kincir di depan blower ................................................... .....42
Gambar 3.13. Memasang Anemometer di depan kincir ................................. .....43
Gambar 3.14. Lampu pembebanan ................................................................. .....43
Gambar 3.15. Multimeter yang digunakan ..................................................... .....44
Gambar 3.16. Motor dan Fan blower ............................................................. .....44
Gambar 3.17. Menggukur putaran poros menggunakan Tachometer ............. .....45
Gambar 3.18. Menggukur kecepatan angin menggunakan Anemometer ....... .....46
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s ................................ .....49
Tabel 4.2. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s ................................ .....49
Tabel 4.3. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s ................................ .....49
Tabel 4.4. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s ................................ .....50
Tabel 4.5. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s ................................ .....50
Tabel 4.6. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 14cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s ................................ .....50
Tabel 4.7. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s ................................ .....51
Tabel 4.8. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s ................................ .....51
Tabel 4.9. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s ................................ .....51
Tabel 4.10. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....52
Tabel 4.11. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatana angin 5 m/s ............................ .....52
Tabel 4.12. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....52
Tabel 4.13. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....53
Tabel 4.14. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....53
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Tabel 4.15. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringa sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s ................................ .....53
Tabel 4.16. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....54
Tabel 4.17. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....54
Tabel 4.18. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....54
Tabel 4.19. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....55
Tabel 4.20. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....55
Tabel 4.21. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....55
Tabel 4.22. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....56
Tabel 4.23. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....56
Tabel 4.24. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....56
Tabel 4.25. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut sudu 35°, kecepatan angin 7 m/s ..................... .....57
Tabel 4.26. Data percobaan kedua kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....57
Tabel 4.27. Data percobaan ketiga kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....57
Tabel 4.28. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....62
Tabel 4.29. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....62
Tabel 4.30. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....62
Tabel 4.31. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....63
Tabel 4.32. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....63
Tabel 4.33. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 100°,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....63
Tabel 4.34. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....64
Tabel 4.35. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....64
Tabel 4.36. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....64
Tabel 4.37. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....65
Tabel 4.38. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....65
Tabel 4.39. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....65
Tabel 4.40. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....66
Tabel 4.41. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....66
Tabel 4.42. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....66
Tabel 4.43. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....67
Tabel 4.44. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....67
Tabel 4.45. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xix
Tabel 4.46. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....68
Tabel 4.47. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....68
Tabel 4.48. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....68
Tabel 4.49. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....69
Tabel 4.50. Data hasilperhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....69
Tabel 4.51. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....69
Tabel 4.52. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s .............................. .....70
Tabel 4.53. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s .............................. .....70
Tabel 4.54. Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm,
kemiringan sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s .............................. .....70
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xx
DAFTAR LAMPIRAN I
Grafik
Halaman
Lamp I. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 25°,
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.................96
A. Grafik hubungan daya listrik ( ) dan putaran poros (rpm).......98
B. Grafik hubungan antara dan tsr.................................................97
Lamp II. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 30°,
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.................99
A. Grafik hubungan antara ) dan putaran poros (rpm).............99
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................100
Lamp III. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 35°,
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s...............102
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)............102
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................103
Lamp IV. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 25°,
lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s...............105
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)............105
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................106
Lamp V. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 30°,
lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s...............108
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)............108
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................109
Lamp VI. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 35°,
lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7m/s, 5 m/s dan 4 m/s................111
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)............111
B. Grafik hubungan antara dan tsr..............................................112
Lamp VII. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 25°,
lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s...............114
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xxi
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)............114
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................115
Lamp VIII.Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 30°,
lebar sudu 165°, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s..................117
A. Grafik hubungan antara ) dan putaran poros (rpm)...........117
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................118
Lamp IX. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 35°,
lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s...............120
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)............120
B. Grafik hubungan antara dan tsr...............................................121
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xxii
DAFTAR LAMPIRAN II
Gambar
Halaman
Lamp 1. Sudu kincir yang digunakan ukuran 19 cm, 7 cm dan 14 cm................123
Lamp 2. Sudu yang sudah dipasang.....................................................................123
Lamp 3. Posisi sudu kincir...................................................................................124
Lamp 4. Kincir yang sudah jadi dengan luas frontal (60 x 45) cm².....................124
Lamp 5. Kincir angin yang sudah jadi dipasangkan persis di depan fan
blower....................................................................................................125
Lamp 6. Kincir angin yang sudah dihubungkan kelampu pembebanan..............125
Lamp 7. Penyangga pembatas kincir angin.........................................................126
Lamp 8. Tipe motor fan blower yang digunakan.................................................126
Lamp 9. Tipe fan blower yang digunakan...........................................................126
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Negara-negara maju tidak akan mungkin mencapai tingkat kemajuannya
jika tidak menggunakan energi secara luas (Prof. Ir. H. Abdul Kadir, hal-5). Di
Indonesia terkenal sebagai negara yang kaya dengan potensi sumberdaya alamnya
terutama energi, baik yang berasal dari tambang, air dan udara. Berdasarkan
jenisnya energi dapat digolongkan menjadi dua, yaitu energi terbarukan
(renewable energy) dan energi tidak terbarukan (non-renewable energy). Sumber
energi yang dapat diperbarukan misalnya energi angin, air, tenaga surya,
biomassa, biogas dan energi kayu. Sedangkan sumber energi seperti minyak
bumi, batu-bara dan gas alam adalah sumber energi yang bersifat tidak dapat
diperbaru atau dapat habis.
Perkembangan di sektor ilmu dan teknologi sangatlah perlu, mengigat
krisis energi kini telah menjadi suatu masalah yang paling hangat diperbincangkan
oleh masyarakat dunia, termasuk Indonesia bagaimana tidak, jika menurut sebuah
penelitian, Idonesia bangsa yang termasuk dalam anggota OPEC, organisasi
pengekspor minyak dunia. Sumber energi yang tidak diperbarui (non-renewable
energy) seperti energi fosil khususnya bahan bakar minyak akan segera habis,
paling lambat akhir abad XXI. Gas alam diprediksi para ahli akan habis kurang
lebih 100 tahun lagi, sedangkan batu-bara akan habis lebih kurang 300 tahun yang
akan datang. Kondisi ini sangat mengkhawatirkan terutama bagi kelangsungan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
kehidupan manusia (Putjanarsa dan Nursuhud, 2008). Tentunya jika tidak ada
“persiapan” untuk menghadapi krisis ini, bukan tidak mungkin masyarakat dunia,
trutama Indonesia yang negaranya sampai saat ini belum melakukan tindak nyata
dalam mempersiapkan krisis energi, akan menjadi masyarakat yang terisolasi,
mempunyai uang untuk membeli energi, tetapi tidak ada energi yang “dapat” di
beli.
Sebelumnya para Ilmuan di Indonesia telah menemukan berbagai macam
solusi yang dapat diaplikasikan di Indonesia. Namun, sampai saat ini, belum ada
atau masih sangat sedikit yang telah bener-benar diaplikasikan. Salah satu solusi
yang dibicarakan adalah dengan menggunakan batu-bara. Di China, batu-bara
telah memenuh hingga 70% dari total konsumsi energi nasional. Dan Afrika telah
mengkonsumsi 90% kebutuhan energi lewat penggunaan batu-bara. Hal serupa
juga dilakukan oleh India, yang menggunakan energi lewat penggunaan batu-bara
sebesar 60% sampai 70%.
Di Indonesia cadangan batu-bara melimpah ruah. Sumber daya energi
batu-bara diperkirakan sebesar 36.5 milyar ton, dengan sekitar 5.1 milyar ton
dikatagorikan sebagai cadangan terukur. Sumber daya ini sebagian besar berada di
Kalimantan yaitu sebesar 61% di Sumatra sebesar 38% dan sisanya tersebar di
wilayah lain. Menurut jenisnya dapat dibagikan menjadi Lignite sebesar 58.6%,
Sub-bituminous sebesar 26.6%, Bituminous sebesar 14.4% dan sisanya sebesar
0.4% adalah Anthracite. Namun, sayangnya, penggunaan batu-bara sebagai energi
alternatif dapat menghasilkan gas pollutan, yang merupakan penyebab utama
pemanasan global.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
Solusi lain yang ditawarkan adalah dengan mendrikan Pembangkit Listrik
Tenga Nuklir (PLTN) di Indonesia. PLTN adalah sebuah system pembangkit
listrik yang memanfaatkan energi inti atom yang luar biasa besarnya. Untuk
mendapatkan energi inti atom tersebut, diperlukan proses pembakaran bahan
nuklir yang berbeda dengan pembakaran kimia pada umumnya. Reaksi nuklir
yang terjadi ini menghasikan panas yang luar biasa besar dan memiliki daya rusak
yang maksimal. Pada PLTN diperlukan sebuah reaktor nuklir yang berfungsi
sebagai tempat reaksi nuklir berantai terkendali dilangsungkan.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) sebenarnya telah banyak di
aplikasikan oleh negara-negara maju di dunia, seperti di Amerika Serikat, Jerman,
Inggris, Prancis, Rusia, Korea Utara dan Iran. Namun, untuk diaplikasikan di
Indonesia, masih banyak pihak yang menyatakan ketidak setujuannya.
Penyebabnya adalah kekhawatiran jika terjadi kebocoran reator nuklir. Dalam
sejarah PLTN, pernah terjadi kebocoran reaktor nuklir di Chernobyl dan Three
Mile Island. Pada saat peristiwa Chernobyl (1986), reaktor nomor empat
pembangkit listrik tersebut meledak. Selain masalah kebocoran reaktor nuklir,
dikhawatirkan juga masalah kurangnya penguasaan teknologi dan kultur budaya
bangsa Indonesia yang korup dan kurang berdisiplin. Dalam pembangunan reaktor
nuklir, dikhawatirkan terjadi korupsi dan ketidak disiplin yang makin membuat
rentan terjadinya kebocoran reaktor.
Salah satu solusi pembangkit listrik jenis “green energi” yang paling
memungkinkan untuk diterapkan saat ini di Indonesia adalah Pembangkit Listrik
Tenaga Angin (PLT Angin). PLT Angin ini perinsipnya memanfaatkan angin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
yang tersedia di alam. PLT Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi
listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Energi angin yang
memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian
belakang atau bawah turbin angin, sehingga akan menghasikan energi listrik.
Energi listrik ini akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.
Ini dilakukan untuk menstabilkan keadaan listrik yang terpengaruh saat
kecepatan angin yang berubah-ubah. Negara Indonesia adalah 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
pembnagkit listrik tenaga angin. PLT Angin dapat dimaksimalkan
pemberdayaannya disekitar pantai di Indonesia. Namun, tidak semua pantai dan
daerah dapat dijadikan PLT Angin, karena perlu dipilih daerah yang memiliki
tapografi dan keadaan angin yang stabil. Sampai saat ini, kapasitas total yang
terpasang diseluruh Indonesia kurang dari 800 kilowatt. Terdapat lima unit kincir
angin pembangkit listrik berkapasitas 80 kilowatt yang sudah dibangun. Pada
tahun 2007 yang lalu, telah ditambah tujuh unit kincir pembangkit listrik
berkapasitas sama di empat lokasi, yaitu Pulau Selayar, Sulawesi Utara, Nusa
Penida, Bali, serta Bangka Belitung.
Selain digunakan di daerah pesisir pantai, PLT Angin juga dapat
digunakan di daerah pegunungan dan daratan. Saat ini kapasitas total pembangkit
listrik yang berasal dari tenaga angin untuk Indonesia dengan estimasi kecepatan
angin rata-rata sekitar 3 m/s, 12 m/s, 6.7 m/s turbin skala kecil lebih cocok
digunakan, di daerah pesisir, pegunungan dan daratan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi yang paling
berkembang saat ini. Berdasarkan data dari (World Wind Energy Association),
sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin
angin mencapai 93.85 GigaWatt, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan
secara global.
Saat ini Amerika, Spanyol dan China merupakan negra terdepan dalam
pemanfaatan energi angin. Diharapkan pada tahun 2020 total kapasitas
pembangkit listrik tenaga angin secara global mencapai 270 GigaWatt. Meskipun
energi yang dihasikan turbin angin tidak tidak sebesar energi yang berasal dari
batu-bara ataupun nuklir, tetapi PLT Angin merupakan solusi yang paling murah
dan rendah resiko untuk di terapkan di Indonesia. Diharapkan dengan
diberdayakannya PLT Angin di Indonesia, akan menjadi salah satu sumber energi
alternatif dalam “menyambut” datangnya masa krisis energi yang sebenarnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
1.2 Rumusan Masalah
Permasalahan dalam penelitian ini antara lain :
1. Indonesia merupakan Negara yang beriklim tropis, memiliki potensi
energi yang melimpah salah satunya energi angin, namun energi angin
belum dimanfaatkan secara optimal oleh masyarakat indonesia.
2. Angin merupakan energi yang berlimpah, digunakan secara cuma
cuma, kekal, dan tidak menimbulkan dampak negatif terhadap
lingkungan dan manusia.
