Oleh: ANANG SUPRIADI SALEH dan YULI HANANTO *)

RA NC AN G B AN G U N E NE R G I K IN C IR A N GI N PU TA RA N R EN DAH T IP E M u lt ib la d e H a wt UN TU K IR I G AS I P E R TA N IA N Oleh: ANANG SUPRIADI SALEH dan YULI HANANTO *)

ABSTRAK Permasalahan yang banyak mendapat perhatiaan nasional saat ini dan masa yang akan datang diantaranya adalah masalah ketahanan pangan dan konservasi energi. Pada lahan pertanian tadah hujan tidak mempunyai irigasi teknis, hal ini banyak kita jumpai di daerah pesisir sehingga pengelolaannya belum optimal, pada saat musim kemarau banyak petani membuat sumur-sumur dan menaikkan air tersebut dengan pompa motor bakar, sejak kenaikan BBM beberapa waktu yang lalu, petani mulai mengeluh karena biaya operasional dan perawatannya lebih mahal apalagi nantinya terjadi kenaikan BBM lagi, bahkan saat ini banyak lahan tadah hujan tidak dikelola pada saat musim kemarau, padahal di daerah pesisir Jawa termasuk lokasi penelitian mempunyai banyak potensi energi angin pada saat musim kemarau dengan kecepatan angin antara 2,5 sampai 7 m/dt dan bertiup sepanjang hari dari jam 08.00 sampai dengan jam 16.00. Tujuan jangka panjang penelitian ini adalah bahwa dengan adanya paket teknologi Kincir Angin Tipe Multiblade HAWT Untuk Aplikasi Pompa Irigasi Daerah Tadah Hujan mampu memberdayakan masyarakat Petani di daerah tadah hujan pada saat musim kemarau khususnya di daerah pesisir sehingga mendukung program ketahanan pangan dan konservasi energi karena tidak hanya bergantung pada energi fosil yang semakin langka. Pendekatan desain untuk merancang kincir angin ini dilakukan melalui beberapa tahapan, antara lain; Kajian pustaka dan lapang, pengambilan dan analisa data dasar, Pembuatan rancangan dan pengujian. metode perancangan menggunakan metode yang disusun oleh Gerhardt Pahl dan Wolfgang Beitz yang dipaparkan dalam buku Engineering Design. Pengujian meliputi pengujian struktural dan fungsional di Laboratorium. Setelah itu di lakukan pengujian lapang (uji adaptasi, fungsional, dan verifikasi). Kemudian untuk penyempurnaan dilakukan modifikasi-modifikasi dan pengujian kembali. Hasil penelitian menunjukkan bahwa paket teknologi Kincir Angin Tipe Multiblade HAWT, mempunyai daun 6 buah, tinggi menara 6 m, total head pemompaan 7 m. Kecepatan angin rata-rata 2,5 m/dt, 22 rpm, pompa menghasilkan debit air 4 liter/menit, sedangkan pada kecepatan angin diatas 4 m/dt, 40 rpm mampu menghasilkan debit air 8 liter/menit yang digunakan untuk irigasi daerah tadah hujan. Kincir Angin tersebut menambah kapasitas teknologi untuk pengelolaan lahan tadah hujan, dengan harapan dapat berfungsi dengan baik dan berdayaguna untuk memompa air dari sumur ke lahan pertanian dan harganya terjangkau oleh masyarakat petani. Selain itu menguatkan pemberdayaan masyarakat di daerah lahan tadah hujan khususnya di daerah pesisir yang saat ini hanya mengandalkan kegiatan usaha tani pada musim hujan. Kata kunci: Kincir, Angin, Multiblade, Irigasi, Pertanian

*) Staf Pengajar Jurusan Teknologi Pertanian, Politeknik Negeri Jember

Jurnal Ilmiah INOVASI, Vol.13 No.3 Hal. 285-295, September-Desember 2013, ISSN 1411-5549

PENDAHULUAN La ha n ker i n g d a n la h an t ad a h h uj a n b a n ya k ter d ap at d i J a wa T i mu r k h u s u s n ya d i d aer a h p e si s ir ya n g tid a k me mp u n yai ir i ga si te k ni s, u mu mn ya p eta n i me n g u sa ha k a n la ha n se ka li se ta h u n yai t u p ad a mu s i m h uj a n d e n ga n ta na ma n s e mu s i m. S ela in it u d i mu s i m ke ma ra u s eb a g ia n b es ar l a ha n tid a k d iu s a ha ka n ka r e na a ka n me n g a la mi ke k ur a n ga n air . P e meca h a n p er ma sal a ha n t er s eb ut tel a h d il a k u ka n me la l ui p e n ge mb a n ga n si ste m iri ga s i la ha n k er i n g s k ala k eci l dengan me ma n fa at k a n p o te n si air t a na h d a n g ka l ya n g d ap at d i ma n f aa t k an o l e h p eta n i. La ha n ker i n g d a n tad a h h uj a n ter seb u t me r up a ka n t u mp u a n p eta ni u nt u k me n i n g ka t ka n p e nd ap a ta n n ya mel al u i u sa ha ta n i b a i k t a na ma n p an g a n ma up u n ho r ti k u lt ur a . P ad a mu s i m k e mar a u, ta na ma n ya n g t id a k d ia ir i p r o d u kt i vi ta s n ya t id a k leb i h d ar i 2 to n/ ha . De n ga n me mb er i ka n air ir i ga si seb a gai s up le si p ad a fa se fa s e t erte n t u p e r t u mb u h an ta n a ma n ya n g se n si ti f ma k a p r o d u kt iv it a s t a na ma n d ap at me n cap ai 4 to n / ha. Na mu n d e mi ki a n p e ta n i har u s me n go p er a si k a n p o mp a s ela ma se ki tar 1 6 ,5 j a m u n t u k se tiap to n p r o d u k si ta na ma n . D e n ga n me n go p ti mal k a n p o la tan a m dan me n i n g ka t ka n i nt e n si t as p er t a na ma n ma k a ke u n t u n ga n ya n g d ip er o le h o le h p eta n i a k a n leb i h b e sar l ag i u n t u k se ti ap lu a sa n la ha n ya n g d i u sa ha k a n. P ad a sa at i n i p e n g g u na an p o mp a mo to r b a kar b a n ya k me n ga la mi ke nd a la, sej a k k e nai k a n B B M b eb er ap a wa k t u ya n g l al u, p e ta ni m ul ai me n g el u h kar e na b ia ya o p e r as io nal dan p era wa ta n n ya leb i h ma h al ap al a gi na n ti n ya ter j ad i k e nai ka n B B M la gi , b ah k a n s aat i ni b a n y ak la ha n tad a h h uj a n t id a k d i ke lo l a p ad a sa at mu s i m ke ma ra u, p ad a ha l d i d a e r ah p es i sir J a wa ter seb ut me mp u n yai b an ya k p o te n si en er gi a n g i n p ad a saa t mu s i m k e mar a u d en g a n kec ep a ta n a n gi n a nt ar a 2 ,5 sa mp ai 7 m/d t d a n b e r ti up sep a nj an g har i d ari j a m 0 8 .0 0 sa mp a i d e n ga n j a m 1 7 .0 0 . P en g g u na a n k i nc ir an g in u nt u k me mo mp a a ir ta na h ter seb ut sa n g at n ya ta d ala m me n i n g k at ka n i nt e ns it as p erta n a ma n d ar i 1 0 0 % ( 1 ka li /ta h u n )

