JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 7, No. 7, (2013) 1-6
1
Rancang Bangun Turbin Angin Vertikal Jenis Savonius dengan Variasi Profil Kurva Blade untuk Memperoleh Daya Maksimum Achmada Jaya Pradana, Dr. Gunawan Nugroho, ST. MT. dan Dr. Ir. Ali Musyafa’ M.Sc Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail:
[email protected],
[email protected] dan
[email protected]
Abstrak—Kinerja turbin angin vertikal tipe Savonius dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya adalah bentuk aerodinamis blade turbin. Salah satu variasi dari bentuk aerodinamis blade turbin angin adalah variasi profil kurva blade. Perubahan dari profil kurva blade akan mempengaruhi besar momen inersia dan gaya drag (hambat) yang dialami oleh turbin angin. Dengan kombinasi yang tepat antara besar momen inersia dan gaya drag (hambat) yang dialami oleh turbin angin akan menghasilkan daya yang maksimal. Pada penelitian ini dilakukan pengujian dengan 3 variasi profil kurva blade pada kondisi dengan dan tanpa beban. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran kecepatan angin, rpm, tegangan, arus dan daya dari turbin angin. Berdasarkan hasil pengukuran untuk profil kurva blade dengan b = 3,75 cm pada ν = 4,6 m/s dan m = 0,79 kg didapatkan n = 173 rpm, V = 415 mV, I = 5,75 mA dan P = 2,39 mW, untuk profil kurva blade dengan b = 5 cm pada ν = 4,6 m/s dan m = 0,85 kg didapatkan n = 163 rpm, V = 367 mV, I = 5,32 mA dan P = 1,95 mW dan untuk profil kurva blade dengan b = 6,25 cm pada ν = 4,6 m/s dan m = 0,9 kg didapatkan n = 148 rpm, V = 345 mV, I = 4,93 mA dan P = 1,70 mW. Hal ini menunjukkan bahwa semakin kecil nilai b dari profil kurva blade turbin angin makin besar daya yang dihasilkan. Kata Kunci—Daya, gaya drag, momen inersia, profil kurva blade, turbin angin.
I. PENDAHULUAN
S
aat ini pemanfaatan energi terbarukan mendapat perhatian yang besar di dunia salah satunya adalah di Indonesia. Hal ini dikarenakan semakin menipisnya jumlah energi yang tidak dapat diperbaharui. Berdasarkan penelitian di tahun 2005, cadangan minyak bumi di Indonesia pada tahun 2004 diperkirakan akan habis dalam kurun waktu 18 tahun dengan rasio cadangan dibanding produksi pada tahun tersebut (DESDM,2005). Sedangkan gas diperkirakan akan habis dalam kurun waktu 61 tahun dan batubara 147 tahun. Sementara tingginya kebutuhan migas tidak diimbangi oleh kapasitas produksinya menyebabkan kelangkaan sehingga di hampir semua negara berpacu untuk membangkitkan energi dari sumber-sumber energi baru dan terbarukan.Salah satunya adalah energi angin yang telah dikembangkan dibanyak negara sebagai pembangkit listrik tenaga angin. Indonesia memiliki potensi energi angin yang cukup memadai karena kecepatan angin rata-rata berkisar 3,5 – 7 m/s. Berdasarkan hasil pemetaan Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) di pulau Jawa kecepatan angin
rata-rata berkisar 2,5 – 4,0 m/s (LAPAN,2005). Berdasarkan hasil pemetaan tersebut turbin angin yang paling cocok diterapkan di pulau Jawa khususnya di Surabaya adalah turbin angin vertikal tipe Savonius. Karena turbin angin vertikal tipe Savonius ini merupakan salah satu turbin angin yang cocok diaplikasikan untuk daerah dengan kecepatan angin rendah. Secara umum kinerja turbin dipengaruhi oleh beberapa faktor salah satunya adalah bentuk aerodinamis blade turbin. Oleh karena itu pada Tugas Akhir ini dilakukan penelitian mengenai variasi bentuk aerodinamis dari blade turbin angin Savonius yang difokusnya pada profil kurva. Dimana pada percobaan ini dilakukan penelitian untuk tiga jenis profil kurva blade. Diharapkan dengan adanya penelitian ini didapatkan desain profil kurva yang paling baik untuk diterapkan pada turbin angin Savonius untuk memperoleh daya maksimum. Pada dasarnya, banyak faktor yang dapat mempengaruhi performansi turbin angin Savonius. Namun dalam penelitian ini, variabel yang diteliti yaitu pengaruh variasi profil kurva blade terhadap daya yang dihasilkan turbin angin savonius untuk angin berkecepatan rendah. Diduga profil kurva blade dengan panjang sumbu minor (b)* lebih besar akan menghasilkan daya yang lebih tinggi dibanding profil kurva blade dengan panjang sumbu minor (b)* lebih kecil. (*Berdasarkan persamaan elips). Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis pengaruh dari perubahan profil kurva blade terhadap daya yang dihasilkan turbin angin Savonius. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai rekomendasi dalam pemilihan dan penentuan turbin angin untuk daerah dengan kecepatan angin rendah. II. METODOLOGI PENELITIAN A. Tahapan Penelitian Adapun langkah – langkah penelitian yang dilakukan antara lain : mengukur data kecepatan angin, berdasarkan data kecepatan angin dan dimensi Wind Tunnel tersebut, melakukan pembuatan rotor turbin angin dengan 3 variasi profil kurva blade, melakukan langkah pengujian yaitu pemasangan rotor turbin angin pada rangka, melakukan pengujian dengan berbagai variasi kecepatan angin dan melakukan pengambilan data kecepatan angin menggunakan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 7, No. 7, (2013) 1-6 anemometer, melakukan pengambilan data kecepatan putaran rotor per menit menggunakan stroboskop tachometer dan melakukan pengambilan data arus dan tegangan yang dihasilkan generator. Berdasarkan data penelitian tersebut, melakukan analisis data dan perhitungan daya keluaran generator dan merepresentasikannya dalam bentuk grafik hubungan daya (P) terhadap kecepatan angin dan grafik hubungan daya (P) terhadap kecepatan rotasional (RPM) untuk 3 variasi profil kurva blade
2 yang diharapkan. Tahap fabrikasi ini mengacu pada spesifikasi geometri turbin angin yang telah ditentukan sebelumnya. • Pembuatan Endplate Pembuatan endplate dilakukan dengan cara memotong PVC lembaran sesuai dengan pola lingkaran yang telah dibuat sebelumnya. Setelah itu potongan PVC dalam bentuk lingkaran ini dibubut agar halus dan rata pada bagian luarnya. Setelah itu dilakukan pembentukan pola kurva blade sebagai tempat pemasangan blade turbin angin. Pada pembuatan endplate ini harus benar-benar dipastikan bahwa 6 buah endplate yang dibuat diameter dan tingginya sama.
B. Spesifikasi Geometri Rotor Turbin Angin Pada penelitian ini dilakukan pembuatan turbin angin Savonius dengan kriteria dan spesifikasi sebagai berikut: Tabel 1. Spesifikasi Turbin Angin Spesifikasi Bahan Tinggi blade turbin angin Diameter blade turbin angin Diameter endplate turbin angin Overlap Ratio Aspect Ratio Endplate parameter Diameter shaft Profil Kurva Blade I panjang sumbu minor (b) Profil Kurva Blade II panjang sumbu minor (b) Profil Kurva Blade III panjang sumbu minor (b)
Nilai PVC 36 cm 10 cm 19,8 cm 0.2 4.0 1.1 0,8 cm 3,75 cm 5 cm 6,25 cm
Gambar 4. Endplate
•
Pembuatan Blade Pembuatan blade dilakukan dengan cara memotong pipa PVC sesuai dengan ukuran yang telah ditentukkan. Lalu pipa PVC dibelah menjadi 2 sesuai dengan ukuran keliling kurva blade pada endplate yang telah dibuat sebelumnya. Pada pembuatan blade ini harus dipastikan bahwa ukuran lebar dan tinggi blade sama, karena perbedaan tinggi 0,5 mm dapat mempengaruhi dalam pemasangan dan pengujian turbin angin.
Dengan desain turbin angin savonius yang memiliki 3 variasi profil kurva sebagai berikut: Profil Kurva Blade I dengan b = 3,75 cm Gambar 5. Blade
•
Gambar 1. Desain Profil Kurva Blade I
Profil Kurva Blade II dengan b = 5 cm
Gambar 2. Desain Profil Kurva Blade II
Pemasangan Blade Pada Endplate Pemasangan blade pada endplate dilakukan dengan cara menempelkan blade pada pola kurva blade yang telah dibentuk pada endplate dengan menggunakan lem lalu pada saat lem mengering dilakukan pengelasan pada bagian ujung blade yang menempel pada endplate. Pada tahap pemasangan blade pada endplate ini harus presisi karena bila pemasangan blade tidak tepat pada pola kurva blade yang telah dibentuk pada endplate, dapat mengakibatkan permukaan endplate tampak miring hal ini dapat mengurangi performa dari turbin angin saat dilakukan pengujian.
