BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia merupakan negara yang kaya akan segala potensi sumberdaya alamnya, baik yang berasal dari hasil tambang, minyak bumi, gas, air, sinar matahari dan udara. Namun pemanfaatan sumberdaya alam sebagai sumber energi masih berorientasi terhadap pemanfaatan sumber energi dari bahan bakar fosil. Selain menimbulkan permasalahan lingkungan, bahan bakar fosil tidak dapat digunakan secara berkelanjutan karena suatu saat bahan bakar tersebut akan habis. Salah satu energi terbarukan dan ramah lingkungan yang berpotensi untuk dikembangkan adalah energi angin. Angin dengan jumlah yang berlimpah dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi alternatif selain dari sumber energi berbahan bakar fosil. Selain jumlahnya yang berlimpah, pemanfaatan angin sebagai sumber energi alternatif merupakan sumber energi yang ramah lingkungan dan dapat diperbaharui. Dengan topografi Indonesia yang memiliki garis pantai terpanjang ke empat di dunia, hal ini merupakan potensi besar untuk dilakukan pemanfaatan dan pengembangan energi angin. Sebagai salah satu negara yang belum banyak memanfaatkan energi angin untuk pembangkit listrik, hal ini dikarenakan karakteristik angin di Indonesia yang cenderung berkecepatan rendah dengan rata-rata sekitar 3 m/s sampai 12 m/s. Namun, karakteristik kecepatan angin yang rendah tersebut masih dapat dimanfaatkan dengan menggunakan turbin angin kecepatan rendah berskala kecil dengan bilah berdiameter 1m-3m (Buhl, 2009). Dengan desain dan konstuksi yang sesuai maka energi angin tersebut dapat dimanfaatkan dengan optimal sehingga dapat diterapkan di seluruh wilayah garis pantai di Indonesia. Energi angin merupakan faktor yang sangat penting dalam membangun wind farm. Target lokasi pembangunan wind farm sebaiknya memiliki laporan tahunan kecepatan angin, dengan nilai kecepatan minimum ± 11-13 mph (American Wind Energy Association, 2000). Bila data ini tidak ada dapat menggunakan data laporan tahunan kecepatan angin pada daerah sekitar. Dalam pemanfaatan energi angin diperlukan turbin angin sebagai alat pengkonversi dari energi angin ke energi listrik atau mekanik untuk keperluan lain. Seiring dengan berkembangnya teknologi, turbin angin mulai banyak digunakan sebagai pembangkit listrik. Namun dalam penerapannya, teknologi tersebut belum dapat diterapkan secara optimal seperti Pembangkit Listrik Tenaga Air maupun Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Pemanfaatan turbin angin terus berkembang mengingat di masa mendatang manusia akan terus mencari energi alternatif lainnya, selain itu bahan bakar fosil tidak dapat dimanfaatkan secara terus menerus dan semakin lama akan habis. Turbin angin dikelompokkan menjadi dua jenis berdasarkan arah orientasi porosnya, yaitu Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) dan Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT). Dua jenis turbin angin ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masingmasing (Jha, 2011). Selain dipengaruhi oleh jenis turbin, dalam memanfaatkan energi angin juga dipengaruhi oleh berbagai faktor. Salah satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah perancangan bilah untuk turbin angin yang meliputi ukuran (jari-jari rotor), penampang airfoil, panjang chord, dan sudut pitch bilah (Piggot, 2001). Desain turbin angin telah banyak dikembangkan guna menambah efisiensi dan memaksimalisasi proses konversi energi. Tentunya desain turbin angin tersebut dirancang untuk kebutuhan tertentu pada penggunaannya. Pada proposal ini dirancang dan didesain turbin angin yang disesuaikan dengan kondisi kecepatan angin di Indonesia untuk kebutuhan efisiensi penangkapan angin yang maksimum, sehingga dengan menggunakan
1
kolektor pada desain kincir angin ini diharapkan dapat memaksimalkan tangkapan angin dalam jumlah yang banyak. Pada proposal ini kami juga berusaha membuat desain turbin angin yang disesuaikan dengan kondisi kecepatan angin di Indonesia dan tahan terhadap kondisi cuaca buruk, dengan memperhatikan faktor-faktor yang telah dipaparkan. Bahan utama untuk pembuatan sudu pada desain turbin angin “Wind Turbine Collector Portable” kami memakai bahan fiberglass dengan rangka besi ditengahnya sebagai bahan penyusun sudu atau rotor. Kami menggunakan bahan fiberglass sebagai sudu karena bahan tersebut sangat kuat dan ringan sehingga turbin dapat berputar dengan maksimal. Dengan adanya tambahan desain kolektor pada bagian utama kincir angin dapat menangkap angin dalam jumlah yang banyak karena pergerakan angin yang dipusatkan dan mencorong pada satu titik. Desain sudu yang digunakan dari bahan fiberglass diharapkan dapat berputar maksimal, dengan bobot fiberglass yang tidak begitu berat yang dapat dikombinasikan pula dengan besi sebagai kerangka. Bahan fiberglass dengan desain yang telah dirancang dapat meringankan beban sudu sehingga dapat berputar lebih kencang. Teknologi kincir angin yang telah ada hingga saat ini yaitu kincir angin dengan desain yang besar dan masih banyak yang belum dapat dipindah dari satu tempat ke tempat lainnya dengan mudah. Oleh karena itu, kami mendesain kincir angin dengan tower yang dapat dengan mudah dipindahkan, sehingga tidak digunakan desain pondasi. Pada desain yang telah dirancang digunakan empat tiang penyangga untuk mempermudah penegakan tower. Sehingga kincir angin portable ini dapat dipindahtempatkan dari satu tempat ke tempat lainnya dengan mudah dan efisien waktu. 1.2. Tujuan dan Manfaat 1.2.1. Tujuan Perancangan dan desain kincir angin portable ini bertujuan untuk: 1. Untuk mendapatkan jenis, bahan, dan desain kincir angin yang sesuai untuk pemanfaatan energi angin di Indonesia. 2. Untuk dapat mengkonversi energi angin menjadi energi listrik. 3. Untuk dapat mendapatkan daya sebesar mungkin dengan pemilihan desain wind turbin yang tepat. 1.2.2. Manfaat Manfaat perancangan dan desain kincir angin portable ini adalah: 1. Dapat diketahui jenis, bahan, dan desain kincir angin yang sesuai untuk pemanfaatan energi angin di Indonesia. 2. Dapat memanfaatkan energi angin di Indonesia yang selama ini masih kurang dalam penerapannnya. 3. Dapat menghasilkan energi listrik dari pengkonversian energi angin. Sehingga dapat bermanfaat bagi masyarakat sekitar.
.