286

me nj ad i 300% (t i g a k al i/ ta h u n). Ind o ne s ia ad ala h n e gar a ya n g me mi l i ki s u mb er d a ya e ner gi ya n g s a n gat me li mp a h, sa la h s at u n y a ad al a h s u mb er en er gi a n g i n. I nd o ne si a ya n g me r up a ka n ne g ara kep u la u a n d a n s ala h sa t u N e gara ya n g ter le ta k d i gar is k h at u li st i wa me r up a ka n fa k to r, b a h wa I nd o ne si a me mi li k i p o te n si e ner gi a n g i n ya n g me li mp a h. P ad a d a sar n ya a n gi n terj ad i kar e na ad a p erb ed aa n s u h u a n tar a ud ara p an as d a n ud ar a d i n gi n . Di d a er a h ka t ul i st i wa , ud ara n ya me nj ad i p a n as me n g e mb a n g d a n me nj ad i ri n g a n, na i k ke a ta s d a n b er g era k ke d aer a h ya n g leb i h d i n gi n. Seb a li k n y a d aera h k u t ub ya n g d i n g i n, ud a ra me n j ad i d i n g i n d a n tu r u n ke b a wa h. De n ga n d e mi k i a n terj ad i p erp u tara n ud ar a b er up a p erp i nd a h a n ud a ra d ari k ut ub utar a k e gar i s ka t ul i sti wa me n y u s uri p er mu k a a n b u mi d a n seb a li k n ya s u at u p erp i nd a ha n ud ar a d ari gar i s k at u li s ti wa k e mb a li ke k ut u b ut ara, me la l ui lap is a n ud ar a ya n g leb i h ti n g g i. P o te n si en er gi a n g i n d i Ind o ne s ia c u k up me mad ai, k are na ke cep a ta n a n g i n rata - rat a b erk i sar 2 ,5 7 m/ s. H as il p e me taa n Le mb a g a P enerb a n ga n d a n An t ari k sa N as io na l (LAP AN) p ad a 1 2 0 lo ka si me n u nj u k ka n, b eb erap a wi la ya h m e mi l i ki ke cep a ta n an g i n d i ata s 5 m/ d e ti k, ma s i n g - ma s i n g N us a T e n g gara T i mu r, N u sa T en g ga ra B arat, S u la we si S el at an, d a n P a nta i Sel at a n J a wa . Sal a h sa t u p e ma n fa ata n e ner g i an g i n ad ala h p e n g g u na an t urb i n a n g i n ya n g b a n ya k d i g u na k a n u nt u k k eb ut u ha n p erta n ia n, sep er ti u n t u k me n g g era k ka n p o mp a u n t u k k ep er l ua n ir i ga si, ser ta keb u t u ha n a ka n e ner g i yai t u seb a g ai p e mb a n g ki t li s tri k en er gi a n g i n. P ene li t i a n i ni se cra k h u s u s b ert uj ua n u nt u k me n g e mb a n g ka n k i nc ir a n g i n an g i n tip e mu l tib lad e H AW T a g ar me n g h a si l ka n d a ya d a n d eb it a ir ir i ga s i ya n g o p t i ma l, mu d a h d ala m p e mb ua ta n d an p e n go p era si aa n n ya , sert a h ar ga n ya terj a n g ka u o le h ma s ya ra ka t p e ta n i. Se h i n g ga p e nel it ia n i n i ma mp u me mb erd a ya k a n ma s ya rak at p e ta n i d i d aera h la h a n tad a h h uj an u nt u k me nd u k u n g ke ta ha n a n p a n ga n dan me n g e mb a n g k a n te k no l o gi ko n se r va si en er gi ya n g ra ma h l i n g k u n ga n d a n t id a k ha n ya b er g a nt u n g p ad a e ner g i fo si l.