3. Membuat dan menguji kemampuan kincir angin poros vertikal model
Wepower untuk mengetahui unjuk kerja alat ini, agar dapat mengetahui
kekurangan dalam kinerjanya
4. Dibutuhkan disain kincir angin yang terbaik agar mampu mengubah
energi kenitik menjadi energi listrik melalui generator guna
memperoleh efisiensi yang tinggi.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Membuat kincir angin poros vertikal model WePower menggunakan
bagian pipa PVC 8 inci, luas frontal (60 x 45) cm².
2. Mengetahui unjuk kerja kincir angin poros vertikal model WePower
yang terbaik dari tiga jenis lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm,
kemiringan sudut 25°, 30°, 35°, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4
m/s.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
3. Mengetahui koefisien daya maksimal kincir angin poros vertikal
model WePower menggunakan bagian pipa PVC 8 inci, luas frontal
(60 x 45) cm². Variasi lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm, kemiringan
sudut 25°, 30°, 35°, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
1.4 Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini akan diteliti kincir angin poros vertikal model
WePower dengan jumlah sudu 6 dan menggunakan 3 jenis kemiringan sudut yang
berbeda, dipilihnya kincir angin poros vertikal model WePower ini dikarenakan
penulis ingin mengetahui daya output maksimal dari model ini, dengan
menggunakan pembebanan 7 lampu 10 watt.
Permasalahan dalam penelitian ini pada :
1. Sudu kincir angin ini terbuat dari bagian belahan pipa PVC 8 inci.
2. Model kincir angin yang digunakan adalah kincir angin poros vertikal
model WePower.
3. Lebar sudu yang digunakan 14 cm, 17 cm dan 19 cm.
4. Luas frontal kincir (60 x 45) cm², dengan jumlah sudu masing-masing
6 buah.
5. Variasi kemiringan sudu kincir yang digunakan 25°, 30° dan 35°.
6. Data yang diambil pada saat penelitian ini adalah kecepatan angin,
putaran poros kincir, dan beban lampu yang digunakan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
7. Hasil penelitian adalah koefisien daya dan tip speed ratio untuk
masing-masing variasi sudu kincir angin.
8. Penelitian dilakukan dengan mengoperasikan kincir angin terhadap
variasi kecepatan angin yang diberikan sebuah blower yang tersedia di
laboratorium energi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberi sumber informasi mengenai unjuk kerja kincir angin poros
vertikal model WePower menggunakan bagian pipa PVC 8 inci,
menggunakan kemiringan sudut 25°, 30°, 35° dan lebar sudu 14 cm,
17 cm, 19 cm dan kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2. Memberikan suatu ilmu baru bagi masyarakat umum dan masyarakat
daerah khususnya daerah dengan potensi energi angin yang besar agar
dapat mengkonveksi energi angin menjadi energi listrik.
3. Memberi tambahan refrensi baru bagi perkembangan ilmu dan
teknologi energi terbarukan, khususnya energi angin.
4. Memberikan informasi proses perancangan kincir angin poros vertikal
model WePower dengan enam sudu yang terbuat dari bagian pipa
PVC 8 inci.
5. Mencari alternatif pengganti bahan bakar fosil dengan memanfaatkan
kincir angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Kincir Angin
Kincir angin adalah sebuah alat yang mampu mengkonversi energi
potensial dari angin menjadi energi kinetik yang bisa dimanfaatkan untuk
berbagai tujuan dan kebutuhan manusia. Kincir angin juga biasa disebut sebagai
turbin angin, kincir angin ditemukan di Persia pada abad ke-7 dan digunakan
sebagai alat untuk menggiling tepung. Kincir angin di Persia itu merupakan asal
muasal kipas angin Eropa, sampai sekarang kincir angin di Negeri Belanda yang
dipakai untuk menggerakkan pompa irigasi dan digunakan untuk menggiling
tepung hingga kini masih tersohor, walaupun pada saat ini hanya sebagai objek
pariwisata. Akan tetapi, dalam mencari bentuk-bentuk sumber energi yang bersih
dan terbarukan kembali energi angin mendapat perhatian yang besar. Dewasa ini
energi fosil semakin hari semakin menipis, negara-negara maju saat ini sudah
mengembangkan energi terbarukan dalam volume yang cukup besar contohnya
kincir angin dimanfaatkan sebagai pembangkin listrik.
Berdasarkan posisi porosnya, kincir angin dapat dibedakan menjadi dua
jenis, yaitu : kincir angin poros vertikal dan kincir angin poros horisontal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.1.1 Kincir Angin Poros Vertikal
Kincir angin poros vertikal ini memiliki poros atau sumbu rotor utama
yang disusun tegak lurus dengan arah datangnya angin sehingga kincir jenis ini
dapat mengkonversi tenaga angin dari segala arah. Dengan sumbu yang vertikal,
gearbox serta generator bisa ditempatkan di dekat tanah jadi tidak perlu penambah
menara dan lebih mudah untuk diakses serta memudahkan peroses perawatan.
Ada beberapa jenis kincir angin poros vertikal yang sering digunakan
antara lain :
1. Kincir angin WePower
Kincir angin Wepower adalah salah satu dari tujuh kincir angin terbaik
dunia. Kincir angin ini merupakan perkembangan dari teknologi paling
baru di abad ini. Kincir angin WePower ini mampu bekerja dengan baik
pada kecepatan angin rendah, menggunakan sistem yang minim polusi,
penyeimbang energi yang sangat baik, tidak menimbulkan suara bising,
ramah lingkungan, pemasangannya yang mudah, tidak membutuhkan
perawatan khusus, dapat dilihat oleh burung, sehingga tidak menggangu
kinerja dari kincir angin ini dan mampu bekerja dengan baik pada
kecepatan angin yang rendah. Pembuatnya mengklim WePower akan
sangat efektif bila diletakkan di lahan pertanian, perumahan, dan
gedung-gedung.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Gambar : 2.1 Kincir angin WePower
Sumber : https://www.google.co.id/search?q
Diakses 13 November 2015
2. Kincir angin Quiet Revolution qr5
Kincir angin qr5 didesain untuk digunakan pada daerah perkotaan yang
memiliki kecepatan angin rendah. Jika kincir angin konvensional
berputar mengikuti arah angin tidak demikian halnya dengan qr5, kincir
ini mampu menangkap angin dari seluruh arah dan ini membuatnya
hemat tempat.
3. Kincir angin Windspire
Windspire adalah kincir angin vertikal yang hampir sama dengan Quiet
Revolution qr5. Dengan tinggi 30 meter, turbinnya menghasilkan 2000
kilowatt per jam dan mampu menerima terjangan angin sampai dengan
105 mph.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
4. Kincir angin Savonius
Kincir angin Savonius merupakan jenis turbin angin yang paling
sederhana dan menjadi versi besar dari anemometer. Kincir savonius
dapat berputar karena adanya gaya dorong dari angin, sehingga putaran
rotorpun tidak akan melebihi kecepatan angin dan efisiensi yang bisa
dicapai kincir jenis ini sekitar 30% sampai 40%, menurut banyak
peneliti untuk jenis Savonius biasanya tidak lebih dari 25%. Jenis kincir
ini cocok untuk aplikasi daya yang rendah dan biasanya digunakan pada
kecepatan angin yang berbeda.
Gambar : 2.2 Kincir angin Savonius
Sumber:http://termodinamikarini.b
logspot.co.id/2015/05
Diakses 13 November 2015
5. Kincir angin Darrieus
Turbin angin Darrieus mempunyai bilah sudu yang disusun dalam
posisi simetri dengan sudu bilah diatur relatif terhadap poros.
Pengaturan ini cukup efektif untuk menangkap angin dari berbagai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
arah. Berbeda dengan Savonius, Darrieus memanfaatkan gaya angkat
yang terjadi ketika angin bertiup. Bilah sudu turbin Darrieus bergerak
berputar mengelilingi sumbu.
Setiap jenis kincir angin pasti memiliki kelebihan dan kekurangannya,
Kelebihan dan Kekurangan kincir angin vertikal sebagai berikut :
1. Kelebihan :
a. Dapat menerima angin dari barbagai arah.
b. Memiliki torsi yang cukup besar walaupun putaran poros
rendah.
c. Mampu bekerja pada putaran rendah.
d. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
e. Kincir ini bisa diletakkan lebih dekat dari tanah, membuat
peroses pemeliharaan lebih mudah.
2. Kekurangan :
a. Bekerja pada kecepatan angin rendah, sehingga energi yang
dihasilkan sangat rendah.
b. Pemasangan kincir angin poros vertikal yang rendah membuat
resiko kecelakaan yang besar bagi manusia.
c. Dari desainnya berat poros dan sudu yang bertumpu pada
bantalan (bearing) menjadi suatu beban tambahan dari
beberapa desain kincir angin poros vertikal yang ada.
d. Kebanyakan kincir ini mempunyai torsi awal yang rendah dan
membutuhkan energi yang cukup besar untuk mulai berputar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Gambar : 2.3 Kincir angin Darrius
http://www.google.co.id
Diakses : 14 Juni 2016
2.1.2 Kincir Angin Poros Horisontal
Kincir angin poros horisontal adalah Kincir angin yang terdiri dari sebuah
menara sedangkan puncaknya terdapat sebuah baling-baling yang berfungsi
sebagai rotor dan memiliki poros utama sejajar dengan tanah serta arah poros
utama sesuai dengan arah angin. Kebanyakan kincir angin jenis ini yang dibuat
sekarang mempunyai dua atau tiga bilah baling-baling namum ada juga kincir
angin jenis ini bilah baling-balingnya yang banyak. Poros kincir angin horisontal
ini dapat berputar 360° terhadap sumbu vertikal untuk menyesuikan arah angin.
Kincir angin jenis ini kincir yang paling banyak digunakan saat sekarang.
Ada beberapa jenis kincir angin yang sudah umum dan yang sering
digunakan antara lain :
1. Kincir angin American Multi-Blade
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Gambar : 2.4 Kincir angin American Multi-Blade
http://mit.ilearning.me/wp
content/uploads/sites/853/2014/10/turbin.gif
Diakses : 27 Januari 2016
Kincir angin American Multi-Blade adalah salah satu kincir angin yang
memiliki jumlah sudu yang banyak, biasa kincir angin ini memiliki
jumlah sudu yang banyak atau lebih dari tiga bilah. Sesuai dengan
namanya kincir angin ini banyak ditemukan di Negara Amerika Serikat,
bisa digunakan untuk menggerakkan pengaliran air, penggilingan biji-
bijian dan sebagai alternatif pengganti energi listrik.
2. Kincir angin Dutch four arm
Kincir angin Dutch four arm atau lebih dikenal dengan sebutan kincir
angin Belanda adalah kincir angin yang memiliki empat bilah lengan
sudu, kincir angin ini biasa digunakan oleh Negara Belanda untuk
menggerakkan pompa untuk mengiringkan lahan dengan cara air tanah
di pompa keluar, lahan ini biasa dinamakan polder.
Sejak berabad-abad Negara Belanda menggunakan kincir angin ini
secara massive (besar-besaran) baik digunakan untuk menggiling
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
gandum dan memompa air, karena Negara Belanda posisinya lebih
rendah dari laut.
Kelebihan dan Kekurangan kincir angin horisontal :
1. Kelebihan :
a. Dasar menara yang tinggi memberikan akses ke angin yang lebih
kuat.
b. Mampu mengkonversikan energi angin pada kecepatan tinggi.
c. Memberikan kenerja yang lebih baik pada produksi energi,
dibandingkan dengan turbin angin dengan sumbu vertikal.
d. Rata-rata memiliki nilai kecepatan putar poros yang lebih tinggi.
e. Lebih aman karena penempatan kincir diatas tiga meter.
2. Kekurangan :
a. Kontruksi menara yang besar dibutuhkan penyangga yang kuat
untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox dan generator.
b. Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90
meter sulit untuk dipindahkan, diperkirakan besar biaya trnportasi
bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin angin itu
sendri.
c. Kincir angin yang sulit dipasang, membutuhkan tenanga yang
ekstra serta menggunakan derek yang sangat tinggi, biaya mahal
dan membutuhkan operator yang terampil dibidangnya.
d. Membutuhkan mekanisme kontrol tambahan untuk membelokkan
kincir ke arah angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
2.2 Konsep Dasar Angin
Angin adalah aliran udara yang bergerak dalam jumlah yang besar
diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena adanya perbedaan tekanan udara di
sekitarnya. Angin merupakan udara yang bergerak dari tempat bertekaan udara
tinggi ke bertekaan udara rendah atau suhu udara yang rendah ke suhu yang
tinggi.
2.2.1 Sifat Angin
Apabila dipanaskan, udara memuai. Udara yang telah memuai menjadi
lebih ringan sehingga naik. Apabila hal ini terjadi, tekanan udara turun karena
udaranya berkurang. Udara dingin disekitarnya mengalir ke tempat yang
bertekanan rendah tadi. Udara menyusut menjadi lebih berat dan turun ke tanah.
Diatas tanah udara menjadi panas lagi dan naik kembali. Aliran naiknya udara
panas dan turunnya udara dingin ini dinamakan konveksi.
2.2.2 Terjadinya Angin
1. Gradien barometris
Gambar : 2.5 Gradien barometris
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari 2 isobar
yang jaraknya 111 km. Makin besar gradien barometrisnya, makin
cepat tiupan angin.