2
BAB II DASAR PEMILIHAN JENIS TURBIN DAN KOMPONEN SISTEM 2.1. Dasar Pemilihan Jenis Turbin Dalam perancangan desain turbin angin ini, digunakan jenis turbin Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT). Pemilihan jenis turbin Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) didasarkan untuk mempermudah gerak angin mencorong menuju titik pusat kincir. Kelebihan jenis tersebut adalah poros sudu atau rotor utama dan generator listrik Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) berada di puncak tiang penyangga sehingga dapat menangkap angin dalam jumlah maksimal yaitu dengan posisi sudu atau rotor utama dan generator berada beberapa meter di atas tanah. 2.2. Dasar Komponen Sistem a) Komponen Sudu Bahan utama sudu terbuat dari fiberglass dengan rangka besi pada bagian dalamnya. Kedua bahan tersebut dikombinasikan untuk memperkuat rangka pembentukan sudu. Selain itu, pemilihan bahan fiberglass sebagai komponen utama pembentuk sudu ialah karena bahannya yang ringan dan dapat dikombinasikan dengan besi sebagai penguat rangka, sehingga diharapkan sudu dapat berputar dengan maksimal Pada perancangan ini digunakan 5 buah sudu, yang bertujuan untuk memaksimalkan tangkapan angin. Pemilihan jumlah 5 sudu tersebut disesuaikan dengan kondisi rata-rata kecepatan angin di wilayah pantai di Indonesia yang rata-rata kecepatannya 3m/s–7m/s. Hal ini dikarenakan rated wind speed-nya tercapai pada putaran rotor dengan jumlah banyak (5 sudu) dan kecepatan angin yang tidak terlalu tinggi. Desain kami menggunakan sudu dengan bagian tengah- bagian yang berada pada poros- datar dan ujung sudu membentuk lengkungan setengah lingkaran sehingga gaya dorong dan gaya angkat yang diberikan oleh angin dapat maksimal. Penerapan lengkungan ini juga bertujuan untuk memperbesar paparan angin terhadap sudu dan memperbesar gaya angkat yang diberikan oleh angin. Luasan sudu yang lebih besar juga dapat bermanfaat pada kasus kecepatan angin yang rendah. Dimana lebih besar luas penampang sudu maka semakin banyak angin yang di terima dan semakin besar gaya angkat yang terjadi. Sehingga pada perancangan kami menggunakan 5 buah sudu yang disesuaikan dengan keliling lingkaran, yang bertujuan untuk memaksimalkan jumlah tangkapan angin yang diterima oleh sudu. b) Kompenen Rumah Transmisi Sistem transmisi yang digunakan pada perancangan ini terdiri dari 4 bagian utama, yaitu ada main shaft, main bearing, gear box, dan generator. Sistem transmisi ini di tempatkan dalam suatu rumah transmisi yang bagian atapnya terbuat dari fiber, dengan alas penopangnya terbuat dari kayu dan penutup samping rumah transmisi terbuat dari besi. Pemilihan fiber sebagai bahan pada bagian atap rumah transmisi tersebut bertujuan untuk menghindari panas, mencegah terjadinya kerusakan dini akibat cuaca maupun gangguan hewan pada generator yang ditempatkan di dalam Rumah Transmisi. Sedangkan bahan kayu sebagai alas dipilih untuk mencegah terjadinya pemuaian akibat panas, hal tersebut karena generator yang akan ditempatkan diatas kayu tersebut dapat menghasilkan panas.
3
Penutup Sistem Transmisi berbahan dasar besi. Bahan besi tersebut dipilih untuk mencegah terjadinya kerusakan bagian dalam generator akibat factor gangguan dari luar, seperti jika terjadi hujan dan gangguan oleh hewan. c)
Komponen Generator