Profil Kurva Blade III dengan b = 6,25 cm
Gambar 6. Pemasangan Blade pada Endplate Gambar 3. Desain Profil Kurva Blade III
C. Fabrikasi Rotor Turbin Angin Fabrikasi rotor turbin angin ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu: pembuatan endplate, pembuatan blade, pemasangan blade pada endplate dan pemasangan shaft. Dalam fabrikasi ini dibutuhkan ketelitian tinggi untuk menghasilkan daya maksimum dari turbin angin sesuai dengan
•
Pemasangan Shaft Pemasangan shaft dilakukan dengan cara memasang tabung aluminium pada masing-masing ujung turbin angin. Dalam pemasangan shaft ini perlu diperhatikan massa masing-masing turbin angin bila terdapat perbedaan massa turbin angin dilakukan penambahan beban dengan cara memasang beban tersebut pada turbin angin sehingga didapatkan massa yang sama pada masing-masing turbin angin. Setelah itu dilakukan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 7, No. 7, (2013) 1-6
3
pengujian keseimbangan dari masing-masing sisi dari masingmasing turbin angin dengan cara diputar pada bidang uji.
Gambar 7. Pemasangan Shaft
D. Pemasangan dan Pengujian Pemasangan dan pengujian turbin angin ini dilakukan dengan cara memasang turbin angin pada rangka yang telah dilengkapi dengan generator. Pada pengujian turbin angin untuk 3 variasi profil kurva blade ini dilakukan 6 variasi pengujian yaitu 3 pengujian untuk kondisi turbin angin tanpa beban (generator) dan 3 pengujian untuk kondisi turbin angin dengan beban (generator). Dalam pengujian turbin angin ini dilakukan pengukuran kecepatan angin, pengukuran kecepatan rotasional turbin angin (kecepatan putar per menit), dan pengukuran daya keluaran turbin angin. • Pengukuran Kecepatan Angin Pengukuran kecepatan angin menggunakan anemometer. Hasil pengukuran kecepatan angin ini digunakan untuk membuat speed mapping sehingga diketahui distribusi kecepatan angin pada setiap bagian turbin angin dan digunakan sebagai kecepatan angin referensi (dalam pengujian ini kecepatan angin referensi angin yang digunakan adalah 3,8 m/s, 4 m/s, 4,2 m/s, 4,4 m/s dan 4,6 m/s) yang digunakan untuk langkah pengujian selanjutnya. • Pengukuran Kecepatan Putar Per Menit Pengukuran kecepatan putar per menit (kecepatan rotasional) masing-masing profil kurva turbin angin dengan menggunakan stroboskop tachometer. • Pengukuran Daya Pengukuran daya keluaran generator menggunakan multimeter. Dengan multimeter ini dilakukan pengukuran tegangan dan arus pada keluaran generator. Berdasarkan data hasil pengukuran tegangan dilakukan perhitungan untuk menentukkan besarnya arus dan daya keluaran dari turbin angin untuk masing-masing profil kurva blade. III. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada pengujian ini pengambilan data dilakukan dengan cara menguji turbin angin Savonius dengan profil kurva b = 3,75 cm, b = 5 cm dan b = 6,25 cm pada 5 variasi kecepatan angin yaitu pada kecepatan angin 3,8 m/s, 4,0 m/s, 4,2 m/s, 4,4 m/s dan 4,6 m/s untuk mencari nilai n (rpm) dengan menggunakan stroboskop tachometer serta tegangan dan arus keluaran generator dengan menggunakan multimeter. Adapun pengujian pada tiap kecepatan angin dilakukan sebanyak 3 kali. Pengujian ini dilakukan dengan 2 variasi beban yaitu dengan beban (generator) dan tanpa beban (generator). Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan didapatkan data sebagai berikut :
Gambar 8. Pengujian Turbin Angin
Hasil Pengukuran Variasi I Turbin Angin Dengan Profil Kurva Blade I b = 3,75 cm Tabel 2. Data Pengujian untuk Profil Kurva Blade I dengan b = 3,75 cm dan massa = 0,79 kg Dengan Beban (Generator DC (6volt)) No.