2. Letak tempat
Kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat dari yang jauh dari
garis Khatulistiwa.
3. Tinggi tempat
Semakin tinggi tempat, semakin kencang pula angin yang bertiup, hal
ini disebabkan oleh pengaruhnya gaya gesekan yang menghambat laju
udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak
rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi
suatu tempat, gaya gesekan semakin kecil.
4. Waktu
Di siang hari angin bergerak lebih cepat dari pada di malam hari.
2.2.3 Jenis–jenis Angin
Berdasarkan arah bertiupnya, kecepatan atau kekuatannya, waktu
bertiupnya, sifat dan dampaknya. Angin dibedakan menjadi delapan jenis yaitu :
1. Angin laut
Angin laut (sea breeze) adalah angin yang bertiup dari arah laut ke arah
darat, yang umumnya terjadi pada siang hari dari pukul 09.00 sampai
dengan pukul 16.00 di daerah pesisir pantai. Angin ini biasa
dimanfaatkan para nelayan untuk pulang dari menangkap ikan di laut.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Angin laut ini terjadi pada siang hari. Karena air mempunyai kapasitas
panas yang lebih besar daripada daratan, sinar mata hari memanasi laut
lebih lambat daripada daratan. Ketika suhu permukaan daratan
meningkat pada siang hari, udara di atas permukaan darat meningkat
pula akibat konduksi. Tekanan udara di atas daratan menjadi lebih
rendah karena panas, sedangkan tekanan udara di lautan cenderung
masih lebih tinggi karena lebih dingin. Akibatnya terjadi gradien
tekanan dari laut yang lebih tinggi ke daratan yang lebih rendah,
sehingga menyebabkan terjadinya angin laut.
2. Angin darat
Angin darat (land breeze) adalah anin yang tertiup dari arah darat ke
arah laut yang umumnya terjadi pada saat malam hari dari jam 20.00
sampai dengan jam 06.00 di daerah persisir pantai. Angin jenis ini
bermanfaat bagi para nelayan untuk berangkat mencari ikan dengan
perahu bertenaga angin sederhana. Pada malam hari daratan menjadi
dingin lebih cepat daripada lautan, karena kapasitas panas tanah lebih
rendah daripada air. Akibatnya perbedaan suhu yang menyebabkan
terjadinya angin laut lambat laun hilang dan sebaliknya muncul
perbedaan tekanan yang berlawanan karena tekanan udara di atas lautan
yang lebih panas itu menjadi lebih rendah daripada daratan, sehingga
terjadilah angin darat.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
3. Angin lembah
Angin lembah adalah angin yang bertiup dari arah lembah gunung ke
puncak gunung yang terjadi pada siang hari.
4. Angin gunung
Angin gunung adalah angin yang bertiup dari puncak gunung ke
lembah gunung yang terjadi pada malam hari.
5. Angin Fohn
Angin fohn/angin jatuh adalah angin yang terjadi seusai hujan
orografis. Angin yang bertiup pada suatu wilayah dengan temperatur
dan kelengasan yang berbeda. Angin fohn terjadi karena ada gerakan
massa udara yang naik pegunungan yang tingginya lebih dari 200
meter di satu sisi lalu turun di sisi lain. Angin fohn yang jatuh dari
puncak gunung bersifat panas dan kering, karena uap air sudah dibuang
pada saat hujan orografis. Biasanya angin ini bersifat panas merusak
dan dapat menimbulkan korban. Tanaman yang terkena angin ini bisa
mati dan manusia yang terkena angin ini bisa turun daya tahan
tubuhnya terhadap serangan penyakit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
6. Angin Munson
Gambar : 2.6 Angin Munson
http://1.bp.blogspot.com/qvMtGmhQwn0/UDe7s3WRnUI
/AAAAAAAADM0/TmpKudiA5as/s1600/monsoon.gif
Diakses : 27 Januari 2016
Angin Munson adalah angin yang berhembus secara periodik (minimal
3 bulan) dan antara periode yang satu dengan yang polanya akan
berlawanan setiap setengah tahun. Biasanya pada setengah tahun
pertama bertiup angin darat yang kering dan setengah tahun berikutnya
bertiup angin laut yang basah. Angin Munson dibagi menjadi 2, yaitu
Munson Barat atau dikenal dengan Angin Musim Barat dan Munson
Timur atau dikenal dengan Angin Musim Timur.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
7. Angin Muson Barat
Gambar : 2.7 Angin Munson Barat
https://joshuajollysc.files.wordpress.com/2012/04/angin-
muson-barat-daya.jpg
Diakses : 27 Januari 2016
Angin Musim Barat adalah angin yang berhembus dari Benua Asia
(musim dingin) ke Benua Australia (musim panas) dan mengundang
curah hujan yang banyak di indonesia bagian Barat, hal ini disebabkan
karena angin melewati tempat yang luas, seperti perairan dan samudra.
Contoh peraliran dan samudra yang dilewati adalah Laut China Selatan
dan Samudra Hindia. Angin munson Barat menyebabkan Indonesia
mengalami musim hujan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
8. Angin Muson Timur
Gambar : 2.8 Angin Munson Timur
https://nasriaika1125.files.wordpress.com/2013/08/muso
n-timur.jpg
Diakses : 27 Januari 2016
Angin Musim Timur adalah angin yang mengalir dari Benua Australia
(musim dingin) ke Benua Asia (musim panas) sedikit curah hujan
(kemarau) di Indonesia bagian timur karena angin melewati celah–celah
sempit dan berbagai gurun (Gabson, Australia, dan Victoria). Ini yang
menyebabkan Indonesia mengalami musim kemarau. Terjadi pada
bulan Juni, Juli, Agustus, dan maksimal pada bulan Juli.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
2.3 Energi Angin
Energi angin telah lama dikenal dan dimanfaatkan oleh manusia.
Sebagaimana diketahui, pada asasnya angin terjadi karena ada perbedaan suhu
antara udara panas dan udara dingin. Di daerah Khatulistiwa yang panas, udaranya
menjadi panas, mengembang dan menjadi ringan, naik ke atas dan bergerak ke
daerah yang lebih dingin misalnya daerah kutub. Sebaliknya di daerah kutub yang
dingin, udaranya menjadi dingin dan turun kebawah. Dengan demikian terjadi
suatu perputaran udara, berupa perpindahan udara dari Kutub Utara ke Garis
Khatulistiwa menyusuri permukaan bumi, dan sebaliknya, suatu perpindahan
udara dari Garis Khatulistiwa kembali ke Kutub Utara, melalui lapisan udara yang
lebih tinggi. Perpindahan udara seperti ini dikenal sebagai angin pasat.
Gambar di bawah ini mencoba melukiskan terjadinya angin pasat sacara
skematik. Dengan sendirinya hal yang serupa terjadi pula antara wilayah
Khatulistiwa dan Kutub Selatan. Selain angin pasat terdapat pula angin-angin lain,
misalnya angin musim (angin munson), angin pantai dan angin lokal lainnya.
Prinsipnya adalah bahwa angin terjadi karena adanya perbedaan suhu udara di
beberapa tempat di muka bumi.
Gambar : 2.9 Skema prinsip terjadinya Angin
Sumber : Energi angin, hal. 241, November 2015
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Syarat-syarat dan kondisi angin yang dapat digunakan untuk menghasilkan
energi listrik, dapat dilihat dalam tabel di bawah ini.
Gambar : 2.10 Tingkat kecepatan angin
http://jalaluddin-rumi-p.blog.ugm.ac.id/files/2012/11/Tingkat-
kecepatan-angin-10-meter-diatas-permukaan-tanah.jpg
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
2.4 Grafik Hubungan Antara Terhadap tsr
Menurut Albelt Betz Ilmuan Jerman bahwa koefisien daya maksimal dari
kincir angin yaitu sebesar 59 %, batas maksimal tersebut dengan Betz limit. Untuk
lebih jelas bisa dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar : 2.11 Grafik hubungan antara terhadap tsr
http://www.windturbine-
performance.com/www/images/pngmixcp.gif
Diakses: 27 Januai 2016
2.5 Rumus Perhitungan
Ada beberapa rumus yang digunakan dalam proses analisis data. Berikut
ini adalah rumus yang digunakan untuk melakukan perhitungan dan analisis kerja
kincir angin yang diteliti seperti, Daya Angin, Daya Listrik Kincir, Tip Speed
Ratio (tsr) dan Koefisien Daya ( ).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
2.5.1 Energi dan Daya angin
Sebagaimana diketahui angin adalah udara yang bergerak sehingga
memiliki energi kinetik, maka dari itu dapat dirumuskan sebagai berikut :
Ek = 0,5 . m . v² (1)
Dengan :
Ek = energi kinetik (joule)
m = massa udara (kg)
v = kecepatan angin (m/s)
Dari persamaan (1) di atas, didapat daya yang dihasilkan angin adalah per
satuan waktu sehingga dapat ditulis menjadi :
= 0,5 . ṁ . v² (2)
Dengan :
= daya yang dihasilkan angin, J/s (watt)
ṁ = massa yang mengalir per satuan waktu, (kg/s)
v = kecepatan angin, (m/s)
Massa udara yang mengalir per satuan waktu adalah :
ṁ = ρ . A .v (3)
Dengan :
ρ = massa jenis udara = 1,2 (kg/m³)
A = luas penampang yang membentuk sebuah lingkaran (m²)
v = kecepatan angin (m/s)
Dengan menggunakan persamaan (3), maka daya angin dapat dirumuskan menjadi
:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
= 0,5 . (ρ . A .v) .v² (4)
Bila diasumsikan besarnya massa jenis udara () adalah 1,2 kg/m³, maka
persamaan (4) dapat disederhanakan menjadi :
= 0,6 . A .v³ (watt) (5)
2.5.2 Daya Mekanik dan Daya listrik Kincir yang Dihasilkan
Diasumsikan (μ) efisiensi generator adalah 0,8 sebagaimana telah
disepakati, besarnya daya listrik yang dihasilkan generator dapat dinyatakan
Dengan :
= . μ
Dengan :
Daya listrik
Daya mekanis
Maka daya listrik dapat dicari menggunakan rumus:
= I.V (6)
Dengan :
: Daya listrik yang dihasilkan generator (watt)
I : Arus listrik (ampere)
V : Tegangan (volt)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
2.5.3 Tip Speed Ratio (tsr)
Tip Speed Ratio (tsr) adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu
kincir angin yang berputar dengan kecepatan angin.
Besarnya (tsr) dapat dirumuskan sebagai berikut :
tsr =
(7)
Dengan :
r = jari-jari kincir (m)
n = putaran poros kincir (rpm)
v = kecepatan angin (m/s)
2.5.4 Koefisien daya (Cp)
Koefisien daya Power Coefficient ( ) adalah perbandingan antara daya
yang dihasilkan oleh generator (PLout) dengan daya yang disediakan oleh angin
( ). Pada kenyataannya tidak dari 100% energi dapat diubah oleh sudu-sudu
kincir menjadi gerak putar poros, sehingga perbandingan tersebut dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut :
=
100% (8)
Dengan :
= koefisien daya (%)
= daya listrik yang dihasilkan oleh generator (watt)
= daya yang dihasilkan oleh angin (watt)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Dalam penelitian ini data yang diperlukan dapat diperoleh melalui
beberapa metode yaitu :
1. Metode kuantatatif
Merupakan salah satu jenis penelitian yang spesifikasinya adalah
sistematis, terencana, dan tertruktur dengan jelas sejak awal hingga
pembuatan desain penelitiannya.
2. Studi Kepustakaan
Studi Kepustakaan yaitu penelitian yang dilakukan untuk
mendapatkan landasan teori yang berkaitan dengan Tugas Akhir yang
ingin dibuat dengan cara membaca literatur-literatur yang
berhubungan dengan topik pengujian serta dapat
dipertanggungjawabkan atas data penelitian ataupun untuk
mempublikasikan hasil penelitian.
3. Pembuatan alat
Sebelum melakukan penelitian maka terlebih dahu dilakukan
pembuatan alat uji yaitu kincir angin poros vertikalmodel WePower.
4. Pengamatan secara langsung atau observasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Dengan menggunakan metode observasi yaitu pengamatan secara
langsung terhadap objek yang diteliti, dalam hal ini meneliti kincir
angin poros vertikal model WePower.
Setelah melakukan empat hal yang di atas maka kita bisa melakukan hal-
hal yang berikutnya.
3.2 Diagram Alir Penelitian
Sebelum melakukan penelitian kita menyiapkan langkah-langkah, ada pun
alir kerja dalam penelitian ini melalui beberapa langkah antara lain :
Konsultasi
↓
Studi pustaka
↓
Mulai
↓
Perancangan kincir angin
↓
Pembuatan kincir angin
↓
Percobaan kincir angin
↓
Pengambilan data
↓
Pengolahan data dan pembahasan data
↓
Pelaporan
↓
Selesai
Gambar : 3.1 Diagram alir penelitian yang digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
3.3 Objek Penelitian
Objek yang digunakan dalam penelitian ini adalah kincir angin poros
vertikal model WePower, dengan variasi kemiringan sudut 25°, 30° dan 35°.