Anang Supriyadi S dan Yuli Hananto, Rancang Bangun Energi Kincir Angin Putaran Rendah Tipe Multiblade Hawt Untuk Irigasi Pertanian

Ki nc ir a n g i n p ad a p e n e lit ia n i ni b ek erj a d e n ga n s is te m p o r o s ho r iso n ta l d an me n g g u n a ka n b lad e ce k u n g e n a m b ua h ( mo d e l o f mu lt ib lad e H AW T ) u nt u k me n g h a si l ka n p u tar a n d a n d a ya p en g g era k ya n g d i tr an s mi s i ka n ke p o mp a a ir , k e mu d i a n e ner g i ya n g d ih a si l ka n d i g u n a ka n u nt u k p e n g gera k p o mp a a i r ir i ga si . LA ND A SA N T EO R I B eb er ap a p e nel it ia n ya n g t el a h me la k u k a n p e ne li tia n te r ka it il mu ya n g me n ya n g k u t te nt a n g t ur b in a n gi n, a ntar a lai n : B a mb a n g se tio ko ( 2 0 0 7 ) , Ke na i ka n har g a B B M me nd o r o n g ma s ya ra ka t u nt u k me n car i al ter n a ti ve b ar u ya n g mu r a h dan mudah d id ap at untuk me nd ap a t ka n te n a ga m ek a ni k me nj ad i te na ga l is tr i k . T ena g a a n gi n mer up a k a n te na ga ger a k ya n g mu r ah d a n mu d a h d id ap a t, se hi n g g a ha l i ni d ij ad i ka n p en el it ia n d a n d i ma n fa at k a n u n t u k te na ga p e n g ge r a k g e ner ato r l is tri k se h i n g ga me n g h a si l ka n ar u s l i str i k. T ek ni k p e n go l a ha n d a n a nal i si s d ata d ala m p e mb u ata n t ur b i n an gi n i n i d ib ua t d en g a n me n ga mb i l d at a j u ml a h kip as , b esa r n ya s ud ut , ke cep ata n a n gi n, d a n j u mla h p u tar a n . Ana li s is re g re si d ig u n a ka n s eb a ga i me to d e u nt u k me n yu s u n h ub u n ga n f u n g sio n al a n t ara d ua v ari ab le yai t u var i ab le b eb a s d a n ta k b eb a s. De n ga n k o n str u k s i t i n g gi tia n g 9 me ter , d i me n s i k ip a s ter d iri d ari e mp at d a u n d e n ga n d i a me ter 3 m, leb ar 1 ,3 0 m d a n t i n g gi 2 ,5 0 m ya n g te rb uat d ari le mb ar a n a l u mu n i u m. P ut ar a n kip as d ip erc ep at 2 0 k al i ( 1 :2 0 ) u nt u k me mu t ar d yna mo a mp er e d a n d ap at me n g i si s tr u m acc u se h i n g ga ac c u ma mp u me mu t ar d yna mo D C d a n d y na mo AC i k ut b erp u tar me n g h a si l ka n li str i k. Ar u s li str i k ya n g d i ha si l ka n se k ita r ± 1 5 0 0 wa t t u nt u k wa k t u ± 3 0 m en it S ul is t yo at ma d i ( 2 0 0 8 ), me wa k il i L e mb a ga P e ner b a n ga n Da n An tar i k sa Na s io nal ( LAP AN) me n el it i te nt a n g p e n ge mb a n ga n me to d e p ara me ter r o to r t ur b i n a n gi n s u mb u ver ti k al t ip e mu l t i b lad e H AW T . P ene li ti a n i n i d i ke mb an g k a n d e n ga n me to d e p e ne n t ua n p ar a me ter a wal ro to r tu rb i n a n gi n s u mb u ver t ic al tipe mu l t ib lad e H AW T . De n ga n d a ya d a n ke cep a ta n a n g i n ter te n t u, ma k a k i sara n lu a s, d ia me ter , t i n g gi , d a n k ecep ata n

p ut ar ro to r d ap at d i ket ah u i. Lua s ro to r sa n ga t d ip e n gar u h i o l e h ko e fi sie n d a ya. Kecep at a n p ut ara n ro to r ran ca n ga n d ap at d i hi t u n g s et ela h d ia me ter ro to r d i h it u n g d a n Tip S p e ed Ra tio d ite n t u ka n. P ene li ti a n ini me n g g u n a ka n ra tio d i a met er ter h ad ap ti n g gi ma s i n g - ma s i n g 0 ,1 ; 0 ,8 ; 0 ,8 . Ha si l n ya b er up a tab le d a ya, k ecep ata n an g i n, l u as ro to r, d ia me ter, t i n g gi ser ta ke cep a ta n p uta r d ap at d i g u na k a n seb a g a i ra nca n g a n a wal t u rb i n a n gi n Mu lt ib l ad e H AW T b a gi p ara p e mu la kar e na t u rb i n a n g i n i ni d ap a t d ib ua t sec ara sed er ha na . Si ste m K o nv e r si E nerg i A ng i n ( SK E A) Si st e m ko n v ers i e n erg i angin me r up a ka n s uat u si st e m ya n g b ert uj ua n u nt u k me n g u b a h e ner g i p o ten s ia l a n gi n me nj ad i e ner g i me ka n ik p o ro s o l e h ro to r u n t u k ke mu d ia n d iu b a h la g i o le h alt er na to r me nj ad i e ne r g i l is tr i k. P ri n sip ut a ma n ya ad a la h me n g ub a h e ner g i li str i k ya n g d i mi l i ki an g i n me nj ad i en er gi ki n et i k p o ro s. B esar n ya e ner gi ya n g d ap a t d i tra n s fe rka n ke ro to r ter ga n t u n g p ad a ma ss a j en i s ud a ra, l ua s area d a n ke cep a ta n an g i n. Ha l i n i se la nj u t n ya akan d i b ah as me la l ui p ers a maa n -p er sa ma a n. En er gi ki n et i k u n t u k s ua t u ma s sa an g i n m ya n g b e rge ra k d e n ga n ke cep a ta n v ya n g n a nt i n ya a ka n d i ub a h me nj ad i e ner g i p o ro s d a p at d ir u mu s k a n seb a g ai b eri k u t: E = 0 .5 mv 2 (Eric H a u, W i nd T urb in e s F u nd a me n ta l s 2 0 0 5 : 8 1 ) Di ma n a: m : ma ss a ud ar a ya n g b e rge ra k ( k g) v : ke cep a ta n a n gi n ( m/ s ) En er gi k i net i k ya n g te rka nd u n g d al a m an g i n i n il a h ya n g d i ta n g kap o le h t u rb i n an g i n u nt u k me mu t ar ro t o r. De n ga n me n g a n g ga p s uat u p en a mp a n g me li n ta n g A, d i ma na ud ar a d en g a n ke cep a ta n v me n g a la mi p e mi nd a h a n vo l u me u n t u k set iap sa t ua n wa k t u , ya n g d i seb u t d e n g a n al ira n vo l u me V seb a g ai p ers a ma a n: V = vA (Eric H a u, W i nd T urb in e s F u nd a me n ta l s 2 0 0 5 : 8 1 ) Di ma n a: 3