Generator yang digunakan adalah generator DC dengan perputaran maksimal 2000rpm, arus maksimal 500W dan tegangan maksimal 12V. Digunakannya generator 2000rpm karena penggunaan transmisi dengan perbandingan 1:3. Dengan asumsi ketika angin dengan kecepatan minimum rata-rata yaitu 4 m/s maka generator yang dihasilkan mencapai 1221,82 rpm. Sedangkan kecepatan angin maksimum dapat mencapai 8,7 m/s, sehingga generator yang dihasilkan dapat mencapai maksimum 1993,1 rpm. d) Komponen Kolektor Kolektor berbahan dasar fiberglass yang telah dibentuk sesuai desain dengan bentuk yang mencorong guna penangkapan angin yang lebih maksimal. Bahan fiberglass dipilih karena masih memiliki fleksibilas sehingga dapat memungkinkan pergerakan untuk penangkapan angina yang mengikuti arah putaran angin. Selain itu, fiberglass dipilih untuk mencegah terjadinya pemuaian ketika panas diterima oleh kolektor yang ditempatkan diatas tower. e) Sistem Kendali Pergerakan angin yang tidak konstan membutuhkan alat yang bernama kontroler. Kontroler yang digunakan adalah MPPT (Maximum Power Poin Tracking). MPPT merupakan sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel photovoltaic (PV) sehingga panel photovoltaic bisa menghasilkan power maksimum. MPPT berfungsi untuk mengontrol arus dan tegangan yang masuk serta arus dan tegangan yang keluar. MPPT dihubungan dengan generator DC, beban ( Berupa lampu DC 10W), dan baterai. Ketika baterai kosong MPPT akan secara otomatis menyalurkan daya dari generator ke batrai, ketika baterai penuh maka daya yang masuk dari generator akan disalurkan pada beban. Pada kincir angin kami memakai MPPT dengan tegangan input kisaran tegangan 14-28V, atau 24-60V, dan arus debesar 300W, 500W atau 1000W. Sedangkan output maksimalnya sebesar 500W dan 60V. f) Transmisi Transmisi yang kami gunakan adalah gear yang terbuat dari logam. Perbandingan antara shaft speed dan perputaran generator adalah 3:1. Artinya pada perputran 1x shaft speed terjadi 3x perputaran pada generator. Pemakaian perbandingan 3:1 dikarenakan generator yang kami gunakan memiliki peputaran maksimal 2000 rpm. Diasumsikan jika Vmax yang akan terjadi adalah 8,7m/s dan Vmin yang terjadi adalah 4m/s, maka dapat dilihat tabel sebagai berikut : Tabel 1.Transmisi Asumsi Kecpatan Vmin Vmax
Kecepatan (V) 4 m/s 8,7 m/s
Shaft Speed 76,364 rpm 664,367 rpm
Peputaran Generator 1221,82 rpm 1993,1 rpm
g) Ekor Ekor berfungsi sebagai pembelok turbin angin, sehingga kolektor dan turbin angin akan mengikut arah datangnya angin. Ekor yang kami gunakan terbuat dari plastik yang
4
kaku dengan luas 2 meter. Pemilihan luas 2 meter dikarenakan adanya kolektor yang besar sehingga harus dimbangi dengan ekor yang besar pula. h) Baterai Baterai yang kami gunakan adalah 3 Deep Cycle Battery 110Ah 12V dengan ukuran P x L x T adalah 30,4 x 16,5 x 20,8 cm. Baterai deep-cycle dirancang teratur untuk menjangkau sebagian besar kemampuannya. i) Komponen Tower Tower di desain dengan menggunakan empat kaki penyangga. Adapun empat kaki penyangga tersebut dibuat untuk mempermudah apabila ingin dilakukan pemindahan wind turbine dari suatu tempat ke tempat lainnya. Bahan utama kaki penyangga tower terbuat dari pipa besi, guna menyangga tower agar dapat menopang lebih kuat. Selain itu, dipasang dua kerangka besi pejal yang menyilang diantara keempat kaki tersebut untuk menopang berdirinya besi lebih maksimal dan dapat di lepas. Pada bagian tower desain Wind Turbine Collector Portable ini tidak digunakan pondasi, hal tersebut untuk mempermudah pemindahan alat dari satu tempat ke tempat lainnya
5
BAB III PERANCANGAN DESAIN DAN PEMBUATAN KOMPONEN SISTEM 3.1. Perancangan dan Perhitungan Turbin Angin 3.1.1. Perancangan Desain Turbin Angin Desain kincir angin dibuat dengan perangkat lunak AutoCad 2007. Turbin dirancang dengan desain tambahan berupa kolektor yang terbuat dari fiberglass yang berfungsi untuk memaksimalisasi penangkapan angina. Selain itu, posisi rotor dan generator berada beberapa meter diatas tanah, tepatnya diatas tower. Sehingga disebut juga dengan Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT).