Menggunakan bagian pipa PVC 8 inci, dipotong dengan lebar sudu 14 cm, 17 cm
dan 19 cm, sudu yang digunakan sebanyak 6 buah.
3.4 Waktu dan Tempat Penelitian
Proses pembuatan, penelitian kincir angin dan pengambilan data dilakukan
pada 19 Oktober 2015 sampai dengan 11 November 2015, bertempat di
Laboratorium Konveksi Energi Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.
3.5 Peralatan dan Bahan
Peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian kincir angin poros
vertikal model WePower ini sebagai berikut:
3.5.1 Peralatan :
1. Bor listrik
Bor listrik ini digunakan untuk membuat lobang pada sudu kincir, dan
lobang penyangga kincir pada poros kincir.
2. Baut dan mur
Baut dan mur ini berfungsi sebagai pengikat untuk menahan sudu
kincir terhadap triplek pembatas sudu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
3. Kunci pas dan ring 1 set
Kunci pas dan ring ini berfungsi untuk menyetel baut pengikat pada
komponen baut yang ingin kita kencangkan pada kincir.
4. Tang jepit
Tang jepit berfungsi untuk memegang benda atau komponen pada saat
proses perakitan dan perbaikkan.
5. Obeng plus
Obeng plus berfungsi melepas atau mengencangkan skrup dan baut
dengan kepala +.
6. Fan blower
Gambar 3.2 Fan blower
Fan blower adalah alat yang dapat menghembuskan angin dengan
kecepatan tertentu, fan blower ini digerakan oleh motor listrik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
7. Tachometer
Gambar : 3.3 Tachometer
Tachometer adalah sebuah alat penguji yang dirancang untuk
mengukur kecepatan rotasi atau putaran poros kincir.
8. Anemometer
Gambar : 3.4 Anemometer
Anemometer adalah sebuah alah alat pengukur kecepatan angin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
9. Multimeter
Gambar : 3.5 Multimeter
http://multimeter-test.com/wp-content/uploads/2013/09/575px-
Multimeter.png
Diakses : 27 Januari 2016
Multimeter berfungsi sebagai alat ukur, Voltmeter dan Ampermeter
atau untuk mengecek tegangan AC dan DC.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
10. Kabel Multimeter
Gambar : 3.6 Kabel multimeter
Sumber :
https://wwww.google.co.id/search?q=kabel+multimeter
Diakses : 26 N0vember 2015
Kabel merupakan sebuah alat yang digunakan untuk mentransmisikan
sinyal atau arus listrik dari satu tempat ke tempat lain.
11. Lampu pembebanan
Gambar : 3.7 Lampu pembebanan
Lampu pembebanan digunakan untuk memberi variasi pembebanan,
kemudia hubungkan kabel dari generator ke lampu pembebanan.
Lampu disusun secara paralel dan berjumlah 21 lampu.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
12. Generator
Gambar : 3.8 Generator
Generator adalah alat yang digunakan untuk merubah energi mekanik
putaran poros menjadi energi listrik, dari poros kincir angin
ditransmisikan ke generator, kemudian memvariasi lampu
pembebanan maka kita dapat mengetahui koefisien daya maksimal
dari kincir angin tersebut.
13. Gergaji pemotong pipa PVC
Gergaji berfungsi untuk memotong dan membantu pekerjaan menjadi
relarif lebih mudah dan rapi.
14. Plat pengencang triplek
Gambar : 3.9 Plat pengencang triplek
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Plat pengencang ini berfungsi untuk menahan pembatas sudu kincir
sehingga sudu kincir tidak bergeser sekaligus sebagai alat penyangga
kincir.
3.5.2 Bahan :
1. Sudu kincir
Gambar : 3.10 Sudu kincir yang digunakan
Sudu kincir angin pada umumnya berfungsi untuk menangkap angin
yang datang melintasi sudu kincir tersebut. Material yang digunakan
yaitu bagian pipa PVC berukuran 8 inci dipotong kemudian dibelah
dengan ukuran 14 cm, 17 cm dan 19 cm. Ketebalan sudu kincir 8 inci
dan sudu kincir memiliki ketinggian 60 cm. Pada bagian atas dan
bawah sudu dipasangkan plat kecil dan baut serta dibuatkan lobang
yaitu berfungsi untuk menahan posisi sudu supaya tidak bergeser
karena mendapat tiupan dari angin. Ujung sudu atas dan bawah
dipasang palat penyangga.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
2. Pembatas sudu
Gambar 3.11 Pembatas sudu berbentuk lingkaran
Pembatas sudu ini berfungsi untuk meletakkan sudu yang akan
dipasang pada posisi yang sudah ditentukan. Untuk mengguatkan
penempelan plat pembatas dengan sudu harus dijepit menggunakan
baut sesuai kebutuhan sudu, plat dudukkan ini berjumlah dua buah,
yaitu atas dan bawah. Bahan plat ini terbuat dari triplek dengan
ketebalan 6 mm dan memiliki diameter 45 cm.
3. Poros kincir
Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar berfungsi untuk
meneruskan tenaga kincir bersama-sama dengan putaran kincir angin.
Material yang digunakan adalah pipa PVC berukuran 1 inci, pada
penelitian ini penulis menggunakan panjang poros 103 cm sesuai
kebutuhan kincir yang diteliti.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
3.6 Variabel Penelitian
Variabel penelitian yang harus ditentukan terlebih dahulu sebelum
melakukan penelitian adalah sebagai berikut :
1. Variasi kemiringan sudut : 25°, 30° dan 35°.
2. Variasi lebar sudu : 14 cm, 17 cm dan 19 cm.
3. Variasi kecepatan angin : 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
4. Variasi pembebanan : dengan menyalakan lampu pembebanan secara
bertahap, menyalakan lampu 1-7 sampai selesai, lampu 10 Watt.
3.7 Variabel yang Diukur
Variabel data yang diukur antara lain sebagai berikut :
1. Beban lampu (watt)
2. Putaran poros kincir, n (rpm)
3. Kecepatan angin, v (m/s)
3.8 Variabel yang Hihitung
Parameter yang dihitung untuk mengetahui krakter kincir angin sebagai
berikut :
1. Daya angin, (watt)
2. Daya kincir, (watt)
3. Tip Speed Ratio (tsr)
4. Koefisien daya (Cp)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
3.9 Langkah-langkah Percobaan
Langkah–langkah yang dilakakan untuk pengambilan data penelitian ini
seperti data kecepatan angin, putaran poros kincir angin dilakukan secara
berurutan. Penelitian ini menggunakan blower tipe RT1200-Belt Drive, Power 15
HP, Volum 2250 m³/m, Speed 1450 RPM, Phase 3/60 Hz, STP 30 mmA, Volt 380
dan IP 55 dan motor yang digunakan motor 3 Phase dengan tipe 160M, Power 15
HP, Voltage 380 Vac | 60 Hz, Speed 1450 Rpm | 4 Pole, Class F/IP 55/S1 |
CONN. Δ/Y.
Selanjutnya langkah yang harus dilakukan pada saat pengambilan data
sebagai berikut :
1. Siapkan terlebih dahulu alat dan bahan yang diperlukan saat
pengambilan data.
2. Memasang kincir angin yang sudah dimodifikasi tepat didepan blower
dan dihubungkan dengan mekanisme generator yang sudah ada,
seperti gambar di bawah ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Gambar :3.12 Posisi kincir di depan blower
3. Memasang Anemometer di depan kincir angin untuk mengukur
kecepatan angin yang melintasi permukaan kincir, terlihat pada sudut
atas sebelah kiri, seperti gambar di bawah ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Gambar : 3.13 Memasang Anemometer di
depan kincir
4. Memasang pembebanan menggunakan lampu seperti di bawah ini.
Gambar : 3.14 Lampu pembebanan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
5. Memasang Multimeter untuk menghitung ampere dan volt.
Gambar : 3.15 Multimeter yang digunakan
6. Jika sudah siap, hidupkan motor dan fan blower sehingga fan blower
menghembuskan angin pada permukaan kincir yang sudah dipasang
kemudian tunggu untuk beberapa menit sampai putaran fan blower
stabil.
Gambar : 3.16 motor dan Fan blower
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
7. Setelah mendapatkan kecepatan angin yang sesuai diinginkan, maka
lakukan pengukuran kecepatan putaran poros, pengukuran kecepatan
angin, dan pengukuran pembebanan.
8. Mengukur putaran poros menggunakan Tachometer untuk putaran
awal dan seterusnya sampai selesai.
Gambar : 3.17 Mengukur putaran poros
menggunakan Tachometer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
9. Mengukur kecepatan angin menggunakan Anemometer.
Gambar : 3.18 Mengukur kecepatan angin
menggunakan Anemometer
10. Data diambil sebanyak 27 kali dengan beban yang sama dengan cara
mengeserkan kincir menggunakan jarak yang berbeda, posisi pertama
kincir terhadap blower 180 cm, jarak kedua kincir terhadap blower
240 cm dan kemudia jarak yang ketiga 300 cm kincir terhadap blower
dengan memberi tanda disetiap posisi yang sudah ditentukan guna
untuk mempermudah pengeseran yang selanjutnya.
11. Pada percobaan pertama mengunakan kemiringan sudut sudu kincir
25°, lebar sudu 14 cm dengan jumlah sudu 6 buah dilakukan selama 3
kali percobaan dengan posisi jarak yang sudah ditentukan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
12. Lakukan hal yang sama dengan No. 11, kemiringan sudut 25 °, 30°
dan 35° untuk masing-masing lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm,
kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s sampai selesai.
13. Catat semua hasil pengukuran yang sudah diperoleh selama penelitian.
14. Setelah selesai lakukan pengolahan data.
3.10 Langkah Pengolahan Data
Apabila data-data yang diperoleh dari hasil pengukuran sudah lengkap
kemudian lakukan langkah-langkah pengolahan data, langkah-langkah
pengolahan data sebagai berikut :
1. Dari data kecepatan angin dan luasan kincir angin kemudian
didapatkan daya angin ( ) dengan menggunakan persamaan (5).
2. Data yang diperoleh dari pembebanan lampu dapat digunakan untuk
mencari daya listrik ( dengan menggunakan persamaan (6).
3. Untuk mencari tip speed ratio (tsr) dengan cara membandingkan
kecepatan keliling di ujung sudu kincir angin dan kecepatan angin,
maka tsr dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan (7).
4. Dari data daya angin dan daya kincir maka kefisien daya kincir angin
(Cp) dapat dicari dengan menggunakan persamaan (8).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
BAB IV
PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Hasil Penelitian
Hasil pengambilan data dengan memvariasikan kemiringan sudut 25°, 30°
dan 35°, dengan variasi lebar sudu 14 cm, 17 cm dan 19 cm. Untuk setiap variasi
kemiringan sudut dilakukan tiga kali variasi kecepatan angin, dengan jarak awal
kincir terhadap blower 180 cm, kecepatan angin 7 m/s, kemudian kincir digeser
lagi dengan jarak 60 cm, kecepatan angin 5 m/s, dan yang terakhir kincir angin ini
digeser menggunakan jarak yang sama dengan kecepatan angin 4 m/s, untuk
setiap variasi kemiringan sudut, lebar sudu, dan kecepatan angin. Data dianggap
selesai apabila putaran poros sudah tidak konstan serta pembebanan tidak
mengalami perubahan.
Hasil pengujian kincir angin poros vertikal model WePower kali ini yang
diteliti meliputi : kecepatan angin, putaran poros, dan pembebanan. Kincir angin
mempunyai 6 buah sudu.
