PERANCANGAN TURBIN ANGIN TIPE SAVONIUS L SUMBU VERTIKAL
Hendra Darmawan Penulis, Program Studi Teknik Elektro, FT UMRAH,
[email protected] m Ibnu Kahfi Bachtiar ST, M.Sc Dosen Pembimbing, Program Stui Teknik Elektro, FT UMRAH,
[email protected] ABSTRAK Tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah membuat turbin angin t ipe Savonius L sumbu vertikal sebagai pembangkit terbarukan, dimana energi angin belu m dimanfaat kan dengan baik. Rata-rata kecepatan angin di daerah kota Tanjungpinang perharinya sekitar 4 m/s sampai 6 m/s serta kecepatan maksimu m sebesar 10,13 m/s. Maka turbin angin tipe Savonius L adalah salah satu tipe turbin angin yang membutuhkan kecepatan angin yang rendah untuk beroperasi. Tempat penelitian dilaku kan di dua lo kasi antara lain di Do mpak dan di Senggarang Kota Tanjungpinang Kepulauan Riau. Metode yang digunakan adalah menggunakan metode pengukuran kecepatan angin serta RPM (Rotasi per Menit) yang di hasilkan o leh turbin, kemud ian menambahan motor AC serta pembebanan agar diketahui berapa daya (watt) yang dihasilkan oleh turbin, dari hasil pengujian maka dapat disimpulkan turbin mampu menyalakan beban sebesar 3 watt Kata kunci : Pembangkit terbarukan, Turbin angin, Savonius L, RPM (Rotasi per Menit)
I. PENDAHULUAN
dengan alasan kurangnya daya listrik untuk
A. Latar Belakang
daerah Kepulauan Riau khususnya kota
Kepulauan Riau merupakan salah
Tanjungpinang.
Pengembangan
sistem
satu wilayah Indonesia yang mempunyai
pembangkit terbarukan merupakan langkah
wilayah marit im yang sangat luas, dengan
awal dalam mengatasi krisis energi yang
luas wilayah terdiri dari 5 kabupaten dan 2
dialami oleh kota Tanjungpinang, salah
kota, 66 kecamatan serta 141 kelurahan, 275
satunya adalah pembangkit listrik tenaga
desa dengan ju mlah 2.408 pulau besar dan
angin,
kecil yang
dimanfaatkan dengan baik.
30%
berpenduduk. sebesar
belu m bernama
Adapun
252.601
luas
wilayahnya
angin
belu m
Kecepatan dan arah angin merupakan salah satu kunci dimana dalam mendesain
merupakan lautan dan hanya sekitar 5%
blade turbin angin agar lebih optimal
daratan
pantai
sehingga bisa didapatkan daya (watt) yang
diperkirakan 2.367,6 km, dengan potensi
akan dihasilkan oleh perputaran blade pada
garis pantai yang sangat luas maka potensi
turbin angin. Rata-rata kecepatan angin
sumber energi yang dimiliki oleh Provinsi
didaerah kota Tanjungpinang perharinya
Kepulauan Riau tentunya sangat berlimpah.
sekitar 4m/s sampai 6m/s serta kecepatan
memiliki
sekitar
energi
95%
serta
km²,
dan
dimana
garis
Kondisi daerah Kepulauan Riau saat
maksimu m
sebesar
10,13m/s
(BMKG
ini terjad i krisis energi, pemadaman listrik
Tanjungpinang, 2014), ju mlah blade akan
dilakukan secara bergilir, hal in i dilakukan
sangat berpengaruh pada daya (watt) yang
1
akan dihasilkan. Sudut pada turbin angin
kajian terdahulu diperlukan agar proses
merupakan salah satu ko mponen utama yang
penulisan dilakukan agar leb ih optimal. Ada
mempengaruhi turbin menghasilkan putaran
beberapa kajian penelitian yang sudah
maksimal. Menurut Rusnoto dan Laudi
dilakukan penulis - penulis sebelumnya,
Sofani (2010) dalam penelit ian tentang
diantaranya penelitian yang dilakukan oleh
Pengaruh Susunan Sudut Turbin Angin
Daryanto (2007) dalam penelitian Kajian
Savonius
Pembangkit
terhadap
Karakteristik
Daya
Listrik
Tenaga
Bayu,
Turbin, konsep turbin angin savonius ini
mengatakan pada umu mnya turbin yang
sangat
memiliki
praktis
dan
sederhana,
tidak
ju mlah
blade
yang
banyak,
terpengaruh oleh arah angin dan dapat
memiliki torsi yang besar, sehingga dapat
dioperasikan di daerah pantai.