ν angin (m/s)
n (rpm)
V (mV)
I (mA)
P (mW)
1.
3,8
125
309
4,20
1,30
2.
4,0
145
342
4,91
1,68
3.
4,2
159
380
5,41
2,06
4.
4,4
166
393
5,55
2,18
5.
4,6
173
415
5,75
2,39
Berdasarkan hasil pengujian turbin angin Savonius dengan Profil Kurva Blade I didapatkan daya maksimum keluaran generator DC (6 volt) sebesar 2,39 mW pada kecepatan putar turbin angin 173 rpm dan daya minimum keluaran generator DC (6 volt) sebesar 1,30 mW pada kecepatan putar turbin angin sebesar 125 rpm. Dengan demikian untuk menghasilkan daya maksimumnya pada kecepatan angin 4,6 m/s turbin angin Savonius dengan profil kurva blade I harus berputar sebesar 173 rpm. Variasi II Turbin Angin Dengan Profil Kurva Blade II b = 5 cm Tabel 3. Data Pengujian untuk Profil Kurva Blade II (Konvensional) dengan b = 5 cm dan massa = 0,85 kg Dengan Beban (Generator DC (6volt)) No.
ν angin (m/s)
n (rpm)
V (mV)
I (mA)
P (mW)
1.
3,8
102
252
3,41
0,86
2.
4,0
129
310
4,25
1,32
3.
4,2
148
331
4,60
1,52
4.
4,4
159
350
5,25
1,84
5.
4,6
163
367
5,32
1,95
Berdasarkan hasil pengujian turbin angin Savonius dengan Profil Kurva Blade II didapatkan daya maksimum keluaran
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 7, No. 7, (2013) 1-6
4
generator DC (6 volt) sebesar 1,95 mW pada kecepatan putar turbin angin 163 rpm dan daya minimum keluaran generator DC (6 volt) sebesar 0,86 mW pada kecepatan putar turbin angin sebesar 102 rpm. Dengan demikian untuk menghasilkan daya maksimumnya pada kecepatan angin 4,6 m/s turbin angin Savonius dengan profil kurva blade I harus berputar sebesar 163 rpm. Variasi III Turbin Angin Dengan Profil Kurva Blade III b = 6,25 cm Tabel 4. Data Pengujian untuk Profil Kurva Blade III dengan b = 6,25 cm dan massa = 0,9 kg Dengan Beban (Generator DC (6volt)) No.
ν angin (m/s)
n (rpm)
V (mV)
I (mA)
P (mW)
1.
3,8
98
241
3,18
0,77
2.
4,0
115
292
3,76
1,10
3.
4,2
121
307
4,14
1,27
4.
4,4
138
326
4,40
1,43
5.
4,6
148
345
4,93
1,70
Berdasarkan hasil pengujian turbin angin Savonius dengan Profil Kurva Blade III didapatkan daya maksimum keluaran generator DC (6 volt) sebesar 1,7 mW pada kecepatan putar turbin angin 148 rpm dan daya minimum keluaran generator DC (6 volt) sebesar 0,77 mW pada kecepatan putar turbin angin sebesar 98 rpm. Dengan demikian untuk menghasilkan daya maksimumnya pada kecepatan angin 4,6 m/s turbin angin Savonius dengan profil kurva blade I harus berputar sebesar 148 rpm. Berdasarkan hasil pengujian untuk masing-masing profil kurva blade dari turbin angin Savonius dapat direpresentasikan dalam bentuk grafik hubungan kecepatan putar turbin angin dan kecepatan angin untuk pengujian dengan generator dan grafik hubungan daya dengan kecepatan angin sebagai berikut ini:
Gambar 9. Grafik Hubungan Kecepatan Putar Turbin Angin dan Kecepatan Angin pada Pengujian dengan Generator
Gambar 10. Grafik Hubungan Daya dan Kecepatan Angin
Berdasarakan grafik hubungan kecepatan putar turbin angin dan kecepatan angin dan grafik hubungan daya dan kecepatan angin menunjukkan bahwa seiring dengan kenaiikan kecepatan angin semakin meningkat juga kecepatan putar turbin angin dan dengan semakin meningkatnya kecepatan putar turbin angin maka daya yang dihasilkan turbin angin juga semakin besar. Berdasarkan data pengujian yang telah dilakukan dapat juga direpresentasikan dalam bentuk tabel hasil perhitungan Cp, TSR dan efisiensi serta grafik hubungan antara TSR dan kecepatan angin, grafik hubungan antara Cp dan kecepatan angin dan grafik hubungan antara Cp dan TSR, untuk mengetahui dampak dari perubahan kecepatan angin terhadap TSR dan Cp serta mengetahui dampak dari perubahan TSR terhadap Cp. Adapun berdasarkan hasil pengujian turbin angin Savonius dengan profil kurva blade dengan b = 3,75 cm, b = 5 cm dan b = 6,25 cm didapatkan tabel hasil perhitungan dan grafik sebagai berikut: Hasil Perhitungan Variasi I Turbin Angin Savonius dengan Profil Kurva Blade I didapatkan hasil perhitungan TSR dan Cp sebagai berikut: Tabel 5. Data Perbandingan TSR dan Kecepatan Angin untuk Profil Kurva Blade I dengan b = 3,75 cm No.