Dari hasil percobaan didapatkan data seperti yang ditunjukan pada tabel
4.1 sampai tabel 4.27 dibawah ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Tabel 4.1. Data perhitungan pertama kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.75 182.3 0
2 0.12 6.52 170.4 1
3 0.23 5.61 155.4 2
4 0.35 5.27 143.6 3
5 0.42 4.65 140.7 4
6 0.50 4.45 130.8 5
7 0.58 3.95 122.4 6
8 0.6 3.64 106.1 7
Tabel 4.2. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.04 158.6 0
2 0.11 5.68 144.4 1
3 0.22 4.85 139.1 2
4 0.31 4.42 126.9 3
5 0.46 3.72 116.9 4
6 0.50 3.12 103.5 5
7 0.60 2.85 99.6 6
8 0.62 2.40 96.28 7
Tabel 4.3. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.21 137.0 0
2 0.11 4.58 127.5 1
3 0.20 4.48 113.1 2
4 0.25 3.38 107.7 3
5 0.34 3.46 109.2 4
6 0.40 3.21 95.06 5
7 0.43 2.82 93.04 6
8 0.50 2.33 86.54 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Tabel 4.4. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.49 170.0 0
2 0.12 6.18 160.3 1
3 0.23 5.76 152.4 2
4 0.33 5.12 141.4 3
5 0.42 4..65 133.2 4
6 0.50 4.15 128.1 5
7 0.57 3.94 124.1 6
8 0.61 3.49 110.6 7
Tabel 4.5. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.67 155.0 0
2 0.11 5.75 148.0 1
3 0.22 5.15 146.5 2
4 0.31 4.49 129.8 3
5 0.38 3.94 120.4 4
6 0.44 3.51 111.0 5
7 0.51 3.22 105.6 6
8 0.57 3.07 102.8 7
Tabel 4.6. Data percobaan ke tiga kincir angin luas sudu 14 cm, kemiringan sudut
30°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 5.85 147.0 0
2 0.10 4.92 133.2 1
3 0.26 3.83 123.5 2
4 0.28 3.68 115.4 3
5 0.36 3.27 104.1 4
6 0.41 3.08 99.54 5
7 0.48 2.48 95.21 6
8 0.53 2.40 88.50 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Tabel 4.7. Data percobaan pertama kincir angin luas sudu 14 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.04 165.6 0
2 0.12 5.79 157.5 1
3 0.22 5.36 141.3 2
4 0.31 4.76 138.9 3
5 0.40 4.45 126.4 4
6 0.40 4.08 119.6 5
7 0.5 3.68 115.3 6
8 0.51 3.36 106.1 7
Tabel 4.8. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.39 152.5 0
2 0.11 5.37 143.8 1
3 0.20 4.75 138.8 2
4 0.30 4.39 120.1 3
5 0.36 3.75 118.5 4
6 0.43 3.42 112.1 5
7 0.45 3.27 106.1 6
8 0.47 2.75 98.61 7
Tabel 4.9. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 5.75 134.2 0
2 0.10 4.65 126.7 1
3 0.17 3.86 116.3 2
4 0.25 3.67 101.0 3
5 0.31 3.33 99.93 4
6 0.38 2.87 87.93 5
7 0.40 2.36 82.07 6
8 0.51 2.03 73.73 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Tabel 4.10. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan Putaran poros (rpm) Lampu
I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.56 168.8 0
2 0.12 6.87 156.9 1
3 0.22 5.26 144.9 2
4 0.32 4.82 139.0 3
5 0.39 4.35 121.4 4
6 0.46 3.96 116.9 5
7 0.52 3.37 112.6 6
8 0.55 2.95 104.9 7
Tabel 4.11. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.28 170.5 0
2 0.12 5.59 156.4 1
3 0.22 4.75 139.0 2
4 0.31 4.45 127.3 3
5 0.37 3.96 112.9 4
6 0.43 3.60 107.3 5
7 0.45 3.16 102.8 6
8 0.51 2.77 92.49 7
Tabel 4.12. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 17, kemiringan sudut
25°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.54 153.9 0
2 0.10 4.95 131.8 1
3 0.21 4.73 125.8 2
4 0.28 3.66 113.4 3
5 0.34 3.33 102.4 4
6 0.39 3.04 97.32 5
7 0.44 2.58 84.72 6
8 0.50 2.17 77.67 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Tabel 4.13. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 7.10 163.2 0
2 0.11 5.84 152.5 1
3 0.22 5.25 143.1 2
4 0.31 4.67 131.9 3
5 0.39 4.22 121.9 4
6 0.46 3.73 119.4 5
7 0.51 3.53 105.6 6
8 0.55 2.93 97.67 7
Tabel 4.14. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.66 153.0 0
2 0.11 5.15 144.3 1
3 0.21 4.78 130.8 2
4 0.29 4.16 121.0 3
5 0.36 3.69 113.9 4
6 0.44 3.36 107.2 5
7 0.46 2.95 94.14 6
8 0.54 2.63 91.24 7
Tabel 4.15. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.11 136.6 0
2 0.10 5.87 124.7 1
3 0.19 4.23 116.9 2
4 0.27 3.75 106.9 3
5 0.32 3.34 103.4 4
6 0.39 2.83 96.89 5
7 0.44 2.58 89.15 6
8 0.52 2.02 75.55 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Tabel 4.16. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.17 143.4 0
2 0.11 5.04 134.1 1
3 0.21 4.75 129.4 2
4 0.29 4.18 123.3 3
5 0.37 3.97 114.3 4
6 0.43 3.47 104.4 5
7 0.48 2.98 93.85 6
8 0.57 2.73 90.09 7
Tabel 4.17. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 6.27 144.3 0
2 0.10 5.03 135.6 1
3 0.20 4.39 121.0 2
4 0.28 4.84 114.5 3
5 0.35 3.54 111.5 4
6 0.41 3.21 98.92 5
7 0.47 2.82 92.33 6
8 0.55 2.47 87.10 7
Tabel 4.18. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 5.77 137.2 0
2 0.10 4.53 121.6 1
3 0.18 3.73 112.8 2
4 0.24 3.25 109.2 3
5 0.33 3.03 96.85 4
6 0.38 2.73 92.41 5
7 0.4 2.37 88.39 6
8 0.41 2.33 81.32 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Tabel 4.19. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 4.95 118.5 0
2 0.10 4.06 107.7 1
3 0.18 3.56 104.5 2
4 0.25 3.14 96.60 3
5 0.31 2.81 88.45 4
6 0.35 2.39 85.40 5
7 0.40 2.29 79.77 6
8 0.47 1.79 69.91 7
Tabel 4.20. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 4.73 115.3 0
2 0.19 3.58 101.3 1
3 0.17 3.20 99.58 2
4 0.24 2.82 92.81 3
5 0.28 2.42 81.31 4
6 0.33 2.16 77.95 5
7 0.36 1.19 71.81 6
8 0.41 1.56 69.72 7
Tabel 4.21. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 4.55 104.4 0
2 0.08 3.28 97.36 1
3 0.16 3.98 92.88 2
4 0.22 2.66 86.93 3
5 0.28 2.28 78.49 4
6 0.32 2.10 69.66 5
7 0.34 1.71 68.62 6
8 0.39 1.35 64.31 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Tabel 4.22. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 4.44 100.4 0
2 0.08 3.30 96.64 1
3 0.15 2.67 86.91 2
4 0.21 2.45 75.52 3
5 0.26 2.19 74.32 4
6 0.30 1.91 70.40 5
7 0.34 1.69 67.55 6
8 0.38 1.47 62.17 7
Tabel 4.23. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 4.35 99.45 0
2 0.08 3.30 96.49 1
3 0.15 2.52 84.57 2
4 0.20 2.19 76.69 3
5 0.24 1.81 69.76 4
6 0.28 1.68 66.39 5
7 0.31 1.48 61.32 6
8 0.36 1.25 57.45 7
Tabel 4.24. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 3.49 85.50 0
2 0.07 2.47 79.66 1
3 0.14 2.27 73.95 2
4 0.18 1.88 67.80 3
5 0.22 1.69 64.75 4
6 0.27 1.55 63.00 5
7 0.29 1.43 61.49 6
8 0.33 0.99 55.28 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Tabel 4.25. Data percobaan pertama kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 2.31 51.26 0
2 0.05 1.37 50.28 1
3 0.09 1.10 48.16 2
4 0.11 0.92 46.14 3
5 0.13 0.78 44.99 4
6 0.14 0.75 43.06 5
7 0.15 0.52 40.62 6
8 0.16 0.47 41.46 7
Tabel 4.26. Data percobaan ke dua kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 2.14 54.11 0
2 0.4 1.12 50.35 1
3 0.7 0.84 43.03 2
4 0.10 0.78 42.51 3
5 0.11 0.58 40.47 4
6 0.12 0.52 38.75 5
7 0.13 0.49 38.00 6
8 0.14 0.47 37.60 7
Tabel 4.27. Data percobaan ke tiga kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s.
No Pembebanan
Putaran poros (rpm) Lampu I (Ampere) V (Volt)
1 0 1.98 52.55 0
2 0.04 0.96 47.09 1
3 0.07 0.81 46.12 2
4 0.08 0.61 43.28 3
5 0.09 0.57 41.82 4
6 0.10 0.52 37.58 5
7 0.12 0.45 35.19 6
8 0.13 0.36 34.10 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan
Contoh perhitungan pengolahan data yang disajikan diambil dari tabel
4.28. menggunakan variasi lebar sudu 14 cm, kemiringan sudut 25° pada baris ke
4 saat lampu sudah menyala dengan beban 0,35 (ampere) dan 5,27 (volt), putaran
poros 143,6 (rpm) serta kecepatan angin 7 (m/s).
4.2.1 Perhitungan Daya Angin
Kincir angin yang diuji memiliki luasan frontal (60 x 45) cm², untuk
mengetahui daya yang dihasilkan oleh angin dapat dicari dengan menggunakan
persamaan pada sub bab 2.5.1 yaitu :
A = W.H
A = 0,45 (m) . 0,6 (m)
A = 0,27
Kecepatan angin yang terjadi pada kondisi ini 7 (m/s), maka dengan persamaan
(5) daya yang tersedia pada angin dapat ditentukan.
= 0,6 . A .
= 0,6 . 0,27 . 343
= 55,56 (watt)
jadi didapatkan daya angin ( ) sebesar 55,56 (watt)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
4.2.2 Daya Mekanik dan Daya Listrik yang Dihasilkan Kincir
Perhitungan daya mekanik dan daya listrik kincir mengacu pada sub Bab
2.5.2, dimana kecepatan angin yang terjadi pada kondisi ini adalah 7 (m/s), maka
dengan persamaan (6) daya listrik yang dihasilkan dapat dicari.
= I.V
Dengan :
: Daya listrik yang dihasilkan generator (watt)
I : Arus listrik (ampere)
V : Tegangan (volt)
Berdasarkan data yang diperoleh, nilai (I) sebesar 0,35 (ampere) dan nilai
tegangan (V) sebesar 5,27 (volt). Maka besar nilai ( ) daya listrik :
= I.V
= 0,35 . 5,27 / 0,8
= 2,30 (watt)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
4.2.3 Perhitungan tip speed ratio (tsr)
Untuk mengetahui besarnya perbandingan kecepatan ujung kincir dengan
kecepatan angin atau tip speed ratio (tsr) dapat dicari dengan persamaan (7) pada
sub Bab 2.5.3 yaitu :
tsr =
Dengan :
r : jari-jari kincir, (m)
n : putaran poros, (rpm)
v : kecepatan angin, (m/s)
maka dengan jari-jari kincir 0,225 (m), putaran poros 143,6 (rpm) dan kecepatan
angin 7 (m/s) besarnya tip speed ratio (tsr) adalah :
tsr =
tsr = ( (
(
tsr = 0,48
Sehingga didapatkan (tsr) sebesar : 0,48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
4.2.4 Perhitungan Keofisien Daya ( )
Untuk mengetahui perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh
generator ( ) dengan daya yang dihasilkan oleh angin ( ), dapat dicari
dengan persamaan (8) pada sub Bab 2.5.4 yaitu :
=
.100 %
Dengan :
: daya yang dihasilkan generator (watt)
: daya yang dihasilkan angin (watt)
Maka dengan daya kincir 2,3056 (watt) dan daya angin 55,566 (watt) besarnya
koefisien daya adalah :
=
.100%
=
.100%
= 4,14 %
Sehingga didapatkan nilai ( sebesar : 4,14 %.