V : laj u vo l u me ( m / s) v : ke cep a ta n a n gi n ( m/ s )

287


2

A : l ua s ar ea sap ua n r o t o r ( m ) Sed a n g k a n al ir a n ma s sa d e n ga n ke cep a ta n ud ar a p seb a g ai: m = ρ Av (Eric H a u, W i nd T urb in e s F u nd a me n ta l s 2 0 0 5 : 8 2 ) P ersa ma a n -p er s a maa n d iata s me n u nj u k ka n e n er gi ki ne ti k d a n a lir a n ma s sa ya n g mel e wa t i s ua t u p e na mp a n g me li n ta n g A seb a gai e ne r g i P : P = 0 .5 ρ A v 3 (Eric H a u, W i nd T urb in e s F u nd a me n ta l s 2 0 0 5 : 8 2 ) Di ma n a : P : d a ya me k a n i k ( W ) v : ke cep a ta n a n gi n ( m/ s ) ρ : d en si ta s u d ar a ( ρ r a ta -r a ta : 1 ,2 3

k g/ m ) Kare n a se tiap j e ni s t ur b i n a n g i n me mp u n yai kar a k ter is ti k a er o d i n a mi k a ya n g u ni k , ma ka fa k to r d a ya seb a g ai fu n g si d ar i T S R u n t u k se ti ap j e ni s tu rb i n a n gi n j u ga b er b e d a -b ed a. De n g a n me ma s u k ka n fa k to r d a ya Cp , seb a g ai ma n a d ij el as k a n s eb el u mn ya, ga ya me k a ni k a k t ua l ya n g d ap a t d ip ero l e h d ar i e ner g i ki ne ti k p ad a an g i n me nj ad i: P = Cp r 0 .5 ρ A v 3 (Eric H a u, W i nd T urb in e s F u nd a me n ta l s 2 0 0 5 : 9 8 ) P ara met er ut a ma ya n g me mp e n gar u h i Cp ad ala h: j u ml a h b ila h s ud u, p a nj a n g ch o rd b ila h s ud u , kar a kt eri st i k a er o d i n a mi s b i la h s ud u, NR E L me na mb a h ka n ke ma mp ua n s eb ua h SKE A j u ga d ib a ta si o l e h r u gi -r u g i p ad a ge n era to r d a n s is te m tr a n s mi s i. Tip Sp eed Ra tio Tip sp e ed ra tio ( r a si o ke cep a ta n uj u n g ) ad al a h r a sio k ecep a ta n uj u n g ro to r t er had ap k ecep at an a n gi n b eb a s. U nt u k k ecep ata n a n g i n no mi n a l ya n g tert e nt u, tip sp e ed ra t io a ka n b erp e n gar u h p ad a ke cep ata n p u tar ro to r. T urb i n a n g i n t ip e l if t a ka n me mi li k i t ip sp eed ra t io ya n g r e la ti f leb i h b es ar d ib a nd i n g k a n d e n ga n t ur b i n a n gi n t ip e d ra g . T ip e sp e ed ra tio d ih it u n g d e n ga n p ers a maa n : λ= π Dn /6 0 v (Eric H a u, W i nd T urb in e s F u nd a me n ta l s 2 0 0 5 : 9 4 ) De n ga n :