diketahui bahwa semakin sedikit ju mlah
Eksperimen perbandingan pengaruh
blade pada turbin angin, torsi semakin kecil.
susunan blade pada turbin angin savonius
Penelit ian selanjutnya dilakukan o leh
memberikan hasil yang berbeda dari tiap-
Dewi L, M (2010) yaitu Analisis Kinerja
tiap kecepatan angin pada setiap s usunan
Turbin
blade pada turbin angin yang berbeda yang
Modifikasi
berindikasi pada putaran rotor, sehingga
Optimasi Kinerja Turbin , semakin besar
mempengaruhi karakteristik daya turbin,
sudut kelengkungan turbin, jari-jari turbin
selain itu ju mlah diameter pada turbin angin
semakin
juga
hambat yang dialami turbin pun semakin
mempengaruhi
nilai
RPM
yang
dihasilkan oleh turbin.
Angin
Po ros
Rotor
berkurang, B. Tujuan Penelitian
Savonius
besar, ini
besar sehingga
Vert ikal L
menyebabkan
kecepatan
besar
dengan untuk
gaya
putar turbin
jari-jari
turbin
mempengaruhi besar torsi, namun putaran
Penelitian ini bertujuan :
yang dihasilkan turbin semakin kecil, tetapi
1. Merancang turbin angin tipe Savonius L
penelitian yang dilakukan o leh Dewi L, M
sumbu vertikal.
(2010) hanya menggunakan jari-jari turbin
2. Merancang turbin angin yang sesuai
yang relatif kecil yaitu 7,3 cm, dan proses
untuk kecepatan angin rendah yaitu
percobaan masih menggunakan kipas angin
turbin angin tipe Savonius L.
sebagai
3. Menambahkan beban berupa lampu pada
sumber
angin
agar
mudah
melakukan pengukuran angin menggunakan
tahap akhir proses pengujian turbin.
anemometer. Sudut pada turbin angin merupakan
II. KAJIAN LITERATUR
salah
satu
komponen
utama
yang
A. Penelitian Terdahulu
mempengaruhi turbin untuk menghasilkan
Penelit ian terdahulu merupakan salah
putaran maksimal. Menurut Rusnoto, dan
satu referensi yang diperlu kan oleh penulis
Laudi Shofan i (2010) dalam penelitian
dalam menyelesaikan tulisan. Selain itu,
tentang Pengaruh Susunan Sudut Turbin
2
Angin Savonius terhadap Karakteristik Daya
yang lebih maksimal sehingga blade dapat
Turbin, konsep turbin angin savonius ini
berputar
sangat
tidak
pengambilan data mencari debit air yang
terpengaruh oleh arah angin dan dapat
maksimu m dari pengujian kecepatan angin 1
dioperasikan di daerah pantai. Eksperimen
m/s sampai dengan 4 m/s diperoleh debit air
perbandingan pengaruh s usunan blade pada
yang paling tinggi.
praktis
dan
sederhana,
dengan
baik
pula,
dalam
turbin angin savonius memberikan hasil yang berbeda dari tiap-tiap kecepatan angin
B. Landasan Teori
pada setiap susunan blade pada turbin angin
Terdapat
beberapa
teori
yang
yang berbeda yang berindikasi pada putaran
dibutuhkan agar proses penulisan men jadi
rotor, sehingga mempengaruhi karakteristik
lebih mudah. Berikut adalah beberapa teori
daya turbin.
pendukung sekaligus acuan penulis dalam
Penelit ian berikutnya yang dilaku kan
menyelesaikan penelitian.
oleh Adityo Putranto dkk (2011), yaitu
1. Turbin Angin
tentang Rancang Bangun Turbin Angin
Turbin angin d iklasifikasikan dalam
Vertikal untuk Penerangan Ru mah Tangga.
dua tipe yaitu sumbu horizontal dan sumbu
Hasil yang diperoleh dari penelitian tersebut
vertikal. Su mbu horizontal, memiliki blade
adalah turbin angin dapat membangkitkan
atau kipas yang berputar sejajar dengan
daya lampu sebesar 6 watt. Penelitian
tanah, sedangkan pada sumbu vertikal
tersebut menggunakan 6-blade turbin angin
memiliki blade atau kipas
dengan mengansumsikan nilai RPM sebesar
tegak lurus ke tanah, namun sangat sedikit
40 RPM dan kecepatan angin sebesar 6,3
turbin angin dengan sumbu vertikal yang
m/s.