3.1.2. Perhitungan Desain Daya Mekanik yang dihasilkan oleh turbin angin adalah sebagai berikut : Dimana : P = Daya mekanik (Watt) Cp = Power Coefficient (0,25) – diambil lebih rendah dari Cp maksimum pada grafik Cp vs Tip Speed Ratio (Energy Primer : Solar,Water, Wind and Biofuels, hal. 126) ρ = Massa jenis udara kering = 1,221 kg/m3cara mencari massa jenis udara kering sebagai berikut :
6
P = 1 atm (tekanan atmosfer standar) = 1,01325 x 105 Pa R = 287 J/kg.K T = misal diambil 25 oC = 273,15 + 25 = 298,15 K
1,01325 x10 5 P = = 1,221 kg/m3 ρ= RT 287 x 298,15 v = kecepatan angin dalam m/s r = jari-jari turbin angin dalam meter π = 3,1415926535…. Karena pada sebuah sistem transmisi serta generator tidaklah mungkin memiliki efisiensi 100%, maka diasumsikan bahwa efisiensi transmisi sekitar 80% dan efisiensi generator 90%. Maka dengan memasukkan variabel-variabel diatas didapatkan persamaan untuk penghitungan daya teoritis adalah sebagai berikut :
P=
1 .Cp.ρ .v 3 .π .r 2 .η transmisi .η generator 2
P = 0,34505. v3 . r2 Dari persamaan diatas dapat dihitung daya teoritis keluaran Turbin Angin dengan variasi jari-jari sudu dan variasi kecepatan angin. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel dan grafik berikut jika menggunakan jari-jari (r) 0,5 meter: Tabel 2. Daya No.
V (m/s)
Daya (Watt)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0,086 0,69 2,329 5,521 10,783 18,633 29,588 44,166 62,885 86,263
Dengan asumsi bahwa masa aktif turbin angin adalah 18 jam per hari, dari data diatas dapat disimpulkan bahwa jika jari-jari sudu yang digunakan 0,5 meter pada kecepatan angin 4 m/s dapat dihasilkan 99,378 Watt.hour/day, pada kecepatan angin 4,5 m/s dihasilkan 141,498 Watt.hour/day, pada kecepatan angin 5 m/s dihasilkan 194,094 Watt.hour/day, dan pada kecepatan angin 5,5 m/s dihasilkan 258,336 Watt.hour/day. Daya yang dihasilkan oleh kincir angin setiap harinya di Pantai Baru yang merupakan lokasi pemasangan kincir angin dengan kecepatan angin rata-rata antara 4 m/s sampai dengan 5,5 m/s dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 3. Total Daya per Hari Kecepatan Angin Daya (m/s) (Watt)
Daya per Hari (Watt.hour/day)
4
5,521
99,378
4,5
7,861
141,498
7
5
10,783
194,094
5,5
14,352
258,336
Berikut adalah perhitungan untuk menentukan shaft speed (rpm) dan torsinya:
Shaftspeed =
60.λ .v π .D
Dimana : λ = Tip Speed Ratio v = Kecepatan Angin (m/s) π = 3,14 D = Diameter Sudu Kincir (m) Sedangkan untuk mendapatkan Tip Speed Ratio persamaannya sebagai berikut ini :
B=
80
λ2 80 λ= B Dimana B adalah jumlah sudu turbin angin. Pada perhitungan ini turbin angin yang akan dibuat menggunakan sudu dengan jumlah 5 buah. Sehingga perhitungannya sebagai berikut :
80 B 80 λ= 5 λ = 16 λ=4
λ=
Shaftspeed =
60.λ .v π .D
Shaftspeed =
60.4.v π .D
Shaftspeed = 76,364
v D
Tabel 4. Shaft Speed Kecepatan Angin
Shaft Speed (rpm)
4
305,456
4,5
343,638
5
381,82
5,5
420,002
8
Perhitungan Torsi kincir angin adalah sebagai berikut:
T=
P
ω
=
P πDN
Dimana : T = torsi (N) ω = kecepatan sudut D = diameter turbin angin N = jumlah putaran per sekon Dengan memasukkan persamaaaan daya maka diperoleh persaman torsi sebagai berikut : Untuk memperkirakan Starting Torque (Torsi awal) dipergunakan persamaan sebagai berikut :
Torque =
v 2 .r 3
λ
Dimana : λ = Tip speed ratio desain v = Kecepatan angin (m/s) D = Diameter sudu kincir (meter) r = Jari-jari sudu kincir (meter) Hasil perhitungannya sebagai berikut : Tabel 5. Torsi Kincir Angin Kecepatan Angin (m/s)
Torsi (N)
4
0,50
4,5
0,63
5
0,78
5,5
0,94
3.2. Desain dan Pembuatan Komponen Sistem Kincir Angin 3.2.1. Sudu Desain sudu berbahan fiberglass dengan komponen besi di dalamnya dapat dilihat pada gambar.