ν angin (m/s)
N (rpm)
TSR
Cp
1.
3,8
144
0,40
0,18
2.
4,0
155
0,40
0,18
3.
4,2
168
0,42
0,18
4.
4,4
179
0,43
0,18
5.
4,6
188
0,43
0,17
Berdasarkan hasil perhitungan TSR dan Cp turbin angin Savonius dengan Profil Kurva Blade I didapatkan TSR maksimum sebesar 0,43 pada kecepatan putar turbin angin 179-188 rpm sedangkan Cp maksimum sebesar 0,18 dihasilkan pada kecepatan putar turbin sebesar 144-168 rpm sedangkan pada kecepatan putar turbin sebesar 188 rpm besarnya nilai Cp yang dihasilkan mengalami penurunan sehingga nilai Cp yang dihasilkan sebesar 0,17. Adapun terjadinya penurunan nilai Cp diakibatkan karena peningkatan
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 7, No. 7, (2013) 1-6 daya mekanis yang dihasilkan turbin angin tidak sebesar peningkatan daya kinetik yang dihasilkan oleh kecepatan aliran angin. Karena pada prinsipnya daya yang dihasilkan turbin angin tidak akan lebih besar dari daya kinetik angin.
5 Berdasarkan hasil perhitungan untuk masing-masing profil kurva blade dari turbin angin Savonius dapat direpresentasikan dalam bentuk grafik hubungan TSR dan kecepatan angin, grafik hubungan Cp dan kecepatan angin dan grafik hubungan Cp dan TSR sebagai berikut ini:
Variasi II Turbin Angin Savonius dengan Profil Kurva Blade II didapatkan hasil perhitungan TSR dan Cp sebagai berikut: Tabel 6. Data Perbandingan TSR dan Kecepatan Angin untuk Profil Kurva Blade II dengan b = 5 cm No.
ν angin (m/s)
N (rpm)
TSR
Cp
1.
3,8
125
0,34
0,13
2.
4,0
138
0,36
0,14
3.
4,2
158
0,39
0,16
4.
4,4
168
0,40
0,16
5.
4,6
176
0,40
0,15
Berdasarkan hasil perhitungan TSR dan Cp turbin angin Savonius dengan Profil Kurva Blade II didapatkan TSR maksimum sebesar 0,4 pada kecepatan putar turbin angin 168176 rpm sedangkan Cp maksimum sebesar 0,16 dihasilkan pada kecepatan putar turbin sebesar 158-168 rpm sedangkan pada kecepatan putar turbin sebesar 176 rpm besarnya nilai Cp yang dihasilkan mengalami penurunan sehingga nilai Cp yang dihasilkan sebesar 0,15. Adapun terjadinya penurunan nilai Cp diakibatkan karena peningkatan daya mekanis yang dihasilkan turbin angin tidak sebesar peningkatan daya kinetik yang dihasilkan oleh kecepatan aliran angin. Karena pada prinsipnya daya yang dihasilkan turbin angin tidak akan lebih besar dari daya kinetik angin.
Gambar 11. Grafik Hubungan TSR dan Kecepatan Angin
Gambar 12. Grafik Hubungan Cp dan Kecepatan Angin
Variasi III Turbin Angin Savonius dengan Profil Kurva Blade III didapatkan hasil perhitungan TSR dan Cp sebagai berikut: Tabel 7. Data Perbandingan TSR dan Kecepatan Angin untuk Profil Kurva Blade III dengan b = 6,25 cm No.