tersedia
secara
yang berputar
ko mersial d ibandingkan
Salah satu fungsi turbin angin adalah
dengan sumbu horizontal. Setiap des ain
sebagai penggerak pompa air. Menurut
rotor memiliki kelebihan dan kekurangan,
Slamet Riyadi dkk (2013) dalam penelitian
dibawah
tentang Turbin Angin Poros Vert ikal untuk
kekurangan
Penggerak Po mpa Air, hasil penelitian
horizontal dan turbin angin sumbu vertikal.
diperoleh data yaitu daya terbesar turbin
ini
merupakan dari
Keleb ihan
turb in
turbin
keleb ihan angin
angin
dan
sumbu
sumbu
angin poros vertikal 68,32 watt yang
horizontal yaitu memiliki efisiensi yang
menghasilkan debit air sekitar 0,000143
tinggi, dan cut-in wind speed rendah.
m3/s, dengan daya pompa 0,42 watt dan
Kekurangannya,
karakter dari turbin angin poros vertikal ini
memiliki desain yang lebih ru mit karena
dapat berputar jika dikenai kecepatan angin
rotor hanya dapat menangkap angin dari satu
yang rata-rata 3 m/s, sehingga turbin angin
arah sehingga dibutuhkan pengarah angin
poros vertikal in i membutuhkan tempat yang
selain itu penempatan dinamo atau generator
lapang atau tinggi untuk mendapatkan hasil
berada di atas tower sehingga menambah
3
yaitu
turbin
jenis
ini
beban tower. Adapun keleb ihan dari turbin
b. Turbin angin Savonius l
angin sumbu vertikal adalah memiliki torsi tinggi
sehingga
berputar
pada
pengembangan bentuk dari Turbin angin
dinamo
atau
Savonius, pada Turbin angin Savonius L
generator dapat ditempatkan dibagian bawah
aliran udara pada sisi b ilah yang lurus lebih
turbin sehingga mempermudah perawatan,
besar dibandingkan pada sisi bilah lengkung
tidak
seperempat lingkaran (Soelaiman, 2006).
kecepatan
dapat
Turbin angin savonius L merupakan
angin
berisik,
rendah,
dan
kerja
turb in
tidak
dipengaruhi arah angin. Kekurangannya
Lihat gambar 2 :
adalah kecepatan angin dibagian bawah sangat
rendah
sehingga
apabila
tidak
memakai tower akan menghasilkan putaran yang rendah, dan efisiensi lebih rendah dibandingkan turbin sumbu horizontal. Aspek yang paling penting pada desain blade atau kipas pada turbin angin adalah
merancang
blade
yang
Gambar 2. Contoh Blade dan Arah Angin
bisa
pada Turbin Savonius L
mengambil energi angin secara optimal, baik
(Sumber: Soelaiman, 2006)
dalam kondisi kecepatan angin yang rendah maupun dalam kecepatan angin yang tinggi.
2. Menghitung
efisiensi
rotor
pada
turbin angin a. Vertical axis wind turbine (VAWT)
Efisiensi pada
Vertical axis wind turbine (VAWT)
daya
rotor dapat
dihitung dengan menggunakan rumus:
merupakan turbin angin yang memiliki
Efisiensi: Ƞwt =
gerakan poros dan rotor sejajar dengan arah
(1)
Keterangan rumus: Ƞwt : Efisiensi
angin, sehingga rotor dapat berputar pada
Pt : Power Turbine
semua arah angin. Terdapat berbagai tipe
Pw : Power Wind
dari Vertical axis wind turbine (VAWT),
adalah daya yang terdapat pada angin:
gambar 1 merupakan beberapa contoh dari
P(w) = ½ (ρvA) (v 2 ) = ½ ρAv 3
Vertical axis wind turbine (VAWT).