4.3 Data Hasil Perhitungan
Dengan menggunakan langkah perhitungan seperti sub Bab 2.5, maka
untuk hasil pengolahan dan perhitungan data disajikan dalam Tabel 4.28 sampai
dengan Tabel 4.54 terlihat seperti dibawah ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Tabel 4.28 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,75 0 182,3 55,566 0 0,613309
2 0,12 6,52 0,978 170,4 55,566 1,7601 0,573274
3 0,23 5,61 1,613 155,4 55,566 2,9026 0,52281
4 0,35 5,27 2,306 143,6 55,566 4,1493 0,483111
5 0,42 4,65 2,441 140,7 55,566 4,3934 0,473355
6 0,5 4,45 2,781 130,8 55,566 5,0053 0,440049
7 0,58 3,95 2,864 122,4 55,566 5,1538 0,411789
8 0,6 3,64 2,73 106,1 55,566 4,9131 0,356951
Tabel 4.29 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,04 0 158,6 20,25 0 0,747006
2 0,11 5,68 0,781 144,4 20,25 3,8568 0,680124
3 0,22 4,85 1,334 139,1 20,25 6,5864 0,655161
4 0,31 4,42 1,713 126,9 20,25 8,458 0,597699
5 0,46 3,72 2,139 116,9 20,25 10,563 0,550599
6 0,5 3,12 1,95 103,5 20,25 9,6296 0,487485
7 0,6 2,85 2,138 99,6 20,25 10,556 0,469116
8 0,62 2,4 1,86 96,28 20,25 9,1852 0,453479
Tabel 4.30 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,21 0 137 10,368 0 0,806588
2 0,11 4,58 0,63 127,5 10,368 6,074 0,750656
3 0,2 4,48 1,12 113,1 10,368 10,802 0,665876
4 0,25 3,38 1,056 107,7 10,368 10,188 0,634084
5 0,34 3,46 1,471 109,2 10,368 14,183 0,642915
6 0,4 3,21 1,605 95,06 10,368 15,48 0,559666
7 0,43 2,82 1,516 93,04 10,368 14,62 0,547773
8 0,5 2,33 1,456 86,54 10,368 14,046 0,509504
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Tabel 4.31 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,49 0 170 55,566 0 0,571929
2 0,12 6,18 0,927 160,3 55,566 1,6683 0,539295
3 0,23 5,76 1,656 152,4 55,566 2,9802 0,512717
4 0,33 5,12 2,112 141,4 55,566 3,8009 0,47571
5 0,42 4,65 2,441 133,2 55,566 4,3934 0,448123
6 0,5 4,15 2,594 128,1 55,566 4,6679 0,430965
7 0,57 3,94 2,807 124,1 55,566 5,0521 0,417508
8 0,61 3,49 2,661 110,6 55,566 4,7891 0,37209
Tabel 4.32 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,67 0 155 20,25 0 0,73005
2 0,11 5,75 0,791 148 20,25 3,9043 0,69708
3 0,22 5,15 1,416 146,5 20,25 6,9938 0,690015
4 0,31 4,49 1,74 129,8 20,25 8,592 0,611358
5 0,38 3,94 1,872 120,4 20,25 9,242 0,567084
6 0,44 3,51 1,931 111 20,25 9,5333 0,52281
7 0,51 3,22 2,053 105,6 20,25 10,137 0,497376
8 0,57 3,07 2,187 102,8 20,25 10,802 0,484188
Tabel 4.33 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 5,85 0 147 10,368 0 0,865463
2 0,1 4,92 0,615 133,2 10,368 5,9317 0,784215
3 0,26 3,83 1,245 123,5 10,368 12,006 0,727106
4 0,28 3,68 1,288 115,4 10,368 12,423 0,679418
5 0,36 3,27 1,472 104,1 10,368 14,193 0,612889
6 0,41 3,08 1,579 99,54 10,368 15,225 0,586042
7 0,48 2,48 1,488 95,21 10,368 14,352 0,560549
8 0,53 2,4 1,59 88,5 10,368 15,336 0,521044
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Tabel 4.34 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,04 0 165,6 55,566 0 0,557126
2 0,12 5,79 0,869 157,5 55,566 1,563 0,529875
3 0,22 5,36 1,474 141,3 55,566 2,6527 0,475374
4 0,31 4,76 1,845 138,9 55,566 3,3195 0,467299
5 0,4 4,45 2,225 126,4 55,566 4,0042 0,425246
6 0,4 4,08 2,04 119,6 55,566 3,6713 0,402369
7 0,5 3,68 2,3 115,3 55,566 4,1392 0,387902
8 0,51 3,36 2,142 106,1 55,566 3,8549 0,356951
Tabel 4.35 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,39 0 152,5 20,25 0 0,718275
2 0,11 5,37 0,738 143,8 20,25 3,6463 0,677298
3 0,2 4,75 1,188 138,8 20,25 5,8642 0,653748
4 0,3 4,39 1,646 120,1 20,25 8,1296 0,565671
5 0,36 3,75 1,688 118,5 20,25 8,3333 0,558135
6 0,43 3,42 1,838 112,1 20,25 9,0778 0,527991
7 0,45 3,27 1,839 106,1 20,25 9,0833 0,499731
8 0,47 2,75 1,616 98,61 20,25 7,9784 0,464453
Tabel 4.36 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 14 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 5,75 0 134,2 10,368 0 0,790103
2 0,1 4,65 0,581 126,7 10,368 5,6062 0,745946
3 0,17 3,86 0,82 116,3 10,368 7,9114 0,684716
4 0,25 3,67 1,147 101 10,368 11,062 0,594638
5 0,31 3,33 1,29 99,93 10,368 12,446 0,588338
6 0,38 2,87 1,363 87,93 10,368 13,149 0,517688
7 0,4 2,36 1,18 82,07 10,368 11,381 0,483187
8 0,51 2,03 1,294 73,73 10,368 12,482 0,434085
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
Tabel 4.37 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,56 0 168,8 55,566 0 0,5679
2 0,12 6,87 1,0305 156,9 55,566 1,8546 0,5279
3 0,22 5,26 1,4465 144,9 55,566 2,6032 0,4875
4 0,32 4,82 1,928 139 55,566 3,4697 0,4676
5 0,39 4,35 2,1206 121,4 55,566 3,8164 0,4084
6 0,46 3,96 2,277 116,9 55,566 4,0978 0,3933
7 0,52 3,37 2,1905 112,6 55,566 3,9422 0,3788
8 0,55 2,95 2,0281 104,9 55,566 3,6499 0,3529
Tabel 4.38 Data hasilperhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,28 0 170,5 20,25 0 0,8031
2 0,12 5,59 0,8385 156,4 20,25 4,1407 0,7366
3 0,22 4,75 1,3063 139 20,25 6,4506 0,6547
4 0,31 4,45 1,7244 127,3 20,25 8,5154 0,5996
5 0,37 3,96 1,8315 112,9 20,25 9,0444 0,5318
6 0,43 3,6 1,935 107,3 20,25 9,5556 0,5054
7 0,45 3,16 1,7775 102,8 20,25 8,7778 0,4842
8 0,51 2,77 1,7659 92,49 20,25 8,7204 0,4356
Tabel 4.39 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,54 0 153,9 10,368 0 0,9061
2 0,1 4,95 0,6188 131,8 10,368 5,9679 0,776
3 0,21 4,73 1,2416 125,8 10,368 11,976 0,7406
4 0,28 3,66 1,281 113,4 10,368 12,355 0,6676
5 0,34 3,33 1,4153 102,4 10,368 13,65 0,6029
6 0,39 3,04 1,482 97,32 10,368 14,294 0,573
7 0,44 2,58 1,419 84,72 10,368 13,686 0,4988
8 0,5 2,17 1,3563 77,67 10,368 13,081 0,4573
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Tabel 4.40 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 7,1 0 163,2 55,566 0 0,5491
2 0,11 5,84 0,803 152,5 55,566 1,4451 0,5131
3 0,22 5,25 1,4438 143,1 55,566 2,5983 0,4814
4 0,31 4,67 1,8096 131,9 55,566 3,2567 0,4437
5 0,39 4,22 2,0573 121,9 55,566 3,7024 0,4101
6 0,46 3,73 2,1448 119,4 55,566 3,8598 0,4017
7 0,51 3,53 2,2504 105,6 55,566 4,0499 0,3553
8 0,55 2,93 2,0144 97,67 55,566 3,6252 0,3286
Tabel 4.41 Data hasil perhitungan kincir anginlebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,66 0 153 20,25 0 0,7206
2 0,11 5,15 0,7081 144,3 20,25 3,4969 0,6797
3 0,21 4,78 1,2548 130,8 20,25 6,1963 0,6161
4 0,29 4,16 1,508 121 20,25 7,4469 0,5699
5 0,36 3,69 1,6605 113,9 20,25 8,2 0,5365
6 0,44 3,36 1,848 107,2 20,25 9,1259 0,5049
7 0,46 2,95 1,6963 94,14 20,25 8,3765 0,4434
8 0,54 2,63 1,7753 91,24 20,25 8,7667 0,4297
Tabel 4.42 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,11 0 136,6 10,368 0 0,8042
2 0,1 5,87 0,7338 124,7 10,368 7,0771 0,7342
3 0,19 4,23 1,0046 116,9 10,368 9,6897 0,6882
4 0,27 3,75 1,2656 106,9 10,368 12,207 0,6294
5 0,32 3,34 1,336 103,4 10,368 12,886 0,6088
6 0,39 2,83 1,3796 96,89 10,368 13,307 0,5704
7 0,44 2,58 1,419 89,15 10,368 13,686 0,5249
8 0,52 2,02 1,313 75,55 10,368 12,664 0,4448
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Tabel 4.43 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,17 0 143,4 55,566 0 0,4824
2 0,11 5,04 0,693 134,1 55,566 1,2472 0,4512
3 0,21 4,75 1,2469 129,4 55,566 2,244 0,4353
4 0,29 4,18 1,5153 123,3 55,566 2,7269 0,4148
5 0,37 3,97 1,8361 114,3 55,566 3,3044 0,3845
6 0,43 3,47 1,8651 104,4 55,566 3,3566 0,3512
7 0,48 2,98 1,788 93,85 55,566 3,2178 0,3157
8 0,57 2,73 1,9451 90,09 55,566 3,5006 0,3031
Tabel 4.44 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 6,27 0 144,3 20,25 0 0,6797
2 0,1 5,03 0,6288 135,6 20,25 3,1049 0,6387
3 0,2 4,39 1,0975 121 20,25 5,4198 0,5699
4 0,28 4,84 1,694 114,5 20,25 8,3654 0,5393
5 0,35 3,54 1,5488 111,5 20,25 7,6481 0,5252
6 0,41 3,21 1,6451 98,92 20,25 8,1241 0,4659
7 0,47 2,82 1,6568 92,33 20,25 8,1815 0,4349
8 0,55 2,47 1,6981 87,1 20,25 8,3858 0,4102
Tabel 4.45 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 17 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 5,77 0 137,2 10,368 0 0,8078
2 0,1 4,53 0,5663 121,6 10,368 5,4615 0,7159
3 0,18 3,73 0,8393 112,8 10,368 8,0946 0,6641
4 0,24 3,25 0,975 109,2 10,368 9,4039 0,6429
5 0,33 3,03 1,2499 96,85 10,368 12,055 0,5702
6 0,38 2,73 1,2968 92,41 10,368 12,507 0,5441
7 0,4 2,37 1,185 88,39 10,368 11,429 0,5204
8 0,41 2,33 1,1941 81,32 10,368 11,517 0,4788
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Tabel 4.46 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 4,95 0 118,5 55,566 0 0,398668
2 0,1 4,06 0,508 107,7 55,566 0,9133 0,362334
3 0,18 3,56 0,801 104,5 55,566 1,4415 0,351568
4 0,25 3,14 0,981 96,6 55,566 1,7659 0,32499
5 0,31 2,81 1,089 88,45 55,566 1,9596 0,297571
6 0,35 2,39 1,046 85,4 55,566 1,8818 0,28731
7 0,4 2,29 1,145 79,77 55,566 2,0606 0,268369
8 0,47 1,79 1,052 69,91 55,566 1,8926 0,235197
Tabel 4.47 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 4,73 0 115,3 20,25 0 0,543063
2 0,19 3,58 0,85 101,3 20,25 4,1988 0,477123
3 0,17 3,2 0,68 99,58 20,25 3,358 0,469022
4 0,24 2,82 0,846 92,81 20,25 4,1778 0,437135
5 0,28 2,42 0,847 81,31 20,25 4,1827 0,38297
6 0,33 2,16 0,891 77,95 20,25 4,4 0,367145
7 0,36 1,19 0,536 71,81 20,25 2,6444 0,338225
8 0,41 1,56 0,8 69,72 20,25 3,9481 0,328381
Tabel 4.48 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 25°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 4,55 0 104,4 10,368 0 0,614655
2 0,08 3,28 0,328 97,36 10,368 3,1636 0,573207
3 0,16 3,98 0,796 92,88 10,368 7,6775 0,546831
4 0,22 2,66 0,732 86,93 10,368 7,0554 0,5118
5 0,28 2,28 0,798 78,49 10,368 7,6968 0,46211
6 0,32 2,1 0,84 69,66 10,368 8,1019 0,410123
7 0,34 1,71 0,727 68,62 10,368 7,0095 0,404
8 0,39 1,35 0,527 64,31 10,368 5,0781 0,378625
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
Tabel 4.49 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 4,44 0 100,4 55,566 0 0,337774
2 0,08 3,3 0,33 96,64 55,566 0,5939 0,325125
3 0,15 2,67 0,501 86,91 55,566 0,901 0,29239
4 0,21 2,45 0,643 75,52 55,566 1,1574 0,254071
5 0,26 2,19 0,712 74,32 55,566 1,2809 0,250034
6 0,3 1,91 0,716 70,4 55,566 1,289 0,236846
7 0,34 1,69 0,718 67,55 55,566 1,2926 0,227258
8 0,38 1,47 0,698 62,17 55,566 1,2566 0,209158
Tabel 4.50 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 4,35 0 99,45 20,25 0 0,46841
2 0,08 3,3 0,33 96,49 20,25 1,6296 0,454468
3 0,15 2,52 0,473 84,57 20,25 2,3333 0,398325
4 0,2 2,19 0,548 76,69 20,25 2,7037 0,36121
5 0,24 1,81 0,543 69,76 20,25 2,6815 0,32857
6 0,28 1,68 0,588 66,39 20,25 2,9037 0,312697
7 0,31 1,48 0,574 61,32 20,25 2,8321 0,288817
8 0,36 1,25 0,563 57,45 20,25 2,7778 0,27059
Tabel 4.51 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 30°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 3,49 0 85,5 10,368 0 0,503381
2 0,07 2,47 0,216 79,66 10,368 2,0845 0,468998
3 0,14 2,27 0,397 73,95 10,368 3,8315 0,435381
4 0,18 1,88 0,423 67,8 10,368 4,0799 0,399173
5 0,22 1,69 0,465 64,75 10,368 4,4825 0,381216
6 0,27 1,55 0,523 63 10,368 5,0456 0,370913
7 0,29 1,43 0,518 61,49 10,368 4,9998 0,362022
8 0,33 0,99 0,408 55,28 10,368 3,9388 0,325461
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
Tabel 4.52 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 7 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 2,31 0 51,26 55,566 0 0,172453
2 0,05 1,37 0,086 50,28 55,566 0,1541 0,169156
3 0,09 1,1 0,124 48,16 55,566 0,2227 0,162024
4 0,11 0,92 0,127 46,14 55,566 0,2277 0,155228
5 0,13 0,78 0,127 44,99 55,566 0,2281 0,151359
6 0,14 0,75 0,131 43,06 55,566 0,2362 0,144866
7 0,15 0,52 0,098 40,62 55,566 0,1755 0,136657
8 0,16 0,47 0,094 41,46 55,566 0,1692 0,139483
Tabel 4.53 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 5 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
0 2,14 0 54,11 20,25 0 0,254858
2 0,4 1,12 0,56 50,35 20,25 2,7654 0,237149
3 0,7 0,84 0,735 43,03 20,25 3,6296 0,202671
4 0,1 0,78 0,098 42,51 20,25 0,4815 0,200222
5 0,11 0,58 0,08 40,47 20,25 0,3938 0,190614
6 0,12 0,52 0,078 38,75 20,25 0,3852 0,182513
7 0,13 0,49 0,08 38 20,25 0,3932 0,17898
8 0,14 0,47 0,082 37,6 20,25 0,4062 0,177096
Tabel 4.54 Data hasil perhitungan kincir angin lebar sudu 19 cm, kemiringan
sudut 35°, kecepatan angin 4 m/s.