288

λ = tip e sp eed ra tio D = d ia me ter ro to r ( m) n = p uta ra n ro to r (rp m) v = kec ep at a n a n g i n ( m/ s) Pe mi l iha n Si st e m T ra n s mi si Da y a Ket i ka p ut ara n ro to r d an d a ya mo to r s ud a h d ite n t u ka n, ma ka ge n era to r ya n g d i g u na ka n d ip il i h. Ge nera to r ya n g ter sed i a di p a sar an me mi li k i kar a kt eri st i k ya n g b er b ed a sa t u s a ma lai n. Se tiap ge n erato r me mi l i k i ko nd is i kerj a ma si n g - ma s i n g. U nt u k me n er u s ka n d a ya ya n g d ih a si l ka n ro to r ke g en era to r, p er l u si s te m tra n s mi s i ya n g ko n fi g ura si n ya d is es u ai ka n d e n ga n k eb u t u ha n d a ya ya n g d it ra n s mi s i ka n, p u tara n , dan ko n fi g ura si t urb i n an g i n. S i ste m tra n s mi s i d a ya d ap at d ik elo mp o k k a n me nj ad i t i ga ke lo mp o k me n ur ut r as io p ut ara n ma s u ka n d a n kel uar a n n ya ya i t u: 1 . Di re ct d r ive 2 . S p eed R ed u c in g 3 . S p eed In cr ea s in g Di rec t D r ive ya n g d i ma k s ud ad a la h tra n s mi s i d a ya la n g s u n g d e n ga n me n g g u n a ka n p o ro rs d a n p a sa n g a n ko p li n g. Ya n g p e nti n g d ala m s is te m tra n s mi s i d i re ct d r iv e a d ala h tid a k ad a p en ur u n a n at a u p e n i n g ka ta n p u tara n. Si st e m tra n s mi s i sp e ed red u c in g ad al a h si s te m tra n s mi s i d a ya d en g a n p e n ur u n a n p ut ara n, p u tar a n kel u a r leb i h re nd a h d arip ad a p ut ara n ma s u k. S i ste m tra n s mi s i i ni d i g u na k a n u nt u k me n i n g ka t ka n mo me n ga ya . Ya n g tera k h ir ad ala h s i ste m tra n s mi s i sp eed in c rea sin g , ya it u p u tar an ke l uar leb i h ti n g gi d ar i p u tara n ma s u k, t erj ad i ke n ai ka n p ut ara n d e n g an ko ns e k ue n si mo me n ga ya kel u ar me n j ad i leb i h ke ci l. P ad a p en erap a n n ya , si ste m tra n s mi s i d i rec t d riv e ha n ya me n g g u n a ka n p o ro s d a n ko p l i n g j ika d ip erl u k a n. Ko n s tr u ks i d ire ct d ri ve leb i h s ed er ha n a d ib a nd i n g k a n ya n g lai n n ya d a n t id a k me me rl u ka n b a n ya k rua n g . Sed a n g k a n u n tu k p e ne rap a n si s te m tra n s mi s i sp ee d r ed u cin g d a n sp eed in c rea s in g d ip e rl u ka n me ka n is me p en g ub a h p utar a n s ep er t i p as a n ga n ro d a gi g i, ata u s ab u k d a n p u l i. T urb i n a n gi n ya n g p u tar an ro to r n ya b erad a d a la m s ela n g p u tara n k erj a ge n era to r, ma k a tra n s mi s i d a ya ya n g d ig u n a ka n ad a la h d ir e ct d ri ve , ro to r me n g g era k k a n ge n e rato r se cara


la n g s u n g. Sed a n g k a n t r an s mi s i sp e ed in c rea sin g kar e n a p ad a u mu mn ya p ut ara n ya n g d ip er l u ka n ge n er ato r leb i h ti n g gi d ar ip ad a p u tar a n r o to r . Ge ner ato r ad ala h p erala ta n ele k tro ni k a me ka ni k ya n g me n g ub a h b esa ra n e ner g i me k a ni k me nj ad i e ner g i li str i k ar u s b o la k -b al i k. Keb a n ya ka n Ge ner ato r me n g g u na ka n ro ta t in g ma g n et ic f ield , a k a n te tap i ad a k al a n ya alt er na to r li n ear d i g u na k a n. Pa da p ri ns ip n ya, se ti ap ge ne r ato r AC d ap a t d is eb ut seb a gai al ter na to r , a ka n te tap i is ti la h t er s eb ut ser i n g d isa ma art i ka n d en g a n me si n p utar a n kec il ya n g d ik e nd a li ka n o l e h a u to mo ti f at a u me s i n p e mb a kar a n i nt er na l. S a la h s at u co nto h, alt er na to r d i g u na ka n seb a ga i me s i n p e mb a n g ki t li s tr i k ar u s b o la k -b al i k d en g a n te n a ga t ur b i n uap ya n g s eri n g d ik e na l seb a g ai t ur b o -a l ter na to r .

METODE PENELITIAN

P ene li ti a n i n i re nc a na n ya a ka n d ila k sa n a ka n p ad a b u la n Ag u s t u s 2 0 1 2 sa mp ai d e n ga n Mare t 2 0 1 3 . P e mb uat a n ko mp o n e n ra n ca n g b a n g u n k i nc ir a n gi n d an p e n g uj i a n lab o ra to r iu m d i k erj a ka n d i B e n g ke l P o li te n i k Ne ger i J e mb er sed a n g k a n p e n g uj ia n lap a n g d ila k sa n a ka n d i d aer a h la ha n tad a h h uj a n d i s e ki tar p e s is ir K ab up a te n Si t ub o nd o . A.

PENDEKATAN DESAIN B erd as ar ka n meto d e Ger ha rd t P ah l dan W o l fg a n g B ei tz, ma ka sp e si fi ka s i ya n g d i b ua t terd ir i d ari d ua ka te go r i u mu m ya n g h ar u s d i mi l i ki o le h u ni t ki n cir a n gi n mu ltib lad e H AW T b erti n g k at i ni , ya it u : - Ke har u sa n ( De ma nd s) d is i n g ka t D, ya it u s yara t mu t la k ya n g har u s d i mi li k i k i nc ir, b il a tid ak t erp e n u h i ma k a me si n me r up a ka n so l u si ya n g tid a k d it eri ma - Kei n g i na n (W i s he s) d is i n g ka t W , ya it u s yar at ya n g ma s i h d ap a t d ip ert i mb a n g k a n ke b erad aa n n ya ag ar j i ka mu n g k i n d a p at d i mi li k i o le h ki n cir a n gi n ya n g d ira nc a n g.

B er i k ut ad a la h d a f tar sp es i fi ka s i d ar i me s i n ya n g d i ma k s ud : KATAGORI D W D D D D D D D D D D D D W D D W D D W D D D

KATAGORI KINCIR ANGIN MULTIBLADE HAWT PERSYARATAN RESPONSIBILITAS GAYA 1. Mempunyai gaya gesek 2. Mempunyai gaya tekan 3. Mempunyai gaya puntir 4. Terjadi gaya gesek dan tekan yang tetap KINEMATIKA 1. Arah gesek tetap 2. Arah tekan tetap 3. Arah gaya puntir 4. Mekanismenya mudah beroperasi 5. Menggunakan transmisi untuk keuntungan mekanis GEOMETRI 1. Panjang Blade 150 cm 2. Lebar Blade sekitar 25 cm 3. Jumlah blade 6 buah 4. Dimensi dapat dirubah 5. Tinggi menara 600 cm ENERGl 1. Mengunakan tenaga angin 2. Debit pompa air 8 liter/menit MATERIAL 1. Mudah didapat 2. Murah harganya 3. Baik mutunya 4. Tahan terhadap korosi 5. Sesuai dengan standar umum 6. Memiliki umur pakai yang panjang

289


D

D W D D D D

7.