(2)
Keterangan rumus: ρ : massa jenis udara A : Luas permukaan turbin v: kecepatan udara Sedangkan
adalah
daya
yang
terdapat pada turbin angin: Gambar 1. Savonius Rotor, Darrieus
Pt =
Rotor, H-rotor (Sumber:www.sihana.staff.ugm.ac.id)
4
3
(3)
3. Airfoil
4. Teori momentum elementer betz
Airfoil adalah suatu bidang seperti sayap
Energ i mekanik turbin hanya dapat
pesawat terbang yang direncanakan untuk
diperoleh dari energi kinetik yang tersimpan
memperoleh reaksi udara b ila benda tersebut
dalam aliran angin, berarti tanpa perubahan
bergerak di udara. Airfoil yang efisien
aliran
adalah
dibelakang
Airfoil
yang
penampangnya
massa
udara,
turbin
kecepatan
haruslah
angin
mengalami
berbentuk hampir seperti tetesan air, berikut
penurunan, dan pada saat yang bersamaan
adalah gambar bentuk Airfoil:
luas
penampang
haruslah
lebih
yang besar,
dilewat i sesuai
angin dengan
persamaan kontinuitas (Dewi, 2010). Jika v1=
kecepatan
angin
didepan
rotor,
v dan v 2 = kecepatan angin dibelakang rotor, maka daya mekan ik turbin d iperoleh dari selisih energi kinetik angin sebelum dan setelah melewati turbin (lihat Gambar 4).
Gambar 3. Airfoil (Sumber: Manwell,1980)
Bagian bagian Airfoil : 1. Leading edge adalah bagian terdepan dari sebuah Airfoil. 2. Trailing edge adalah bagian yang paling Gambar 4. Kecepatan angin melewati
belakang dari Sebuah Airfoil.
penampang rotor
3. Mean chamber line atau yang biasa
(Sumber: Dutta, 2006)
disebut dengan mean line adalah garis
Dapat diketahui bahwa daya mekanik turbin
yang merupakan tempat kedudukan titiktitik
yang
sama
jauhnya
angin adalah :
terhadap
P
permu kaan atas dan bawah sebuah
t
= ρ (A 1 v 1 3 – A 2 v 2 3 )
(4)
Dari persamaan kontinuitas diperoleh:
Airfoil.
A 1v1 = A2v2
4. Chordline adalah sebuah garis lurus yang
(5)
Sehingga,
yang menghubungkan kedua ujung mean
PT= ρ A 1 v 1 3 – (v 12 – v 2 2 )
line sebuah Airfoil.
(6)
Mensubstitusikan persamaan (5) dengan (6) maka akan diperoleh:
5
PT = m (v 1 2 – v 2 2 )
) (v 1 2 – v 2 2 )
= (
(7)
Keterangan rumus : PT: Power Turbine
= = ρvA (v 1 + v 2 ) (v 1 2 – v 2 2 ) (12)
m: massa udara
Perbandingan daya mekan ik turb in
v : kecepatan udara
dan daya keluaran teoritiknya, yang biasa
Kesimpulan dari persamaan 7 adalah
disebut sebagai faktor daya ( Cp ) adalah:
untuk mendapat daya mekanik maksimu m, v2
harus
bernilai
nol
tetapi
Cp =
pada
kenyataannya tidaklah mungkin. Jika v 2 = 0,
=
(13)
Keterangan Rumus : Cp : Faktor daya
v 1 haruslah bernilai nol yang berart i t idak
Pt : Daya turbin
terjadi aliran udara sehingga tidak ada daya
Pw : Daya angin
yang dihasilkan, untuk mendapatkan daya
ρ: massa jenis udara
maksimu m, maka diperlukan suatu nilai
A: Luas penampang
perbandingan (rasio) antara v 1 dan v2 , untuk
Cp maksimu m d iperoleh apabila
=
mendapatkan rasio ini diperlukan suatu yang menghasilkan nilai sebesar 0,593. Ini
persamaan yang menunjukkan daya mekanik
berarti, meski dengan asumsi ideal, dimana
turbin.
aliran dianggap tanpa gesekan dan daya
Gaya yang bekerja pada turbin : FT = m (v 1 – v 2 )
keluaran
(8)
dihitung
mempertimbangkan
Keterangan rumus : FT : Gaya turbin
digunakan, daya
m: massa udara
dengan jenis
tanpa
turbin
yang
maksimu m yang bisa
diperoleh dari energi angin adalah 0,593
v: kecepatan udara
yang artinya hanya sekitar 60% saja daya
Maka daya turbin adalah: PT = FT v = m (v 1 – v 2 ) v
angin yang dapat dikonversi menjadi daya
(9)
mekanik. Angka ini disebut faktor Betz.