9
Gambar 1.1. Sudu Keterangan : g = 20 cm h = 40 cm Pembuatan komponen sudu dapat dilihat pada diagram alir berikut:
•
•
•
Sudu dibuat dari fiberglass yang telah dikombinasikan dengan resin dengan terlebih dahulu membentuk rangka seperti bentuk yang diinginkan, yaitu setengah lingkaran. Sudu yang terbuat dari lapisan fiberglass tersebut kemudian disisipkan komponen besi sebagai rangka dasar yang diletakkan di bagian belakang fiberglass. Sudu di pasang pada komponen utama kincir angin yang diletakkan diatas tower.
10
3.2.2. Transmisi Desain transmisi dapat dilihat pada gambar.
Gambar 1.2. Transmisi Keterangan: Gear yang digunakan dengan perbandingan 3:1 Pembuatan transmisi dapat dilihat pada diagram alir berikut :
Sistem transmisi yang digunakan pada perancangan ini terdiri dari 4 bagian utama, yaitu ada main shaft, main bearing, gear box, dan generator. Sistem transmisi ini di tempatkan dalam suatu rumah transmisi yang bagian atapnya terbuat dari fiberglass, dengan alas penopangnya terbuat dari kayu dan penutup samping rumah transmisi terbuat dari besi. Perbandingan antara perputaran turbin dengan generator adalah 1 : 3.
3.2.3. Kolektor Desain kolektor terlihat seperti pada gambar.
11
Gambar 1.3. Kolektor Keterangan : k = 50 cm l = 100 cm m = 200 cm
Pembuatan kolektor dapat dilihat pada diagram alir berikut:
12
Kolektor terbuat dari bahan fiberglass yang telah dicampur dengan resin. • Fiberglass dibentuk pada kerangka seperti yang dirancang pada desain. • Fiberglass kemudian dilakukan pencampuran dengan resin dan bahan lainnya sehingga dapat membentuk kerangka kolektor dengan menggunakan besi sebagai rangka sementara. • Kolektor kemudian dipasang pada bagian utama kincir angina yaitu sudu dan rotor.
3.2.4. Generator Generator dapat dilihat seperti pada gambar.
Gambar 1.4. Generator •
Spesifikasi generator: Generator yang digunakan yaitu generator DC dengan perputaran maksimal 2000 rpm. Tegangan yang dihasilkan yaitu 6 hingga 120 volt. Arus yang dihasilkan yaitu maksimal 500 watt.
13
3.2.5. Tower dan Pondasi Tower dan Pondasi dapat dilihat seperti pada gambar.
Gambar 1.5. Tower dan Pondasi Keterangan : q = 50 cm r = 412 cm s = 400 cm
Pembuatan tower dapat dilihat pada diagram alir berikut:
14
Tower terbuat dari kerangka besi silinder. Tower dibuat dengan dua kerangka utama. Bagian kerangka paling atas didesain untuk pemasangan kabel. Bagian bawah tower didesain untuk menegakkan rotor dan generator. Pada bagian bawah tower dipasang dua kerangka besi pejal sebagai penghubung antar empat tower dengan bentuk menyilang. Dua kerangka besi pejal tersebut juga berfungsi sebagai pemberat agar tidak goyah terpapar angin dan dua kerangka besi pejal tersebut dapat di lepas jika ingin memindahkan kincir angin.
