KAJI EKSPERIMENTAL TURBIN ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK TIPE SAVONIUS JENIS SPLIT S DENGAN SISTEM MAGNETIC LEVITATION SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF
Miftahur Rahmat1,Kaidir1,Edi Septe S1 1
Jurusan Teknik Mesin - Fakultas Teknologi Industri - Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No. 19 Olo Nanggalo Padang 25143 Telp. 0751-7054257 Fax. 0751-7051341 Email :
[email protected]
ABSTRACT Wind is one of the source of energy., Wind moving from the high pressure to the low pressure area. The flow velocity of wind be affected by pressure gap of the area. The energy of wind cath by rotate the propeller of wind turbines. That is change kinetic energy to be mechanic energy in the shaft of propeller more over the mechanic energy revamped to be electric energy in the generator unit. This study investigated the retationship of wind velocity and the electric power can be optainable. The rotor designed with 2 propeller, with 36 cm wide and 40 cm high. The wind velocity ranged from 1,8 m/s – 4,8 m/s, result of the study shown the relationship between wind velocity and electric power as the hyperbolic curve, where the minimal power is 0,0017 W at 1,8 m/s and the maximal power is 0,387 W at 4,8 m/s. Keywords: wind, energy, wind velocity, electric power and hyperbolic curve.
I. PENDAHULUAN
Kondisi
Angin adalah sumber energi yang ramah lingkungan dan tak akan pernah habis (renewable energy). Pasokan energi angin tidak pernah habis dan tersedia secara gratis dan lokasinya yang ada disemua tempat dimuka bumi. Dengan segala keunggulan yang dimiliki energi angin
menjadikannya
sebagai
satu
alternatif vital pengganti bahan bakar fosil. Manusia telah memanfaatkan energi angin selama ratusan tahun. Dari Old Holland sampai tanah pertanian Amerika Serikat, Kincir angin (windmill) sudah digunakan untuk memompa air atau menggiling gandum (KTMF Yogyakarta, 2002 )
geografis
yang
dimiliki
Indonesia merupakan sebuah nilai lebih yang
dapat
direalisasikan
dimanfaatkan dalam
dan
pengembangan
teknologi energi terbarukan khususnya angin, mengingat Indonesia adalah negara kepulauan
yang
menerima
hembusan
angin setiap musimnya. Baik angin yang datang dari Australia maupun Asia. Daerah pantai merupakan salah satu contoh tempat yang dapat diterapkan sebagai pengembangan aplikasi teknologi energi terbaru yaitu angin. Potensi angin di daerah pantai memang sangat besar dalam pengembangan aplikasi energi terbaru.
Dari berbagai macam pemanfaatan
merupakan sarana pengubah energi kinetik
angin sebagai sumber energi, disini penulis
angin menjadi energi mekanik untuk
ingin mengkaji tentang turbin angin
memutar generator listrik. Daya yang
sebagai
dihasilkan oleh Turbin angin berupa energi
penghasil
listrik
dengan
membandingkan bentuk sudu turbin angin
mekanik
poros
yang
diperoleh
dan
tersebut, yang bertujuan untuk mengetahui
konversi energi yang terkandung dalam
bentuk sudu turbin angin yang bisa
angin (energi mekanik, energi dalam, atau
menghasilkan daya yang optimal.
energi tekanan) menjadi energi mekanik (torsi dan putaran). Ketika angin melewati kedua permukaan airfoil sudu, maka aliran
II. TINJAUAN PUSTAKA
udara pada bagian atas lebih cepat dan pada bagian bawah. Hal ini menyebabkan
2.1 Angin Angin adalah udara yang bergerak
tekanan pada bagian atas lebih rendah dan
karena adanya perbedaan tekanan di
pada bagian bawah. Percobaan tekanan
permukaan bumi ini. Angin akan bergerak
antara bagian bawah dengan atas pada
dari suatu daerah yang memiliki tekanan
airfoil akan menghasilkan gaya yang
tinggi ke daerah yang memiliki tekanan
disebut dengan gaya angkat aerodinamik.
yang lebih rendah. Angin yang bertiup di
Gaya angkat tersebut akan diteruskan pada
permukaan bumi ini terjadi akibat adanya
poros dan turbin angin tersebut sehingga
perbedaan
surya,
menyebabkan tcrjadinya putaran pada
sehingga mengakibatkan perbedaan suhu
poros. Kombinasi gaya angkat dan gaya
udara. Adanya perbedaaan suhu tersebut
seret ini menyebabkan rotor berputar
meyebabkan perbedaan tekanan, akhirnya
seperti sebuah baling-baling.
penerimaan
radiasi
menimbulkan gerakan udara. Perubahan panas antara siang dan malam merupakan gaya gerak utama sistem angin harian, karena beda panas yang kuat antara udara di atas darat dan laut atau antara udara diatas tanah tinggi (pegunungan) dan tanah rendah (lembah - lembah).
angin terbagi dua, yaitu turbin angin poros vertikal dan turbin angin poros horizontal. memiliki
Turbin angin yang biasa juga dikenal sebutan
Secara garis besar kontruksi kincir
Masing- masing jenis turbin tersebut
2.2 Turbin Angin dengan
2.2.1 Jenis-jenis Turbin Angin
kincir
angin
yang
tersendiri.
kelebihan
dan
kekurangan
a.
Turbin Angin Poros Vertikal
Gambar 2.3 Gaya tolak menolak antar magnet (Maglev)
Gambar 2.1 Turbin Angin Poros Vertikal b.