Mempunyai sifat mekanis yang baik

ERGONOMI 1. Sesuai dengan kebutuhan 2. Mudah dipindahkan 3. Tidak bising 4. Mudah dioperasikan PENGGUNAAN 1. Petunjuk pengoperasian mudah dimengerti 2. Petunjuk pengoperasian dalam bahasa Indonesia 3. Petunjuk pengoperasian mudah dipahami

W D D W D D D W W D D W D D

KESELAMATAN 1. Konstruksi harus kokoh 2. Bagian yang berbahaya harus ditutup 3. Tidak menimbulkan polusi PRODUKSI 1. Dapat diproduksi oleh bengkel kecil 2. Suku cadang mudah di dapat 3. Suku cadang murah 4. Biaya produksi relatif rendah 5. Dapat dikembangkan kembali PERAWATAN 1. Biaya perawatan murah 2. Perawatan mudah dilakukan 3. Perawatan secara berakala TRANSPORTASI 1. Mudah dipindahkan 2. Tidak memerlukan alat khusus untuk mengangkat

Dar i u r uta n p r o s es d iat as , ma k a sec ar a f u n gs io na l u ni t ki nc ir an g i n mu l tib lad e H AW T me mi li k i ko mp o n e n ya n g b er f u n g si seb a ga i b eri k ut : a. B lad e k i nc ir a n gi n tip e mu l tib lad e H AW T b . P en ya n g g a c. B an ta la n P o r o s d . T rans mi si p e ner u s d a y a d ar i p o ro s b lad e k i nc ir a n g i n ke p o mp a ai r e. P e mb e r at f. P o mp a to r a k. B.

PE N GUJ I AN Set el a h r a nc a n ga n ki n cir a n g i n d ib uat ke mu d ia n d il a k u ka n p e n g uj ia n u nt u k me n g et a h ui p er f o r ma nce ki nc ir ter seb ut . P e n g uj ia n d i Lab o r ato r i u m me lip u ti Uj i S tr u kt ur a l dan Uj i F u n gs io na l. Uj i str u k tu r al b er t uj ua n u nt u k me n ge ta h u i ke k u ata n at a u ke ko ko h a n ti ap ko mp o ne n a ta u b a g ia n ala t p ad a saa t ko nd i s i ad a b eb a n d a n 290

d io p era si k a n. S ed a n g ka n uj i fu n g s io na l b ert uj u a n u n t u k me n g et ah u i fu n gs i t iap ko mp o n e n at a u b a gi a n - b ag ia n n ya , b ai k fu n g si p e r b a gi a n ma up u n fu n g si sec ara terp ad u k ai ta n a n tar b eb erap a ko mp o n e n. Ke mu d i a n d i la k u k a n p en g uj i a n d i lap a n ga n ya n g me lip u ti ; uj i ad ap ta si , uj i fu n g sio n al, d a n uj i ver i fi k a si. Pela ks a na a n P eng uj ia n K in ci r A ng in Ala t : - Sto p wac t h - T acho me ter - Flo w ud ar a - E mb er - Gel as u k ur


B a ha n: -

Ker t a s H VS

Va ria b le P eng uj ia n P ara met er ya n g d ia ma ti p ad a p e n g uj ia n ki n cir a n gi n i ni a d a la h seb a g ai b eri k ut :  Kecep at a n a n g i n  Dia me t er b a ld e

    

J u ml a h b l ad e Rp m b lad e B ed a head p e mo mp aa n Dia mt er p o mp a to ra k Deb i t a ir

Peng o la ha n da ta Dal a m p e n go la h a n d ata ke mu d ia n d ih it u n g d eb i t ai r ya n g d ih a si l ka n o l e h p o mp a to ra k p ad a k ecep a ta n a n g i n tert e nt u

K O N SE P R AN CA N G A N

Gambar 1. Konsep Rancangan Kincir Angin Multiblade HAWT HASIL DAN PEMBAHASAN A. De sa i n F u ng s io na l B ag ia n -b a g ia n a ta u ko mp o ne n d a n fu n g si ko mp o ne n me si n p e mer as sar i b ua h j er u k se car a ko n t in y u i ni a nt ara lai n : 1 . P en ya n g g a B er f u n g s i seb ag a i p en ya n g g a b eb a n d ar i b eb erap a ko mp o n e n l ai n s ep er t i b l ad e , p o r o s, b ear i n g, ker a n g ka p o ro s, cr a n k d a n b e s i p e n ar ik , ga ya se n tr i f u g al d a n ga ya an g i n . Ker a n g k a ya n g d i g u na k an s ud a h k ua t d a n ko ko h u n t u k me na h a n b eb a n d ar i b eb er ap a k o mp o ne n p ad a saa t ki n cir a n gi n b ek erj a. 2 . B lad e B er f u n g s i s eb a g ai p e mu tar poros untuk me n g g er a k k a n cr a n k d an p o mp a to r a k. B lad e ya n g

d ig u n a ka n d ap at b e rfu n g si d en g a n b ai k d a n d a y a ya n g d ig u n a ka n s ud a h c u k up u nt u k me n g g era k k a n p o mp a d an me n ai k k a n a ir. 3 . P o ro s B erfu n g s i s eb a g ai p en ya l ur te n a ga ya n g me n g h u b u n g ka n a n tar a b lad e d an cra n k p o mp a air. P o ro s ya n g d i g u na ka n s ud a h cu k up k ua t u nt u k me n eru s k a n p ut ara n. 4 . B eari n g B erfu n g s i b a nt ala n p o r o s ag ar p uta ra n n ya d ila nj u tk a n ke cra n k p o mp a. B ear i n g ya n g d ig u n a ka n d ap at b e rfu n g si d en g a n b ai k d a n k ua t d ala m me n ya l ur k a n p ut ara n d ari b lad e. 5 . Cra n k

291


6.