3.2.6. Sistem Kendali Sistem Kendali dapat dilihat seperti pada gambar.
Gambar 1.6. Sistem kendali Kontroler yang digunakan adalah MPPT (Maximum Power Poin Tracking). MPPT merupakan sebuah sistem elektronik yang dioperasikan pada sebuah panel photovoltaic (PV) sehingga panel photovoltaic bisa menghasilkan power maksimum. MPPT berfungsi untuk mengontrol arus dan tegangan yang masuk serta arus dan tegangan yang keluar. 3.2.7. Metode Pembuatan Komponen Metode yang digunakan adalah metode penelitian kuantitatif. Dengan mengkaji percobaan secara kuantitatif, pembuatan komponen turbin didasarkan pada pengolahan data-data yang diambil sebelum merancang turbin.
15
BAB IV REKAPITULASI BIAYA
Tabel 6. Komponen Kepala / Utama Kincir No. 1.
Bagian Kincir Rotor / Sudu, Kolektor, Rumah Transmisi
Bahan
Banyaknya
Biaya Persatuan (Rp.)
Biaya Total (Rp.)
Rangka besi (0.5 m)
5 batang
10.000
50.000
Fiber glass
7 m2
25.000
175.000
Resin bening
2 kg
75.000
150.000
Gel Coat
1 kg
60.000
60.000
Katalis
100 cc
10.000
10.000
Erosil
1 ons
15.000
15.000
Pigmen
1 ons
25.000
25.000
Mirror Glaze / Wax
1 kaleng
120.000
120.000
Besi pejal
2 batang
40.000
80.000
2.
Poros
Besi pejal silinder
1 unit
25.000
25.000
3.
Outer Ring
Ring besi dan gotri
1 set
25.000
25.000
4.
Generator
Generator
1 unit
1.000.000
1.000.000
5.
Transmisi
Gear dan besi silinder
1 set
200.000
200.000
6.
Ekor Batang
Alumunium siku (3m)
2 batang
76.000
76.000
7.
Ekor Kipas
Plastik
1 m2
25.000
25.000
8.
Mur, baut
Mur, baut
1 bungkus
25.000
25.000
9.
Kawat
Kawat
1 roll
20.000
20.000
10.
Kawat las
Kawat las
1 bungkus (5 kg)
125.000
125.000
11.
Lem besi dan kayu
alteco
5 bungkus
4.500
22.500
Total
Rp. 2.228.500, -
16
Tabel 7. Komponen Instrumentasi Bagian Kincir
No.
Bahan
Banyaknya
Biaya Persatuan (Rp.)
Biaya Total (Rp.)
1.
Kontroller
MPPT
1 unit
2.500.000
2.500.000
2.
Lampu DC 10W
Lampu DC 10W
1 unit
10.000
10.000
3.
Kontak listrik
Kontak listrik
1 unit
20.000
20.000
4.
Baterai
Batrai
3unit
500.000
1.500.000
5.
Kabel
Kabel
1 roll
250.000
250.000
6.
Timah
timah
1 roll
15.000
15.000
Total
Rp 4.295.000
Tabel 8. Komponen Penyangga atau Mekanis Bagian Kincir
No. 1.
Tower/ Kaki
Bahan Pipa Besi
Banyaknya
Biaya Persatuan (Rp.)
Biaya Total (Rp.)
4 batang
300.000
1.200.000
2 batang
34.000
68.000
1 unit
75.000
75.000
(6 m) 2.
3.
Tiang Penghubung kaki
Besi Pejal
Dudukan sebagai poros
Besi silinder (D= 50 cm dan tebal= 30cm)
(2 m)
Total
Rp. 1.343.000
Tabel 9. Biaya total keseluruhan No.
Nama Bagian
Biaya Total (Rp.)
1.
Komponen Kepala / Utama Kincir
2.228.500
2.
Komponen Instrumentasi
4.295.000
3.