Dari persamaan (8) dan (9) maka diperoleh:
5. Tip speed ratio (TSR)
m (v 1 2 – v 2 2 )= m (v 1 – v 2 ) v
Tip
Speed
Ratio
(TSR)
adalah
m (v 1 + v 2 )(v 1 – v 2 ) = m (v 1 – v 2 ) v
perbandingan antara kecepatan sudut turbin
m (v 1 + v 2 )(v 1 – v 2 )
(ω) dan jari-jari turbin (R) dengan kecepatan angin (
m (v 1 – v 2 ) v = (v 1 + v 2 ) Kecepatan
λ=
(10) aliran
pada
).
Keterangan rumus : λ : Tip Speed Ratio
turbin
sebanding dengan nilai v 1 dan v 2 . Aliran
ωR : sudut turbin
massa udara menjadi:
v w : Kecepatan angin
m = ρvA = (v 1 + v 2 )
(14)
TSR juga dapat diperoleh dengan
(11)
menggunakan persamaan: Daya mekanik turbin menjadi: λ= PT = m (v 1 + v 2 )
6
(15)
Blade tip speed merupakan kecepatan
B. Jenis Penelitian
ujung blade atau rotor, dimana: TSR =
Jenis adalah
(16)
penelitian
dengan
yang
dilaku kan
menggunakan
metode
pengukuran kecepatan angin serta RPM (Rotasi per Menit) yang dihasilkan oleh
Berikut adalah gambar kurva Tip Speed
turbin, kemudian menambah motor AC serta
Ratio (TSR).
pembebanan agar diketahui berapa daya (watt) yang dihasilkan oleh turbin.
C. Alat dan Bahan Penelitian Peralatan
yang
digunakan
dalam
penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Kayu 2. Pipa Gambar 5. Kurva Tip Speed Ratio
3. Bearing
(Sumber: Manwell dkk, 1980)
4. Baut 5. Kabel ties
III. METODOLOGI PENELITIAN
6. Anemometer
Metode penelitian yang dilaku kan adalah
dengan
menggunakan
7. Tacometer
metode
8. Penggaris
eksperimental. Kegiatan yang dilakukan
9. Dinamo
adalah pembuatan turbin angin, setup alat
10. Rantai
dan pengambilan data hasil dari putaran
11. Gear sepeda
turbin angin (Rotasi per Menit ). Pembahasan
12. Besi
pada bab ini adalah lo kasi, waktu penelitian dan metode perancangan.
D. Proses Pembentukan Alat Proses
A. Waktu dan Tempat Penelitian
perangkaian
Tempat penelitian dilaku kan didua
awal alat
adalah
yaitu
seperti gambar
dibawah ini :
lokasi antara lain di Do mpak dan di Senggarang kota Tanjungpinang Kepulauan Riau, hal in i dikarenakan penulis melakukan survei
terhadap
lokasi
angin
yang
memungkinkan untuk melakukan penelitian terhadap turbin angin.
Gambar 6. Panjang Blade
7
melaku kan
Berdasarkan persamaan 16, akan
Pemilihan
diperoleh besar dan panjang blade, yaitu:
sudut
yang
sesuai
merupakan ko mponen pendukung terhadap proses pembuatan turbin. Pemilihan sudut
λ=
pada gambar 8 dilaku kan dengan mencoba berbagai sudut yang memungkinkan untuk memutar
turbin,
sehingga
penulis
Persamaan 16 menjelaskan bahwa
menetapkan 30o merupakan sudut yang
diameter yang digunakan adalah sebesar 98
digunakan pada proses perancangan, selama
cm, hal ini dikarenakan sesuai dengan
melakukan proses pengujian putaran turbin
panjang blade sebesar 61,544 cm.
tetap stabil sehingga dapat disimpulkan bahwa sudut 30o adalah sudut yang tepat untuk turbin angin yang penulis rancang. Jumlah blade yang digunakan adalah empat blade, hal ini berdasarkan pada penelitian yang dilaku kan oleh Zulfikar dkk (2010), apabila menggunakan dua blade maka putaran rotor kurang stabil, jika penulis memilih tiga blade, maka akan mempengaruhi ju mlah watt yang dihasilkan
Gambar 7. Linear bearing
oleh turbin. Pemilihan empat blade adalah solusi yang
Sebagai
pemutar
rotor,
penulis
pada
linear
bearing
selama
pengujian alat berlangsung, putaran turbin
menggunakan linear bearing, dikarenakan desain
tepat, dikarenakan
tetap stabil.
memiliki
diameter sebesar 16 mm, sehingga sesuai dengan besi shalf yang digunakan.