ν angin (m/s)
N (rpm)
TSR
Cp
1.
3,8
111
0,31
0,11
2.
4,0
125
0,33
0,12
3.
4,2
134
0,34
0,12
4.
4,4
148
0,35
0,12
5.
4,6
159
0,36
0,12
Gambar 14. Grafik Hubungan Cp dan TSR
Berdasarkan hasil perhitungan TSR, Cp dan efisiensi turbin angin Savonius dengan Profil Kurva Blade III didapatkan TSR maksimum sebesar 0,36 pada kecepatan putar turbin angin 159 rpm sedangkan Cp maksimum sebesar 0,12 dihasilkan pada kecepatan putar turbin sebesar 125-159 rpm.
Berdasarkan hasil grafik hubungan antara Cp (koefisien daya) dengan kecepatan angin menunjukkan bahwa pada turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 3,75 cm menghasilkan koefisien daya maksimum pada kecepatan angin 3,8-4,4 m/s, bahwa pada turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 5 cm menghasilkan koefisien daya maksimum pada kecepatan angin 4,2-4,4 m/s sedangkan pada turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 6,25 cm menghasilkan koefisien daya maksimum pada kecepatan 4-4,6 m/s. Adapun besarnya nilai koefisien daya maksimum masing-masing profil kurva blade berbeda. Pada turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 3,75 m/s besar nilai koefisien daya maksimum adalah 0,18, pada turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 5 m/s
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 7, No. 7, (2013) 1-6 besar nilai koefisien daya maksimum adalah 0,16 dan pada turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 6,25 m/s besar nilai koefisien daya maksimum adalah 0,12. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa secara keseluruhan turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 3,75 cm menghasilkan daya keluaran yang lebih besar (daya maksimum) dibanding turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b = 5 cm (konvensional) dan nilai b = 6,25 cm. Maka turbin angin yang paling cocok untuk diterapkan pada daerah dengan kecepatan angin 3,8-4,6 m/s. IV. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut : 1. Bahwa profil kurva blade dengan besar nilai b = 3,75 cm menghasilkan daya yang lebih besar yaitu 2,39 mW dibandingkan dengan profil kurva blade dengan besar nilai b = 5 cm yaitu 1,95 mW dan b = 6,25 cm yaitu 1,70 mW. Hal ini menunjukkan bahwa turbin angin dengan profil kurva blade dengan nilai b yang lebih kecil akan sangat efektif untuk diterapkan untuk daerah yang memiliki kecepatan angin 3,8-4,6 m/s karena menghasilkan daya keluaran generator yang lebih besar (daya maksimum). 2. Bahwa massa turbin angin akan mempengaruhi daya yang dihasilkan seperti yang terlihat pada turbin angin dengan profil kurva dengan besar nilai b = 3,75 cm yang memiliki massa lebih ringan yaitu 0,79 kg menghasilkan RPM yang tinggi yaitu 173 rpm sehingga daya yang dihasilkan juga lebih tinggi dibandingkan turbin angin dengan profil kurva blade dengan besar nilai b = 5 cm dan b = 6,25 cm.
6 [8] [9] [10] [11] [12] [13]
[14] [15]
[16]
[17]
[18] [19]
[20] [21] [22] [23] [24]
[25]
UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih kepada seluruh dosen dan staff pengajar jurusan Teknik Fisika yang telah memberikan ilmunya, kepada seluruh Mahasiswa Teknik Fisika atas bantuan kerjasamanya selama kuliah di jurusan Teknik Fisika.
[26]
[27]
DAFTAR PUSTAKA [1]
[2] [3]
[4] [5]
[6]
[7]
DESDM. 2005. “Rasio Cadangan Dibanding Produksi Minyak Bumi di Indonesia dalam Kurun Waktu 18 Tahun”. Dinas Energi dan Sumber Daya Mineral. LAPAN. 2005. “Data Kecepatan Angin di Pulau Jawa”. Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional. Putranto, A., Prasetyo, A. dan Zatmiko U. A. 2005. “Rancang Bangun Turbin Angin Vertikal untuk Penerangan Rumah Tangga”. Fakultas Teknik Program Studi Diploma III Teknik Mesin. Universitas Diponegoro. Johnson, Gary L. 2006. “Wind Energy Systems”. Wind Energy Systems Electronic Edition:Chapter 1,2,3,4. Manhattan, KS. Blackwell, B. F., R. E. Sheldahl, and L. V. 1977. “Wind Tunnel Performance Data for Two- and Three-Bucket Savonius Rotors”. Sandia Laboratories Report SAND 76-0131. Khan, M. H. 1978. “Model and Prototype Performance Characteristics of Savonius Rotor Windmill,” Wind Engineering, Vol. 2, No. 2, pp. 75-85. Kloeffler, R. G. and E. L. 1946. “Electric Energy from Winds”. Kansas State College of Engineering Experiment Station Bulletin 52, Manhattan, Kans.