Komponen Penyangga atau mekanis
1.343.000
Total
Rp. 7.866.500
17
BAB V PENUTUP
Indonesia merupakan salah satu Negara yang sangat berpotensi sumberdaya anginnya. Pemanfaatan energi angin menjadi konversi bentuk lainnya diperlukan kincir angin sebagai converter energi. Desain kincir angin telah mengalami perkembangan guna efisiensi dan meningkatkan kuantitas serta kualitas tangkapan angin. Wind Turbine Collector Portable didesain dan dirancang dengan model Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) dengan mempertimbangkan kondisi angin dan topografi di Indonesia. Dengan tambahan desain kolektor serta model portable yang dapat meningkatkan efisiensi pemindahan alat,“Wind Turbine Collector Portable” dirancang untuk tangkapan angin dengan kuantitas maksimum dan dapat diaplikasikan sesuai dengan topografi wilayah di Indonesia, terutama daerah pesisir pantai di Yogyakarta. Komponen utama pada bagian sudu kincir yang berjumlah 5 buah sudu ini adalah fiberglass dengan kerangka besi, untuk mempermudah dan mempercepat pergerakan sudu oleh angin. Dengan menggunakan 5 buah sudu, melalui perhitungan secara sistematis dapat dihasilkan Tip Speed Ratio sebesar 4 dan Shaft Speed sebesar 305,456 rpm. Pada desain tambahan kolektor yang juga berbahan utama fiberglass, tidak digunakan rangka besi agar mempermudah tangkapan angina melalui fleksibilitas gerak kolektor. Rumah transmisi dengan bahan utama pada atapnya yaitu fiberglass, pada bagian alasnya berbahan utama kayu, untuk mencegah terjadinya pemuaian dan korosif. Sedangkan untuk penutupnya berbahan besi untuk memperkuat penegakan rangka rumah transmisi. Pada rumah transmisi dirangkai gear dan generator dengan rpm 3000. Transmisi yang digunakan yaitu transmisi 1:3. Sedangkan generator yang digunakan yaitu generator dengan perputaran maksimal 2000 rpm. Tegangan yang dihasilkan yaitu 6 hingga 120 volt. Arus yang dihasilkan yaitu 400 sampai dengan 700 watt. Tower dan pondasi di desain dengan menggunakan empat kaki penyangga. Adapun empat kaki penyangga tersebut dibuat untuk mempermudah apabila ingin dilakukan pemindahan wind turbine dari suatu tempat ke tempat lainnya. Selain itu, tidak digunakan pondasi dalam desain Wind Turbine Collector ini untuk mempermudah pemindahan alat. Diantara keempat kaki penyangga yang terbuat dari bahan besi tersebut, dibuat kerangka penyangga menyilang antar kaki penyangga sebanyak dua batang yang terbuat dari bahan besi yang dapat dilepas. Sehingga dapat mempermudah pemindahan alat secara fleksibel.
18
DAFTAR PUSTAKA
American Wind Energy Association. 2000. Petunjuk Pemasangan dan Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin http://www.awea.org diakses pada 19 Oktober 2013 Daryanto, Y., F. A. Yohanes dan F. Hasim, 2005, Potensi, Peluang dan Tantangan Energi Angin di Indonesia, BPPT Tangerang. Buhl, M. 2009. Wind Turbine Airfoils. National renewable Energy Laboratory. [online] October 15, 2009. [cited: January 20, 2011] HTTP://WIND.NREL.GOV/AIRFOILS/. Jha, A.R. 2011. Wind Turbine Technology. New York : CRC Press, 2011. matsubi. 2008. 500W A grade micro grid tie inverter for home system MPPT function. http://www.kaskus.co.id/thread/5135c474e574b4f11c000002/500w--agrade-micro-grid-tie-inverter-for-home-system-mppt-function (diakses tanggal 20 Oktober 2013) Piggot, Hugh. 2001. Wind Power Workshop. s.l. : Centre for Alternative Technology Publication, 2001. Sutrisno, Joko. 2003. Energi Alternatif. Jakarta: Penerbit Erlangga. Windsun. 2011. Deep Cycle Battery FAQ. http://www .Windsun.com. (diakses tanggal 20 Oktober 2013)
19