Gambar 9. Turbin angin tipe savonius L
Gambar
9
menjelaskan
bahwa
sebagai blade, penulis menggunakan pipa Gambar 8. Sudut pada turbin angin
dengan diameter 4 inch. Sebagai poros
8
pemutar turbin, penulis menggunakan linear
mempermudah
bearing.
sehingga proses penelitian dan pengerjaan
Siku
besi
digunakan
untuk
proses
pengerjaan
menempelkan pipa terhadap lengan ke poros
alat berlangsung dengan baik.
turbin. Kabel Ties berfungsi sebagai perekat
2. Observasi
antara siku besi dan pipa. Jika menggunakan
Melakukan
pengamatan
alat
langsung
lem sebagai perekat pipa dengan siku besi
dilapangan terutama lokasi penelitian yang
maka apabila blade tersapu oleh angin dapat
menunjukkan
men imbulkan kerusakan. Kerusakan yang
pemilihan tempat yang strategis merupakan
terjadi adalah lepasnya blade turbin dari siku
salah satu faktor pendukung sehingga turbin
besi, sebagai alas untuk berdirinya turbin
angin mampu beroperasi dengan baik.
angin,
penulis
menggunakan
kecepatan
angin
tertentu,
bekas
penopang kipas angin yang sudah tidak
IV. PENGUJ IAN DAN PEMBAHASAN
digunakan lagi, selain itu penambahan tinggi
Pembuatan turbin angin sederhana
pada turbin juga dilakukan dengan tujuan
perlu dilaku kan beberapa pengujian, hal ini
mendapatkan nilai kecepatan angin yang
dilakukan agar dapat diketahui kekurangan
lebih tinggi sehingga putaran turbin angin
dan kelebihan turbin angin yang telah
lebih optimal.
dirancang. Sehingga diperbaiki
E. Data yang diperlukan
agar
turbin
mendekati
angin
bisa
hasil
yang
diinginkan.
Data diperlukan pada penelitian ini
Proses
pengujian
alat
dilaku kan
adalah :
dengan menggunakan metode pengukuran
1. Kecepatan angin.
kecepatan angin, pengaruh diameter turbin
2. Nilai RPM (Rotasi per Menit) yang
angin, serta pengukuran Rotasi per Menit
dihasilkan oleh turbin.
(RPM) yang hasilkan oleh putaran turbin
3. Nilai beban yang digunakan pada proses
angin. Hal-hal yang perlu diperhatikan
mengaktifkan beban sederhana berupa
dalam proses pengukuran kecepatan angin
lampu.
adalah lokasi pengujian. Hal ini dikarenakan pada
F. Metode Pengumpulan Data Metode
pengumpulan
proses
dibutuhkan data
yang
pengujian lokasi
turbin
yang
angin,
mempunyai
kecepatan angin yang stabil, sehingga data
digunakan pada penelitian in i adalah sebagai
yang
berikut :
Ketinggian tempat pengujian juga perlu
1. Studi literatur
diperhatikan, hal ini dikarenakan pengaruh
Mencari referensi dari buku-buku,
mendukung
penelit ian
baik
menjadi
leb ih
optimal.
sumber angin yang akan menerpa blade pada
jurnal-jurnal serta peralatan yang berkaitan dan
didapat
turbin angin.
saran
maupun kritikan yang positif sehingga
9
A. Pengujian Alat Pengujian
Kecepatan angin 5,5 m/s nilai RPM pertama d ilakukan di
(Rotasi per Menit) yang dihasilkan oleh
Kota
Tanjungpinang.
turbin adalah 74,4 RPM. Hasil tersebut
Namun dikarenakan kondisi angin tidak
merupakan nilai RPM tertinggi selama
memungkinkan, maka turbin tidak berputar.
proses pengukuran yang dihasilkan oleh
Pengujian ke dua dilakukan di Senggarang
turbin angin. Dapat dilihat seperti pada
kota
gambar 11:
daerah
Do mpak
Tanjungpinang
Kantor
Walikota
tepatnya
kota
disekitar
Tanjungpinang.