No
Pembebanan Putaran poros
(Watt)
(%) tsr I
(Ampere)
V
(Volt)
(Watt) rpm
1 0 1,98 0 52,55 10,368 0 0,309388
2 0,04 0,96 0,048 47,09 10,368 0,463 0,277242
3 0,07 0,81 0,071 46,12 10,368 0,6836 0,271532
4 0,08 0,61 0,061 43,28 10,368 0,5883 0,254811
5 0,09 0,57 0,064 41,82 10,368 0,6185 0,246215
6 0,1 0,52 0,065 37,58 10,368 0,6269 0,221252
7 0,12 0,45 0,068 35,19 10,368 0,651 0,207181
8 0,13 0,36 0,059 34,1 10,368 0,5642 0,200764
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
4.4 Grafik Hasil Perhitungan
Dari data hasil perhitungan sub Bab 4.3, maka dapat dibuat Grafik
hubungan antara daya listrik ( ) dan putaran poros (rpm), serta Tip Speed
Ratio ( tsr ) dan Koefisien daya ( ) untuk setiap variasi.
Maka untuk hasil pengolahan dan perhitungan data disajikan dalam bentuk grafik
dapat dilihat pada Gambar 4.1 - 4.18.
4.4.1 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 25°
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan daya listrik ( ) dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.1 Grafik hubungan antara daya ( ) dan putaran
poros (rpm), variasi kemiringan sudut 25°, menggunakan lebar
sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2,86
2,13
1,60
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wa
tt)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.28-4.30 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.1 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 2,8 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 25°, lebar sudu
14 cm adalah 2,8 watt, putaran poros ideal terjadi pada 124,1 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 2,1 watt pada
putaran poros 102,8 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 1,6 watt, dengan kecepatan putaran poros kincir 88,5 rpm.
b. Grafik hubungan dan tsr
Gambar : 4.2 Grafik hubungan antara dan tsr, variasi
kemiringan sudut 25°, menggunakan lebar sudu 14 cm,
kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
5,15
10,5
15,4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,5 1
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.28-4.30 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan pada tip speed ratio (tsr)
yang dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 25° dan
menggunakan lebar sudu 14 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar
4.2 memperlihatkan bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada
kecepatan angin 4 m/s, yaitu 15,4 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,52.
Kecepatan angin 4 m/s lebih tinggi menghasilkan koefisien daya
dibandingkan dengan kecepatan angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 5,1 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,41 dan kecepatan angin 5 m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 10,5 %
pada tip speed ratio (tsr) sebesar 0,4
4.4.2 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 30°,
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.3 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan sudut 30°, menggunakan lebar sudu 14
cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2,80
2,18
1,59
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.3 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.31-4.33 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.3 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 2,8 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 30°, lebar sudu
14 cm, adalah 2,8 watt, putaran poros ideal terjadi pada 124,1 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 2,1 watt pada
putaran poros 102,8 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 1,5 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 88,5 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.4 Grafik hubungan antara dan tsr, variasi
kemiringan sudut 30°, menggunakan lebar sudu 14 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
5,05
10,8
15,3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,5 1
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.31-4.33 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ), tip speed ratio (tsr) yang
dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 30° menggunakan lebar
sudu 14 cm seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4 memperlihatkan
bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada kecepatan angin 4
m/s, yaitu 15,3 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,52. Kecepatan angin 4 m/s
lebih tinggi menghasilkan koefisien daya dibandingkan dengan kecepatan
angin 7 m/s dan 5,0 m/s. Kecepatan angin 7 m/s menghasilkan koefisien
daya ( ) 2,3 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,41 dan kecepatan angin 5
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 10,8 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,48.
4.4.3 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 35°
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.5 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan sudut 35°, menggunakan lebar sudu 14
cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2,3
1,83
1,36
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.34-4.36 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.5 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 2,3 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 35°, lebar sudu
14 cm adalah 2,3 watt, putaran poros ideal terjadi pada 115,3 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 1,8 watt pada
putaran poros 106,1 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 1,3 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 87,9 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.6 Grafik gabungan tiga variasi dengan hubungan antara
dan tsr, kemiringan sudut 35°, dan lebar sudu 14 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
4,13
9,08
13,1
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,5 1
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.34-4.36 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan tip speed ratio (tsr) yang
dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 35° menggunakan lebar
sudu 14 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.6 memperlihatkan
bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada kecepatan angin 4
m/s, yaitu 13,1 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,51. Kecepatan angin 4 m/s
lebih tinggi menghasilkan koefisien daya dibandingkan dengan kecepatan
angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7 m/s menghasilkan koefisien
daya ( ) 4,1 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,38 dan kecepatan angin 5
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 9,0 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,49.
4.4.4 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 25°
lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.7 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan sudut 25°, menggunakan lebar sudu 17
cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2,27
1,93
1,48
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.7 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.37-4.39 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.7 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 2,2 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 25°, lebar sudu
17 cm, adalah 2,2 watt, putaran poros ideal terjadi pada 116,9 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 1,9 watt pada
putaran poros 107,3 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 1,4 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 97,3 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.8 Grafik hubungan antara ( ) dan (tsr), variasi
kemiringan sudut 25°, menggunakan lebar sudu 17 cm, dengan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
4,09
9,55
14,2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,5 1
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.37-4.39 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan tip speed ratio (tsr) yang
dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 25° menggunakan lebar
sudu 17 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.8 memperlihatkan
bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada kecepatan angin 4
m/s, yaitu 14,2 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,57. Kecepatan angin 4 m/s
lebih tinggi menghasilkan koefisien daya dibandingkan dengan kecepatan
angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7 m/s menghasilkan koefisien
daya ( ) 4,0 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,39 dan kecepatan angin 5
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 9,5 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,50.
4.4.5 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 30°
lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.9 Hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
variasi kemiringan sudut 30°, menggunakan lebar sudu 17 cm,
kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2,25
1,84
1,41
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.9 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.40-4.42 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.9 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 2,2 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 30°, lebar sudu
17 cm adalah 2,2 watt, putaran poros ideal terjadi pada 116,9 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 1,8 watt pada
putaran poros 107,3 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 1,4 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 97,3 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.10 Grafik hubungan antara ( ) dan (tsr), variasi
kemiringan sudut 30°, menggunakan lebar sudu 17 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
4,04
9,12
13,6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,5 1
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.40-4.42 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan pada tip speed ratio (tsr)
yang dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 30° menggunakan
lebar sudu 17 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.10
memperlihatkan bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada
kecepatan angin 4 m/s, yaitu 13,6 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,52.
Kecepatan angin 4 m/s lebih tinggi menghasilkan koefisien daya
dibandingkan dengan kecepatan angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 4,0 % pada tip speed ratio (tsr)
sebesar 0,35 dan kecepatan angin 5 m/s menghasilkan koefisien daya ( )
9,1 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,50.
4.4.6 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 35°
lebar sudu 17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.11 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan sudut 35°, menggunakan lebar sudu 17
cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
1,94
1,69
1,29
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatana angin 5m/s
Kecepatanangin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.11 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.43-4.45 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.11 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 1,9 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 35°, lebar sudu
17 cm, adalah 1,9 watt, putaran poros ideal terjadi pada 90,0 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 1,6 watt pada
putaran poros 87,1 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 1,2 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 92,4 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.12 Grafik hubungan antara ( ) dan (tsr),variasi
kemiringan sudut 35°, menggunakan lebar Sudu 17 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
3,50
8,38
12,5
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,5 1
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.43-4.45 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan tip speed ratio (tsr) yang
dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 35° menggunakan lebar
sudu 17 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.12 memperlihatkan
bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada kecepatan angin 4
m/s, yaitu 12,5 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,54. Kecepatan angin 4
m/s lebih tinggi mengghasilkan koefisien daya dibandingkan dengan
kecepatan angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7 m/s menghasilkan
koefisien daya ( ) 3,5 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,30 dan kecepatan
angin 5 m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 8,3 %, tip speed ratio (tsr)
sebesar 0,41.
4.4.7 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 25°
lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.13 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan sudut 25°, menggunakan lebar sudu 19
cm, kecepatan angin 7m/s, 5 m/s dan 4m/s.
1,14
0,89 0,84
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.13 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.46-4.48 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.13 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s yang dihasilkan
sebesar 1,1 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 25°, lebar sudu
19 cm adalah 1,1 watt, putaran poros ideal terjadi pada 79,7 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 0,89 watt pada
putaran poros 77,9 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 0,84 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 69,6 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.14 Grafik hubungan antara ( ) dan (tsr), variasi
kemiringan sudut 25°, menggunakan lebar sudu 19 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
2,06
4,4
8,10
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.46-4.48 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan pada tip speed ratio (tsr)
yang dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 25° menggunakan
lebar sudu 19 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.14
memperlihatkan bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada
kecepatan angin 4 m/s, yaitu 8,1 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,41.
Kecepatan angin 4 m/s lebih tinggi menghasilkan koefisien daya
dibandingkan dengan kecepatan angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 2,0 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,26 dan kecepatan angin 5 m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 4,4 %
pada tip speed ratio (tsr) sebesar 0,36.
4.4.8 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 30°
lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.15 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan sudut 30°, menggunakan lebar sudu 19
cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
0,71
0,58 0,52
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.15 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.49-4.51 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.15 di atas untuk kecepatan angin 7 m/s, yang dihasilkan
sebesar 0,7 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 30°, lebar sudu
19 cm adalah 0,7 watt, putaran poros ideal terjadi pada 67,5 rpm.
Kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 0,58 watt pada
putaran poros 66,3 rpm dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 0,52 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 63 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.16 Grafik hubungan antara ( ) dan (tsr),variasi
kemiringan Sudut 30°, menggunakan lebar sudu 19 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
1,29
2,90
5,04
0
1
2
3
4
5
6
0 0,2 0,4 0,6
Cp
%
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.49-4.51 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan pada tip speed ratio (tsr)
yang dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 30° menggunakan
lebar sudu 19 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.16
memperlihatkan bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada
kecepatan angin 4 m/s, yaitu 5,0 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,73.
Kecepatan angin 4 m/s lebih tinggi menghasilkan koefisien daya
dibandingkan dengan kecepatan angin 7 m/s dan 5 m/s. Kecepatan angin 7
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 1,2 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,22 dan kecepatan angin 5 m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 2,9 %,
tip speed ratio (tsr) sebesar 0,31.
4.4.9 Grafik kincir dengan jumlah sudu 6, variasi kemiringan sudut 35°
lebar sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
a. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
Gambar : 4.17 Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros
(rpm), variasi kemiringan Sudut 35°, menggunakan lebar sudu 19
cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
0,13
0,73
0,07
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 20 40 60
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.17 grafik di atas
menunjukkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.52-4.54 menjelaskan bahwa
semakin besar putaran poros kincir angin, maka semakin besar pula
yang dihasilkan. Sebaliknya semakin kecil putaran poros kincir angin,
maka semakin kecil juga yang dihasilkan. Dapat kita lihat pada
Gambar 4.17 di atas untuk kecepatan angin 5 m/s yang dihasilkan
sebesar 0,7 watt. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa
maksimal yang dihasilkan kincir angin kemiringan sudut 35°, lebar sudu
19 cm adalah 0,7 watt, putaran poros ideal terjadi pada 43,3 rpm.
Kecepatan angin 7 m/s menghasilkan daya listrik sebesar 0,1 watt pada
putaran poros 43,6 rpm, dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan daya
listrik sebesar 0,07 watt dengan kecepatan putaran poros kincir 46,1 rpm.
b. Grafik hubungan antara dan tsr
Gambar : 4.18 Grafik hubungan antara ( ) dan (tsr), variasi
kemiringan sudut 35°, menggunakan lebar sudu 19 cm, kecepatan
angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
0,23
3,62
0,68
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 0,2 0,4
Cp
tsr
Kecepatan angin 7 m/s
Kecepatan angin 5 m/s
Kecepatan angin 4 m/s
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
89
Berdasarkan hasil perhitungan pada Tabel : 4.52-4.54 maka dapat
dibuat grafik hubungan koefisien daya ( ) dan pada tip speed ratio (tsr)
yang dihasilkan kincir angin variasi kemiringan sudut 35° menggunakan
lebar sudu 19 cm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.18
memperlihatkan bahwa koefisien daya ( ) maksimal diperoleh pada
kecepatan angin 5 m/s, yaitu 3,6 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,20.