[28]
[29]
[30]
Savonius, S. J. 1931. “The S-Rotor and Its Applications,” Mechanical Engineering, Vol. 53, No. 5, pp. 333-338. Eldridge, F. R. 1980. “Wind Machines”, 2nd ed., Van Nostrand Reinhold, New York. Dwinnell, J. H. 1949. “Principles of Aerodynamics”. McGrawHill, New York. Burton, T., Sharpe D., Jenkins, N. dan Bossanyi E. 2001. “Wind Energy Handbook”. Chichester:John Wiley&Sons LTD. Pimentel, David. 2008. “Biofuels, Solar and Wind as Renewable Energy Systems Benefits and Risks”. USA:Springer. Bourabaa N. dan Menet J.. 2004. “Increase in The Savonius Rotor Efficiency Via a Parametric Invertigation ”. Proceedings of The EWEA. London. Mohamed. 2010. “Prinsip Turbin Angin Savonius”. Cats. 2011. “Wind Turbines Intoduction”. Coherent Application Threads. Mechanical Engineering.. Boston University. USA. Sihana. 2012. “Pembangkit Listrik Kincir Angin (PLKA)”. Pembangkit Listrik Kincir Angin (PLKA):37-55. Fakultas Teknik. Jurusan Teknik Fisika. Program Studi Teknik Fisika dan Teknik Nuklir. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta. Agus Aribowo. 2006. “Penelitian Karakteristik Aerodinamika Savonius Bersudu Banyak Dengan Metoda Perggeseran Mesh”. Jurnal Teknologi Dirgantara 4. 1:39-46. Extech Intruments. 2008. “Digital StroboTach Product Datasheet”. Extech Intruments Corporation. Extech Intruments. 2003. “User’s Guide Digital Stroboscope Tachometer Model 461830 dan Model 461831”. Extech Intruments Corporation. Constant. 2012. “AN15 Anemometer”. Constant Instruments, Australia. Chezc. 2012. “Alat Ukur”. Jurnal Alat Pengukur Kecepatan Angin, Intensitas Cahaya dan Pengukur Tingkat Kebisingan. Carl’s Electronics. DT830D-Low Cost 3 ½ Digit Multimeter”. Carl’s Electronics, Oakland, CA, USA. Faqih. 2012. “Alat Ukur dan Pengukuran Listrik”. Jurnal Alat Ukur dan Pengukuran Listrik. Sargolzaei J., 2007. “Prediction of The Power Ratio and Torgue in Wind Turbine Savonius Rotors Using Artificial Neural Networks”. Proceedings of the WSEAS International Conference on Renewable Energy Sources, Arcachon, France, 14-16 Oktober. Al-Kayiem, H.H. dan Ming, G.J., 2011. “A Experimental Investigation of S-Rotors in Open and Bounded Flows”. World Academy of Science, Engineering and Technology. WASET‘11. Kamoji, M.A., Kedare, S.B. dan Prabhu,S.V.,2009. “Experimental Investigations on Single Stage Modified Savonius Rotor”. Applied Energy 86:1064–1073. Mahmoud, N.H., El-Haroun, A.A., Wahba, E. dan Nasef, M.H., 2012. “An Experimental Study on Improvement of Savonius Rotor Performance”. Alexandria Engineering Journal 51:19– 25. Irabu, K. dan Nath Roy, J., 2011. “Study of Direct Force Measurement and Characteristics on Blades of Savonius Rotorat Static State”. Experimental Thermal and Fluid Science 35:653–659. Akwa, J.V., Vielmo, H.A. dan Petry, A.P., 2012. “A Reviewon the Performance ofSavonius Wind Turbines”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16:3054–3064. Yoshida, Y. dan Kawamura, T., 2012. “Numerical Simulations of Two-Dimensional Flows Around a Savonius Rotor with Various Curvature of the Blade”. Natural Science Report 63, 1:11-21.