Berikut adalah hasil yang didapat oleh penulis diantaranya sebagai berikut: Tabel 1. Perbandingan kecepatan angin dan rotasi per- menit Kecepatan angin
Rotasi per Menit
(m/s)
(RPM)
1,7
18,7
1,9
25,5
2,1
27,2
Gambar 11 men jelaskan tentang nilai
3,1
41,9
tertinggi yang dihasilkan oleh turbin pada
Gambar 11. Nilai RPM tertinggi selama proses pengukuran
kecepatan angin sebesar 5,5 m/s adalah 74,4 Bulan Agustus penulis melan jutkan
RPM . Data keseluruhan hasil kecepatan
penelitian masih di daerah yang sama,
angin dan nilai RPM (Rotasi per Menit)
dimana
mulai
yang dihasilkan oleh turbin angin, ketika
memungkinkan untuk melakukan penelitian.
melakukan pengukuran kecepatan angin,
Pada kecepatan angin 3,5 m/s nilai RPM
penulis juga mendapatkan data kecepatan
(Rotasi per Menit) yang dihasilkan oleh
angin di kota Tanjungpinang yaitu kisaran 2
turbin adalah 47,9 RPM . Dapat dilihat
m/s sampai
seperti pada gambar 11 :
Tanjungpinang. Hasilnya adalah sebagai
kondisi
angin
sudah
berikut :
Gambar 10. Pengujian dengan hasil 47,9 RPM
10
6 m/s dari
BMKG kota
Tabel 2. Total perbandingan kecepatan
B. Perbandingan Daya dan Kecepatan
angin dan rotasi per menit
Angin pada Turbin Gambar 13 adalah ju mlah kecepatan
Kecepatan angin
Rotasi per Menit
(m/s)
(RPM)
angin yang mampu mengaktifkan putaran
1,7
18,7
turbin angin secara stabil sehingga beban
1,9
25,5
(lampu) b isa bekerja dengan baik. Lampu
2,1
27,2
yang digunakan adalah lampu 3 watt. Hasil
3,1
41,9
percobaan dapat dilihat seperti gambar 13 :
3,5
47,9
4,0
55,7
4,2
57,9
4,7
60,5
5,5
74,4
Berikut adalah grafik dari kecepatan angin dengan Rotasi per Menit (RPM) yang
Gambar 13. Kecepatan angin untuk
dihasilkan oleh turbin angin:
mengaktifkan beban
RPM Hasil
80
70
Cut In Speed
pengukuran
pada
gambar
13dapat diketahui bahwa 4,7 m/s adalah
60
nilai kecepatan angin yang mengaktifkan
50
beban berupa lampu 3 watt, pada kecepatan
40 30
angin tersebut, lampu beroperasi dengan
20
baik.
10
0 1,7 1,9 2,1 3,1 3,5
4
4,2 4,7 5,5
Kecepatan angin (m/s) Gambar 12. Grafik perbandingan nilai RPM dengan kecepatan angin
Gambar 12 men jelaskan bahwa nilai RPM pada kecepatan angin 5,5 m/s adalah
Gambar.14 Pembebanan dengan lampu
74,4 RPM, sedangkan untuk nilai RPM terendah adalah pada kecepatan angin 1,7
Gambar 14 merupakan pengujian
m/s, yang di hasilkan adalah 18,7 RPM
turbin angin dengan melakukan pembebanan
11
berupa lampu. Lama waktu beroperasinya
lampu. Lama waktu beroperasinya lampu
lampu tergantung pada kestabilan kecepatan
tergantung
angin. Pengukuran membu ktikan bahwa
membu ktikan bahwa turbin dapat bekerja
turbin angin mampu mengaktifkan beban
sesuai harapan penulis.
kondisi
angin,
hal
ini
berupa lampu 3 watt, selain itu ket inggian turbin juga mempengaruhi nilai daya (watt) yang
dihasilkan
o leh
angin,
hal
B. Saran
ini
Alat yang dibuat sudah bekerja sesuai
dikarenakan semakin tinggi letak turbin
harapan,
hanya
saja
masih
perlu
maka akan semakin tinggi nilai kecepatan
pengembangan lebih lanjut dari teman-
angin yang dihasilkan.