Kecepatan angin 5 m/s lebih tinggi menghasilkan koefisien daya
dibandingkan dengan kecepatan angin 7 m/s dan 4 m/s. kecepatan angin 7
m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 0,2 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,14 dan kecepatan angin 4 m/s menghasilkan koefisien daya ( ) 0,6 %,
tip speed ratio (tsr) sebesar 0,27.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
90
4.5 Pembahasan
Dalam penelitian ini telah berhasil membuat kincir angin poros vertikal
model WePower dengan jumlah enam memvariasikan kemiringan sudut 25°, 30°,
35°, menggunakan lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s
dan 4 m/s. Dengan memvariasikan kemiringan sudut, lebar sudu dan kecepatan
angin diharapkan bisa mendapatkan puncak ideal dari unjuk kerja kincir tersebut.
Seperti yang telah diketahui bahwa kincir angin berfungsi mengkonversi energi
kinetik dari angin, sudu-sudu kincir mengubah energi tersebut menjadi energi
mekanik kemudian dihubungkan dengan generator menjadi energi listrik yang
dapat digunakan untuk berbagai keperluan manusia contohnya untuk keperluan
penerangan, kebutuhan rumah tangga, pertanian, penggilingan dan kebutuhan-
kebutuhan lainnya.
Dalam penelitian ini, kincir angin poros vertikal model WePower
diberikan pembebanan menggunakan bola lampu 10 watt dengan susunan seri
sebanyak 21 bola lampu. Pembebanan ini bertujuan untuk memperoleh data
ampere, volt dan rpm.
Kemudian untuk memperoleh nilai daya angin ( ) menggunakan
persamaan (5), untuk memperoleh nilai daya listrik ( ) menggunakan
persmaan (6), untuk memperoleh nilai tip speed ratio (tsr) menggunakan
persamaan (7) dan untuk mencari nilai koefisien daya ( ) menggunakan
Persamaan (8) yang terlihat pada sub Bab 2.5.1.
Dari hasil penelitian kincir angin poros vertikal model WePower dengan
memvariasikan tiga jenis kemiringan sudut 25°, 30°, 35°, menggunakan lebar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
91
sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s. Dapat dilihat
pengaruh kemiringan sudut, lebar sudu dan kecepatan angin terhadap unjuk kerja
kincir angin poros vertikal model WePower yang maksimal, yaitu kincir angin
dengan kemiringan sudut 25° menggunakan lebar sudu 14 cm dengan kecepatan
angin 4 m/s memperoleh daya listrik ( ) 2,8 watt, putaran poros ideal 122,4
dan koefisien daya ( ) maksimal 15,4 %, tip speed ratio (tsr) sebesar 0,55.
Dari Grafik Betz Limit diketahui bahwa koefisien daya kincir angin jenis
poros vertikal WePower tertinggi adalah 31%, namun pada penelitian ini koefisien
daya yang diperoleh sebesar 15, 4 %, jika kita bandingkan dengan Betz Limit
koefisien daya belum cukup maksimal tetapi jika dilihat dari ketiga jenis variasi
yang digunakan yaitu kemiringan sudut 25°, 30°, 35°, menggunakan lebar sudu 14
cm, 17 cm, 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s kincir angin variasi
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 25 cm dan kecepatan angin 4 m/s yang
menghasilkan koefisien daya maksimal yaitu sebesar 15,4 %, sebenarnya
koefisien daya yang dihasilkan bisa lebih dari 15,4 % karena mempertimbangkan,
tidak 100 % sapuan angin yang bisa masuk ke permukaan kincir serta berat kincir
juga mempengaruhi putaran poros kincir yang diteliti.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
92
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian terhadap kincir angin poros vertikal model WePower
yang telah dilakukan dengan menggunakan kincir angin dengan jumlah sudu 6,
variasi kemiringan sudut 25°, 30°, 35°, lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm,
kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s. Serta perhitungan–perhitungan yang telah
diperoleh maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :
1. Telah berhasil dibuat dan digunakan dalam penelitian kincir angin
poros vertikal model WePower dengan jumlah sudu 6, berbahan
pipa PVC 8 inci, luas frontal (60 x 45) cm².
2. Dari hasil data yang diperoleh, hasil penelitian menunjukkan
bahwa kincir angin dengan kemiringan sudut 25° menggunakan
lebar sudu 14 cm, kecepatan angin 4 m/s menghasilkan Koefisien
Daya ( ) maksimal sebesar 15,4 %, tip speed ratio (tsr) sebesar
0,55.
3. Dari ketiga jenis variasi yang digunakan yaitu, kemiringan sudut
25°, 30°, 35°, menggunakan lebar sudu 14 cm, 17 cm, 19 cm,
kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s. Ternyata kincir angin
menggunakan lebar sudu 14 cm, kemiringan sudut 25°, dan
kecepatan angin 4 m/s yang terbaik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
93
5.2 Saran
Setelah dilakukan penelitian kincir angin poros vertikal model WePower
ini, ada beberapa hal yang menjadi saran untuk penelitian selanjutnya antara lain :
1. Bisa dilakukan penelitian lebih lanjut, menggunakan bahan yang
lebih ringan dari pipa PVC.
2. Untuk penelitian lebih lanjut khusus untuk kincir angin poros
vertikal model WePower lebih memperhatikan presisi kemiringan
setiap sudu agar tetap sama kemiringannya sehingga menghasilkan
data yang akurat.
3. Untuk penelitian selanjutnya jika masih menggunakan sudu dan
kemiringan sudut yang sama bisa ditambah pengarah datangnya
angin untuk mendapat sapuan angin yang terpusat pada kincir.
4. Tidak lupa untuk penelitian selanjutnya memperhatikan bantalan
kincir jika keausan dikasi oli atau diganti dengan yang baru, jika
tidak diperhatikan bantalan bisa mempengarui lajunya putaran
kincir.
5. Untuk pembatas sudu kincir usahakan menggunakan triplek yang
rata (tidak melengkung atau cembung) untuk menggurangi angin
yang masuk ke celah sudu tidak banyak terbung percuma.
6. Dalam penelitian ini peneliti hanya sendiri, usahakan dalam
penelitian selanjutnya 2-3 orang, karena kalau sendiri peneliti
merasa cukup kerepotan dalam pengambilan data-data yang
dibutuhkan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
94
DAFTAR PUSTAKA
A. Bagus Prasetyo Nugroho. Unjuk Kerja Kincir Angin “Wepower” Sudu Pipa
PVC Dengan Variasi Kemiringan Sudu, Tugas Akhir, Program Studi Teknik
Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2013, Diakses : 1 November 2015.
Bungaran, Saragih. 200 1a. Suara Dari Bogor: Membangun Sistem Agribisnis,
Yayasan USESE. Bogor.
Dr. Steven Ackerman (1995). Sea and Land Breezes, University of Wisconsin.
Diakses tanggal 2006-10-24.
Dimas Citra Manggala Yuda. Unjuk Kerja Model Kincir Angin American Multi-
Blade Berbahan Aluminium dua belas sudu Dengan Tiga Variasi, Tugas
Akhir , Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2013, Diakses : 13 November
2015.
JetStream: An Online School For Weather (2008). The Sea Breeze, National
Waether Service. Diakses tanggal 200610-24.
KADIR, Abdul. Energi : sumberdaya, inovasi, tenaga listrik, potensi
ekonomi/Abdul Kadir, - Cet. I, Edisi ke - tiga/Revisi – Jakarta :
Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press), 2005. Diakses tanggal : 09
November 2015.
Nanang Okta Viyanto, S.T. http://www.alpensteel.com/article/116-103-energi-
angin--wind-turbine--wind-mill/2821--metode-dan-aplikasi-penerapan-
energi-angin.,Diakses : 30 Oktober 2015, pukul : 01.43 wib.
Pudjanarsa, Astu dan Nursuhud, Djati, 2008, Mesin Konversi energy, edisi ke – 2,
Penerbit ANDI : Yogyakarta.
Yosef Cafasso Amara Sekar Prabhadhanu, Unjuk Kerja Kincir Angin Poros
Vertikal Model WePower, Tugas Alkhir, Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta,
2016. Diakses : 14 April 2016.
Yulius Hendra Fajar Pramono. Unjuk Kerja Kincir Angin Propeler Tiga Sudu
Berbahan Dasar Kayu Berlapis Plat Seng Dengan Sudu-sudu Dari
Belahan Dinding Silinder, Tugas Akhir, Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta,
2015. Diakses : 07 November 2015.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
95
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
96
LAMPIRAN I
GRAFIK
I. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 25°, lebar sudu
14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan daya listrik ( ) dan putaran poros (rpm).
1. Grafik Hubungan antara ( dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
2,86
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
2,13
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
97
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik Hubungan antara ( dan putaran poros (tsr), kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
1,60
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
5,15
0
1
2
3
4
5
6
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Ke
ofi
sie
n D
aya
(Cp
)%
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
98
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (tsr), kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (tsr), kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
10,5
0
2
4
6
8
10
12
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
15,4
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
99
II. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
2,80
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
2,18
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
100
3. Grafik hubungan antara ( ) terhadap putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 14 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
0
1,59
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
5,05
0
1
2
3
4
5
6
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
101
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 14 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 14 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
10,8
0
2
4
6
8
10
12
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
15,3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
102
III. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 35°,lebar sudu
14 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
2,3
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
1,83
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
103
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 14 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 14 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
1,36
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
4,13
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 0,2 0,4 0,6
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
104
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 14 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 14 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
9,08
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
13,1
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
105
IV. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 25°, lebar sudu
17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringaan sudut 25°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
2,27
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
1,93
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
106
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
1,48
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
4,09
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
107
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
9,55
0
2
4
6
8
10
12
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
14,2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
108
V. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 30°, lebar sudu
17 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4m/s.
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Gambar hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
2,25
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
1,84
0
0,5
1
1,5
2
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
109
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
1,41
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
putaran poros (rpm)
4,04
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 0,2 0,4 0,6
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
110
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
9,12
0
2
4
6
8
10
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
13,6
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
111
VI. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 35°, lebar sudu
17 cm, kecepatan angin 7m/s, 5 m/s dan 4m/s.
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
1,94
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
1,69
0
0,5
1
1,5
2
0 50 100 150 200
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
112
3. Gambar hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 17 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
1,29
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
3,50
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 0,2 0,4 0,6
CP
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
113
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 17 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
8,38
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
12,5
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
114
VII. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 25°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
1,14
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
0,89
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
115
3. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm), kemiringan
sudut 25°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Gambar hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
0,84
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
2,06
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
116
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 25°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
4,4
0
1
2
3
4
5
0 0,2 0,4 0,6
Cp
tsr
8,10
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0,2 0,4 0,6 0,8
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
117
VIII. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 165°, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
0,71
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
0,58
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 50 100 150
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
118
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 30°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
0,52
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 20 40 60 80 100
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
1,29
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,1 0,2 0,3 0,4
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
119
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 30°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
2,90
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Cp
tsr
5,04
0
1
2
3
4
5
6
0 0,2 0,4 0,6
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
120
IX. Grafik kincir dengan jumlah sudu 6 kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 19 cm, kecepatan angin 7 m/s, 5 m/s dan 4 m/s.
A. Grafik hubungan antara dan putaran poros (rpm)
1. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 7
m/s.
2. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 5
m/s.
0,13
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0 20 40 60
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
0,73
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 20 40 60
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (rpm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
121
3. Grafik hubungan antara ( ) dan putaran poros (rpm),
kemiringan sudut 35°, lebar sudu 19 cm, dan kecepatan angin 4
m/s.
B. Grafik hubungan antara dan tsr
1. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 7 m/s.
0,07
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0 20 40 60
Po
ut
(Wat
t)
Putaran poros (Watt)
0,23
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0 0,05 0,1 0,15 0,2
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
122
2. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 5 m/s.
3. Grafik hubungan antara dan tsr, kemiringan sudut 35°, lebar
sudu 19 cm, dan kecepatan angin 4 m/s.
3,62
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 0,1 0,2 0,3
Cp
tsr
0,68
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,1 0,2 0,3 0,4
Cp
tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
123
LAMPIRAN II
Gambar
Gambar 1. Sudu kincir yang digunakan dengan ukuran 100°, 130° dan 165°
Gambar 2. Sudu yang sudah dipasang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
124
Gambar 3. Posisi sudu kincir
Gambar 4. Kincir yang sudah jadi dengan frontal
(60 x 45) cm²
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
125
Gambar 5. Kincir angin yang sudah jadi dipasangkan persis di depan fan blower
Gambar 6. Kincir angin yang sudah dihubungkan kelampu pembebanan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
126
Gambar 7. Penyangga pembatas kincir angin
Gambar 8. Tipe motor fan blower yang digunakan
Gambar 9. Tipe fan blower yang digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI