LAPORAN TUGAS AKHIR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penyediaan kebutuhan energi dewasa ini cukup kompleks, baik negara berkembang
maupun negara maju saling berlomba dalam memenuhi kebutuhan energi. Pengembangan dan riset untuk energi alternatif terus dilakukan demi mencapai energi yang murah, ramah lingkungan, mudah digunakan dan efisien.
Energi alternatif yang saat ini banyak dibicarakan adalah energi alternatif yang bisa menggantikan bahan bakar fosil, bukan hanya untuk kebutuhan sehari- hari namun juga untuk kebutuhan industri. Untuk kebutuhan industri terutama untuk pembangkitan listrik, bahan bakar fosil tergolong mahal, selain itu juga polusi yang dihasilkan sangat berbahaya bagi lingkungan. Oleh karena itu dibutuhkan energi yang lebih bersih dan lebih murah. Dalam hal industri pembangkitan, energi alternatif sudah mulai banyak digunakan, diantaranya energi panas bumi dan energi air. Sedangkan energi angin meskipun potensinya di Indonesia sangat besar, namun energi ini masih kurang optimal dimanfaatkan di Indonesia. Berbeda dengan energi alternatif yang lain. Pada tabel 1.1 dapat dilihat bahwa energi angin dan surya masih kurang dikembangkan di Indonesia. Tabel 1.1 Perkiraan penyedian energi listrik di Indonesia
Sumber Energi Batubara Gas Minyak Solar Panas Bumi Air Biomass Lain- lain (Surya, angin) Total
1990 MW Persen 1930 8.8 3530 16 2210 10 11020 50.1 170 0.8 2850 13 270 1.2 20 0.1 22000 100
2000 MW Persen 10750 28.4 7080 18.7 1950 5.2 9410 24.8 500 1.3 7720 20.4 290 0.8 160 0.4 37860 100
2010 MW Persen 28050 35.3 14760 21.5 320 0.5 4060 5.9 430 0.6 10310 15 460 0.7 370 0.5 68760 100
Sumber: http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1101089425&9
1
LAPORAN TUGAS AKHIR Teknik Konversi Energi
LAPORAN TUGAS AKHIR
Meskipun energi angin di Indonesia kurang mendapat perhatian, namun di dunia, total daya terpasang untuk energi ini sangat besar, mencapai 238.351 MW. Hal ini didorong
karena energi angin merupakan energi yang bebas polusi. Rincian dari total kapasitas terpasang dari energi angin di dunia dapat dilihat dari tabel 1.2 dan gambar 1.1. Tabel 1.2 Sepuluh negara dengan total kapasitas daya terpasang energi angin terbesar pada Desember 2011
Negara China USA Jerman Spanyol India Perancis Italia Inggris Kanada Portugal Negara Lain Total 10 Terbesar Total Dunia
Kapasitas (MW) 62733 46919 29060 21674 16084 6800 6747 6540 5265 4083 32446 205905 238.351
Persen 26.3 19.7 12.2 9.1 6.7 2.9 2.8 2.7 2.2 1.7 13.6 86.4 100
Sumber: GWEC - Global Wind Statistics 2011
Gambar 1.1 Sepuluh negara dengan total kapasitas daya terpasang energi angin terbesar pada Desember 2011 Sumber: GWEC – Global Wind Statistics2011
Karena pemanfaatan angin di Indonesia masih sangat kurang, maka perlu optimalisasi yang lebih untuk pemanfaatan energi angin ini. Salah satu pengembangan dari turbin angin 2
LAPORAN TUGAS AKHIR Teknik Konversi Energi
LAPORAN TUGAS AKHIR
ini adalah turbin vertikal, yakni turbin savonius dan turbin darrieus. Kedua turbin ini memiliki kekurangan dan kelebihan tersendiri. Kedua turbin ini memiliki kelebihan yang
cukup mencolok dibandingkan dengan turbin jenis horizontal. Perbedaan yang paling besar yakni turbin angin jenis vertikal ini dapat berputar tanpa memperhatikan arah angin. Untuk optimalisasi turbin savonius, dilakukan konfigurasi sudu yakni dengan perubahan sudut sudu.
Salah satu pilihan sudut sudu dengan efisiensi tertinggi yakni sudut 45 0 (Hussain, 2008) dan seluruh hasil perancangan dan pembuatan dapat dilihat pada tabel 1.3. Atas dasar tesebut, pada tugas akhir ini dilakukan perancangan dan pembuatan turbin angin jenis savonius
dengan sudut putar sudu 450. θ
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Af (m2) 1.296 1.295 1.291 1.285 1.276 1.266 1.253 1.237 1.220 1.201 1.180 1.158 1.134
Tabel 1.3 Tabel efisiensi turbin savonius dengan sudu diputar
As (m2) 0.648 0.676 0.704 0.732 0.759 0.785 0.810 0.834 0.856 0.877 0.896 0.913 0.929
D (m) 0.810 0.820 0.830 0.840 0.850 0.855 0.860 0.863 0.865 0.866 0.865 0.863 0.860
N ω Tf Ts Tavg o/p i/p η (%) (rpm) (rad/s) (Nm) (Nm) (Nm) (W) (W) 94.360 9.88 2.5300 1.2640 1.8970 18.74 73.2 25.60% 93.210 9.76 2.5380 1.3880 1.9630 19.16 74.26 25.80% 92.090 9.64 2.6510 1.4430 2.0470 19.73 75.31 26.20% 90.990 9.52 2.7152 1.9092 2.3122 22.01 75.99 28.96% 89.920 9.41 2.7201 2.0491 2.3846 22.44 76.82 29.21% 89.400 9.36 2.7281 2.1951 2.4616 23.05 77.57 29.72% 88.880 9.30 2.8115 2.2925 2.5520 23.74 77.72 30.55% 88.570 9.27 2.8407 2.5337 2.6872 24.89 78.02 31.90% 88.360 9.25 2.8788 2.7034 2.7911 25.82 78.17 33.03% 88.260 9.24 2.9128 2.8204 2.8666 26.49 78.25 33.85% 88.360 9.25 2.7891 2.6610 2.7251 25.2 78.17 32.24% 88.570 9.27 2.6010 2.5610 2.5810 23.92 78.02 30.66% 88.880 9.30 2.5855 2.1799 2.3827 22.16 77.65 28.54%
Sumber: Hussain M, 2008
1.2 Tujuan Tujuan dari pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Pembuatan dan pengujian turbin angin savonius dengan sudut sudu 450 2. Melakukan uij performansi turbin savonius 1.3 Rumusan Masalah Melakukan pembuatan turbin angin savonius dengan sudut sudu 450 serta pengujian performansi dari turbin tersebut. 3
LAPORAN TUGAS AKHIR Teknik Konversi Energi
LAPORAN TUGAS AKHIR
1.4 Batasan Masalah
Pada pembuatan ini akan dilakukan pembuatan turbin angin vertikal tipe savonius
dengan sudut sudu 450 serta perhitungan efisiensi dan daya poros turbin. Turbin dibuat
dengan spesifikasi:
Tinggi
= 0,7 m
Diameter
= 1,1 m
Jumlah sudu
= 2 buah sudu
Sudut putar sudu
= 450
1.5 METODOLOGI PEMBAHASAN
Metodologi yang akan dilakukan adalah: Metodologi yang akan dilakukan dalam ugas akhir ini adalah: 1
Studi pustaka Studi pustaka dilakukan dengan melakukan pencarian kajian yang lebih dalam mengenai turbin
savonius diantaranya dengan
handbook atau tugas akhir dari 2
membaca buku, artikel,
alumni Program Studi Teknik Konversi Energi
Penggalian ide Berdasarkan literatur yang dibaca, terutama dari jurnal ilmiah mengenai turbin savonius dengan sudut yang diputar, maka ditentukanlah pembuatan turbin savonius dengan sudut putar sudu 450
3
Perancangan alat Perancangan alat pertama- tama dilakukan dengan penentuan daya output yang diinginkan. Setelah perhitungan yang berdasarkan pada daya keluaran dari turbin, ditemukan luas sapuan dari turbin yang akan dibuat dan ditentukanlah tinggi dan diameter turbin berdasarkan luas sapuan tersebut. Tahap selanjutnya ditentukan tebal plat yang digunakan dan untuk membuat sudut putar sudu 450, digunakan software geometry expression dan menggunakan hukum trigonometri sebagai perhitungan untuk pembuatan pola dasar dari turbin yang akan dibuat (Nick Hasley, 2011)
4
Pembuatan alat Langkah ini dilakukan pembuatan alat yang telah didesain sebelumnya, yakni turbin savonius sudut sudu 450 dan memiliki tinggi 0,7 m serta diameter 1,1 m. Pembuatan 4
LAPORAN TUGAS AKHIR Teknik Konversi Energi
LAPORAN TUGAS AKHIR
dilakukan dengan pertama- tama membuat sudu, dilanjutkan dengan pembuatan serta dilakukan assembling pada akhir pembuatan. rangka,
5
Pengujian alat Turbin savonius yang telah selesai dibuat diuji di Pantai Cilauteren Kabupaten Garut dengan target kecepatan angin rendah yakni dibawah 6 m/s.
6
Analisa unjuk kerja turbin Unjuk kerja turbin dianalisa dengan melakukan pengambilan data dari turbin dengan
tujuan untuk mengetahui performa dari turbin savonius yang telah dibuat 7
Pembuatan laporan
5
LAPORAN TUGAS AKHIR Teknik Konversi Energi