teman mahasiswa atau masyarakat dengan tujuan mengoptimalkan prinsip kerja pada
V. KESIMPULAN DAN SARAN
alat tersebut. Berikut d iberikan saran untuk
A. Kesimpulan
mengembangkan alat yang sudah dibuat :
Setelah penelitian
semua
dilaku kan,
percobaan maka
atau
1. Penambahan ju mlah blade pada turbin
d iambil
angin untuk kondisi angin yang relatif
kesimpulan dari beberapa ru musan masalah
rendah sangat diperlukan.
dalam perancangan turbin angin sumbu
2. Mengurangi diameter pada turbin.
vertikal dengan tipe savonius L untuk dapat
3. Menggunakan Motor DC agar turbin bisa
disimpulkan bahwa:
menghidupkan lampu LED 12 volt.
1. Turbin angin tipe savonius L sumbu
4. Penambahan tinggi turbin angin untuk
vertikal
mendapatkan hasil kecepatan angin yang
berhasil
dirancang
dengan
spesifikasi turbin angin menggunakan 4
lebih optimal.
o
blade serta sudut blade sebesar 30 , dari
5. Mengganti material yang digunakan,
hasil pengukuran yang dilakukan maka
karena
diperoleh nilai cut in speed sebesar 1,7 m/s,
digunakan maka cut in speed pada turbin
dan nilai RPM (Rotasi per Menit) pada
akan semakin rendah.
kecepatan angin 5,5 m/s adalah 74,4 RPM. 2. Turbin angin dapat beroperasi dalam kondisi angin yang rendah seperti pada kondisi kecepatan angin 2 m/s hingga 4 m/s, kondisi kecepatan angin tersebut adalah kondisi angin untuk kota Tanjungpinang, sehingga dapat diketahui bahwa turbin angin mampu diterapkan. 3. Turbin dapat mengoperasikan lampu 3 watt melalui percobaan akhir yang dilakukan pada proses penambahan beban berupa
12
semakin
ringan
material
yang
DAFTAR PUSTAKA
www.sihana.staff.ugm.ac.id
17
Agustus 2015 Dewi,
Lustia
Marizka.
Analisis
Soelaiman, F., Tandian, Nathanael P., dan
Kinerja Turbin Angin Poros Vertikal
Rosidin, N., 2006. Perancangan,
Dengan Modifikasi Rotor Savonius L
Pembuatan dan Pengujian Prototipe
Untuk
SKEA Menggunakan Rotor Savonius
Optimasi
2010.
Kinerja
Turbin.
Skripsi, Faku ltas Matematika Dan
dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Jalan Tol; Bandung. ITB
Sebelas Maret. Surakarta
Penerangan
Zhuga, tendai andrew,. 2006. Design of
Manwell, 1980. Wind Energy Explained : Theory, Design, and
Windside untuk
Alternative Energy Systems: A Self-
Application
Starting Vertical Axis Wind Turbine
Eldrige. German
for
Marten, David and Juliane Wendler. 2013.
Stand-Alone
(charging
Qblade Guidlines. Berlin . German
Applications
batteries).
Ch inhoyi,
ZIMBA BW E. Ch inhoyi University of
Muttaqin, ridha farid, . 2011. Pemilihan
Technology
Sudut Pitch Optimal Untuk Prototipe
Zulfikar, Nusyirwan, Rakiman. 2010. Kajian
Turbin Angin Skala Kecil Dengan
Eksperimental
Tipe Bilah _on-Uniform Airfoil _rel
Terhadap Torsi Dan Putaran Turb in
S83n.
of
Savonius Type U, Staff Pengajar
of
Jurusan Teknik Mesin, Politekn ik
Skripsi.
Engineering
Depart ment
Physics,
Faculty
Industrial Technology ITS. Surabaya
Negeri Padang, Padang.
Riyadi, Slamet , Mustaqim, Ah mad Farid 2010.Turbin Angin Poros Vertikal untuk Penggerak Pompa Air, Prodi Teknik Mesin Fakultas Universitas Pancasakti, Tegal Rusnoto dan Laudi Shofani, 2013. Pengaruh Susunan
Sudut
Turbin
Ju mlah
Angin
terhadap Karakteristik Daya Turbin, e-journal, Tegal. Sebastianus (2014), Tugas Elektron http://sebastianusk277.wordpress.co m/tugas/tugas-elektron/ tanggal 10 Januari 2014 Sihana. (2010), Membuat Turb in Angin Vertikal
13
Sudu