Turbin Angin Poros Horizontal
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Prosedur Penelitian
Gambar 2.2 Turbin Angin Poros Horizontal
Gambar 3.1 Diagram Alir
2.3 Magnetic Levitation (MagLev) MagLev
adalah
singkatan
dari
MAGnetically LEVitated yang terjemahan bebasnya magnetis.
adalah
mengambang
Prinsipnya
secara adalah
memanfaatkan gaya tolak-menolak antar magnet sehingga terangkat sedikit keatas, seperti gambar dibawah :
3.2 Alat Yang Digunakan 3.2.1 Propeller Untuk melakukan suatu penelitian, hendaklah
ditentukan
terlebih
dahulu
perencanaan Alat dan perancangannya. Alat-alat yang dirancang pada kincir angin tipe savonius ini adalah :
1.
Rotor
2.
Tachometer
Digunakan untuk menghambat laju aliran angin. Rotor dirancang dengan jenis sudu Splite S. Dimana jenis sudu split S memiliki 2 sudu. 2.
Poros
Sebagai penerus tenaga bersama-sama dengan putaran. 3.
Transmisi
Salah satu alat untuk mentransmisikan tenaga adalah puli dan belt. Puli juga bisa berfungsi
untuk
menaikan
Gambar 3.3 Tachometer
dan
menurunkan putaran.
Tachometer berfungsi untuk mengukur
4.
putaran (rpm)
Generator
Generator
adalah
alat
untuk
3.
Multimeter
mengkonversikan energi putaran menjadi energi listrik. 3.2 Alat Ukur Yang Digunakan dan Fungsinya 1.
Anemometer
Gambar 3.4 Multimeter Multimeter berfungsi untuk mengukur tegangan (volt) dan Ampere (arus)
Gambar 3.2 Anemometer Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan angin.
IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.2 Data Hasil Pengujian
4.1 Turbin Angin Savonius Split S Tabel 4.2 Hasil Survei Data Kecepatan Angin Daerah Pantai Di Kota Padang (P) dan Ketaping (K)
Tabel 4.3 Pengambilan Data Pada Turbin Angin Savonius Dengan Sistem Gambar 4.1 Turbin Angin Savonius
Magnetic Levitation
Split S Tabei 4.1 Spesifikasi Turbin
4.3 Analisa Data a.
Grafik
Perbandingan
putaran
(rpm) vs Kec. Angin (V)
Grafik 4.1 Perbandingan putaran (rpm) vs Kec. Angin (V)
Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin, maka
c. Grafik
Perbandingan
Arus
(A)
Terhadap Kec. Angin (V)
putaran juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan
angin
terendah
1,8
m/s
menghasilkan putaran 82,3 rpm dan kecepatan angin tertinggi yaitu 4,8 m/s menghasilkan putaran 283 rpm. b. Grafik
Perbandingan
Tegangan
(Volt) Terhadap Kec. Angin (V)
Grafik 4.3 Perbandingan Arus (A) Terhadap Kec. Angin (V) Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin, maka arus (A) juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan
angin
menghasilkan
terendah
arus
0,0028
1,8
m/s
A
dan
kecepatan angin tertinggi yaitu 4,8 m/s Grafik 4.2 Perbandingan Tegangan (Volt) Terhadap Kec. Angin (V)
menghasilkan 0,082 A. d. Grafik Perbandingan Daya (watt)
Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa,
Terhadap Kec. Angin (V)
semakin tinggi kecepatan angin, maka tegangan juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan
angin
terendah
1,8
m/s
menghasilkan tegangan 0.8 volt dan kecepatan angin tertinggi yaitu 4,8 m/s menghasilkan putaran 5,9 volt. Grafik 4.4 Perbandingan Daya (watt) Terhadap Kec. Angin (V) Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin,
maka daya (watt) juga akan sekakin tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Dimana kecepatan angin terendah 1,8 m/s menghasilkan daya 0,0017 watt dan
Douglas,JR. An overview of Wind Power
kecepatan angin tertinggi yaitu 4,8 m/s
development
in
the
Midwest.
menghasilkan 0,387 watt.
(www.retscreen.net diakses tanggal 10 januari 2008) Gamy, Arri Kurniawan. Perencanaan
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Turbin angin Savonius dengan
Dari hasil kaji eksperimen turbin angin
sistem magnetic Levitation.UBH:
tipe Savonius Jenis Split S yang dilakukan
Padang. 2010
oleh penulis dapat disimpulkan sebagai
Gourieres, D L. Wind Power Plants. Pergamon Press: England. 1982
berikut: 1. Kecepatan angin sangat mempengaruhi besar
atau
kecilnya
daya
yang
dihasilkan oleh turbin, dimana semakin tinggi kecepatan angin, maka akan
Hanafie, hasim. Pengoperasian Kincir Angin.
(www.pikiranrakyat.com
diakses tanggal 16 juni 2007). Menet J-L, A Double Step Savonius Rotor
semakin besar daya yang dihasilkan
For
oleh turbin dengan curva hiperbolik.
Electricity:
2. Daya minimum yang dihasilkan pada kecepatan angin 1,8 m/s adalah 0,0017
Local
Production a
Design
Of Study.
(www.sciencedirect.com 2004) Reksoatmodjo,Tedjo
N.
watt dan daya maksimum 0,387 watt
Differential
dengan kecepatan angin 4,8 m/s.
(http://puslit petra.ac.id diakses 8
Diharapkan kepada peneliti yang ingin melakukan kaji eksperimental turbin angin berikutnya, bisa membuat turbin angin lebih
besar,
sehingga
luas
penampang anginnya lebih besar dan bisa menghasilkan putaran yang lebih besar, maka daya yang dihasilkan juga akan lebih besar.
Windmill
januari 2008)
5.2 Saran
yang
Drag
Vertical-Axis
Wikipedia. Angin. (www.wikipedia.com diakses tanggal 28 agustus 2007) Wikipedia.
Magnetisme,
(www.wikipedia.org/wiki/magnetis me 2009)