7.

8.

9.

B er f u n g s i me n er u s k an p ut ar a n u n t u k me mu t ar en g ko l. P o r o s ya n g d i g u na ka n sud a h k ua t d a n ko ko h s er t a d ap at me n ya l ur k a n p ut ar a n d en g a n b ai k. T uas P e nar i k B er f u n g s i p e n ya l ur te na ga ge r a k d ar i cran k me nj ad i ger a k n ai k t ur u n p ad a p o mp a to r a k. T u as p en ari k d ap at b er f u n g si d e n g a n b ai k d an d ap at me n ar i k d an me n e ka n t ua s p o mp a to r ak. P o mp a T o r a k B er f u n g s i me na i k ka n a ir d ar i s u mu r ke bak p en a mp u n ga n. P o mp a to ra k b er f u n gs i d e n ga n b a i k d ala m me la k u k a n p e mo mp aa n a ir p ad a b ed a head 7 m. T ens io n Klep B er f u n g s i seb a g ai k l ep sea r a h a lir a n ai r ya n g d ip o mp a ka n. T e n sio n kl ep b er f u n gs i d e n g a n b ai k ya it u me n g h i sap air ya n g ma s u k d a n me n a ha n k e mb a li n ya air, se h n g ga a ir ma s u k p a d a p ip a p e ma s u ka n. P e mb e r at B er f u n g s i s eb a g ai p en ye i mb a n g ga ya t ar i k p ad a

saa t l a n g ka h hi s ap d ari p o mp a to ra k. P e mb era t b e rfu n g si d en g a n baik untuk me n ye i mb a n g ka n te na g a p utar d ari b lad e. B.

De sa i n Str u ktu ra l B erd as ar ka n ha si l p e mb ua ta n ki n cir a n gi n d ip ero l eh s ua t u b en t u k me s i n ya n g si ap d ig u n a ka n, p era nca n g a n i ni d il a k u ka n me lip u ti se l ur u h b a g ia n ya n g ad a p ad a ki nc ir a n g i n. B a g ia n -b a g ia n ter seb ut me lip u ti : 1 . P en ya n g g a Kera n g k a terb u at d a ri b es i si k u 5 0 . 5 0 . 5 ya n g arti n ya b e s i si k u t ers eb ut me mp u n yai leb ar si s i ya n g sa ma ya k n i 50 mm dan ke teb a la n 5 m m. d i me n si ker a n g ka ad a la h p a nj a n g 1 0 0 m m, l eb ar 1 0 0 m m d a n ti n g g i 600 mm. K era n g ka j uga d ile n g k ap i d e n ga n d ud u ka n u ni t b l ad e dan tra n s mi s i. Kera n g k a d ir an ca n g sed e mi k ia n r up a a g ar ma mp u me n a ha n se g al a j e n i s b a ha n. Dal a m fu n g s i n ya, k era n g ka s ud a h ma mp u me na h a n b eb a n ya n g t erj ad i p ad a sa at k i nc ir an g i n b e k erj a.

6000

292


2 . B lad e B lad e te r b uat d ar i p lat al u mi n i u m 1 m m d e n ga n u k ura n p anj a n g 1 5 0 0 m m d e n g a n leb ar 2 5 0

m m. B lad e b e rb e nt u k me le n g k u n g u nt u k ke k ua ta n ter h ad ap ga ya an g i n. 4 5

250

0

15000 3. Poros P o r o s ter b u at d ar i b e si as b er d ia me t er 1 ,2 5 d i m, d en g a n p anj a n g 1000 m m. P o ro s me n er u s ka n p ut ar a n b l ad e k e p ut ar a n cr a n k . P ad a p o ro s tej ad i g a ya p u n tir d a n t a r i k. 4 . B ear i n g B ear i n g ya n g d i g u n a k an j eni s b e ar i n g d ud u k, u k ura n n ya se s ua i d e n g a n u k ur a n p o ro s d en g a n d ia me ter d a la m 1 ,2 5 d i m. 5 . Cr a n k Cr a n k ter b ua t d ar i b e si si k u 5 x 5 c m, b e r fu n g si seb a g a p o r o s e n g ko l u nt u k me n g ub a h p ut ar a n r ad ial k e

p ut ara n v ert i ka l. S eh i n g ga p ad a cr a k t erd ap at as p en ari k d an p e mb er at. 6 . T uas P e nari k T uas p e nar i k d ib u at d a ri b es i p ip a 0 , 5 d i m d en g a n p anj a n g 5000 m m. T uas p en ari k me n g h ub u n g k a n cra n k d en g a n p o mp a to ra k . 7 . P o mp a T o ra k P o mp a to ra k t erb ua t d a ri p ip a b e s i u k ura n d i a mt er 4 d i m. P o mp a to r a k b ek erj a u nt u k me na i k ka n a ir s u mu r ke b ak p e n a mp u n ga n. D e b it air ter ga n t u n g p ad a d ia me ter p o mp a dan p anj a n g la n g ka h n ya .

293


8 . T ens io n Klep T ens io n k lep ya n g d ig u n a ka n ad ala h b er d ia me t er 1 ,2 5 d i m, b er f u n gs i u n t u k me n a ha n ai r ke mb al i keb a wa h, se la i n i t u b er f u n gs i u n t u k me n ya ri n g air ya n g ma s u k. 9.

P e mb e r at P en g ger a k mu l a a ta u s u mb er p utar a n d ar i m es i n p e mer a s s ar i b ua h j er u k i ni me n g g u n a ka n mo to r li s tri k 1 HP d e n ga n p u tar a n 1 4 0 0 r p m. Mo to r li s tr i k y an g d ig u n a ka n s ud a h ma mp u u nt u k me mu t ar e n g ko l d an me la k u k a n p e me r a sa n p ad a p is to n p e n g ep r e s.

C.

Peng uj ia n Ha si l p e n g uj ia n ki nc i r in i me n u nj u k ka n b a h wa se c ar a str u k t ura l

se mu a b a g ia n me mp u n ya i ko n tr u ks i ya n g ko ko h, sed a n g ka n s eca ra fu n g sio n al se tiap b a gia n d a n sec ar a teri n te gr as i b er fu n g s i d e n ga n b ai k. Peng o pe ra s ia n K i nc ir Ang in Car a p e n go p era s ia n ki n cir a n gi n i ni ad ala h s eb a ga i b er i k ut : 1 . Seb e l u m d io p era si ka n, ko mp o n e n k i nc ir a n gi n d ii ns ta l terl eb i h d a h ul u 2 . Mu r b a ut d ip er i ks a dan d ik e nca n g k a n b i la p erl u . 3 . Gel as u k ur d ip er s iap ka n d a n d ite mp at k a n d is al ura n p en g el ua ra n p o mp a a ir. 4 . Sto p wa t h d ip ers iap k a n 5 . Flo w me ter d ip er s iap ka n 6 . B lad e d ilep a s i ka ta n n ya d a n d ib iar k a n b erp u tar. 7 . P ut ara n b lad e a ka n me n ari k t ua s p o mp a to ra k s e hi n g ga m en g h i sap air p ad a s u mu r d a n d i s l ur ka n ke b ak p e na mp u n g

Dat a H as il P e n g uj ia n Ki nc i r An g i n P ad a B ul a n O kto b er - No p e mb er 2 0 1 2 No

Parameter

Pen gukuran

1.

K e c e p a t a n An g i n

2.

Diamater blade

3.

Jumlah blade

6 buah

4.

Rpm blade

20 - 60

5.

Beda head pemompaan

7 m

6.

Diameter pompa torak

4 dim

12.

2-7 m/det 3 m

Panjang langkah

12 cm V = 2,5 m/dt, 22 RPM,

13.

Debit air

Q = 4 liter/menit V = 4 m/dt, 40 RPM, Q = 8 liter/menit

D. Sp es if i ka si K i nc ir Ang i n y a ng d i ha s il ka n Sp e si fi ka si ki nc ir a n g i n ya n g te la h se le sa i d ib u a t i n i ad a la h s eb a ga i b er i k ut : Di me n s i P e n ya n g g a : 1 0 0 0 Dia me t er b l ad e J u ml a h b l ad e P ut ara n b lad e Kecep at a n An g i n P anj a n g l a n g ka h p o mp a Deb i t a ir p o mp a

294

mm x 1000 mm x 6000 mm : 3000 m : 6 b ua h : 2 0 – 6 0 RP M : 2 – 7 m/ d e ti k : 120 mm : 4 – 8 li ter / me n it


KESIMPULAN DAN SARAN

A. K E S IM PUL AN B erd as ar ka n h as il p e ne li tia n d ap a t d i s i mp ul k a n b ah wa : 1 . P ro to tip e ki n cir a n gi n m e mp u n ya i sp es i fi k as i se b ag ai b eri k u t: SP E SI FIK A SI : Di me n s i P e n ya n g g a : 1000 mm x 1000 mm x 6000 mm Dia me t er b l ad e : 3000 m J u ml a h b l ad e : 6 b ua h P ut ar a n b lad e : 2 0 – 6 0 RP M Kecep at a n An g i n : 2 – 7 m/ d e ti k P anj a n g l a n g ka h p o mp a : 1 2 0 m m Deb i t a ir p o mp a : 4 – 8 li ter / me n it 2 . F a kto r ya n g me mp e n gar u h i k i nerj a k i nc ir a n gi n ad ala h kec ep a ta n a n gi n , u k ur a n d a n j u mla h b lad e, s ud ut b lad e, u k ura n d a n p a nj a n g la n g ka h p o mp a to ra k.

B.

SA RA N P er l u p e n g e mb a n ga n ki nc ir a n g i n d e n ga n tra n s ms i p u tar a n ya n g leb i h cep a t, ked ala ma n d a n d eb i t a ir ya n g leb i h b e sar .

DAFTAR PUSTAKA . LAP AN. J a k ar t a AW S Sci e nt i fi c,I nc. (1996), W i nd Re so urc e As se s s me n t Ha nd b o o k , N RE L, US A. D n v/ Ri so . ( 2 0 0 2 ) . G u id el i ne s fo r De si g n o f W i nd T u r b in e s 2 nd Ed it io n. J yd s k Ce n tr altr yk k e ri, De n mar k Frer ei s L. L ( 1 9 9 0 ) , W ind E n er g y Co n ver s io n S ys t e ms , P rent ic e Hal l, NY U S A.

J o p Va n Me el a nd P au l S mu ld e rs (1 9 8 9 ), W i nd P u mp i n g , A Ha nd b o o k, T he W o r ld Bank, W as h i n gto n, D C. N urtj a hj o mu lj o . Ra nc an g Bangun Ge ner ato r T urb i n An gi n T ip e Ak s ia l K ap a si ta s 2 0 0 W . LAP AN . J aka rta Si to mp ul R. (2 0 1 1 ). Mo d ul P e la ti ha n P ener ap a n E ner g i T erb ar u ka n . P NP M Ma nd iri. J a kar ta So ep r io no . (2 0 1 1 ). P o te ns i dan P en ge mb a n ga n E ner gi An gi n d i Ind o ne s ia

295

Oleh: ANANG SUPRIADI SALEH dan YULI HANANTO *)

Recommend Documents