431 / Teknik Mesin
LAPORAN PENELITIAN DOSEN PEMULA
SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DI PANTAI KOTA TEGAL
TIM PELAKSANA Ketua Ir. Soebyakto, MT. NIDN : 0603026001 Anggota I Rusnoto, ST, M.Eng NIDN : 0604127401 Anggota II Hadi Wibowo, ST, MT NIDN : 0616047101
UNIVERSITAS PANCASAKTI 2014
i
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN PENGESAHAN
i
DAFTAR ISI
ii
KATA PENGANTAR
iii
ABSTRAK
iv
BAB 1 PENDAHULUAN
1
BAB 2 KAJIAN LITERATUR
3
BAB 3 METODE PENELITIAN
7
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
10
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN 1 INSTRUMEN
20
LAMPIRAN 2 PERSONALIA TENAGA PELAKSANA BESERTA KULIFIKASINYA
21
LAMPIRAN 3 PUBLIKASI
28
LAMPIRAN 4 DATA PENELITIAN
31
ii
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji dan syukur, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya yang dilimpahkan, sehingga penulis dapat menyelesaiakan laporan penelitian dengan judul “Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Pantai Kota Tegal”. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Rektor Universitas Pancasakti Tegal, yang atas kebijaksanaannya, sarana dan prasarana yang disediakan, dapat menunjang penelitian dan dapat dimanfaatkan dengan baik. 2. Dekan Fakultas Teknik, Universitas Pancasakti Tegal, yang telah memberikan kesempatan untuk mengadakan penelitian. 3. Ketua LPPM Universitas Pancasakti Tegal yang telah ikut menyetujui atas penelitian Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Pantai Kota Tegal. 4. LPPM-Universitas Pancasakti Tegal dan Koordinasi Perguruan Tinggi Swasta Wilayah VI, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan atas dukungan keuangan dalam penelitian Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang dihasilkan oleh dua sudu turbin Savonius, sesuai dengan perjanjian 043.j/K/F/LPPM/VI/2014. 5. Seluruh
Staf Dosen dan Teknisi Laboratorium Fakultas teknik Universitas
Pancasakti Kota Tegal yang telah membantu hingga terselesaikannya laporan penelitian ini. 6. Semua pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung sehingga laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Penulis menyadari bahwa masih banyak yang bisa diberikan dalam laporan penelitian ini, untuk itu kritik yang bersifat membangun sangat diperlukan untuk pengembangan lebih lanjut. Akhirnya penulis mengucapkan banyak terima kasih dan semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca.
Tegal,
Nopember 2014
Penulis
iii
ABSTRAK
Tenaga angin sering disebut sebagai tenaga bayu, merupakan salah satu energi terbarukan yang ramah lingkungan. Daya angin ini diharapkan memiliki energi per satuan waktu yang lebih baik jika dibandingkan dengan energi terbarukan lainnya. Daya generator listrik yang dihasilkan dari data kecepatan angin dan kecepatan poros turbin angin adalah dengan memanfaatkan energi kinetik angin yang masuk ke dalam area efektif turbin. Energi angin di dekat Pantai Kota Tegal, diharapkan mampu untuk memutar turbin Savonius, menghasilkan energi putar yang memiliki daya poros turbin dan daya sapuan turbin. Luas sapuan turbin angin Savonius 1 dirancang dengan diameter rotor, D = 45 cm dan ketinggian rotor, H = 30 cm. Turbin angin Savonius 2 dirancang dengan diameter rotor, D = 52 cm dan ketinggian rotor, H = 36 cm. Rancangan dasar Savonius adalah sebuah turbin dibentuk menyerupai huruf S dibuat dengan dua setengah lingkaran bagian atas dua setengah lingkaran bagian bawah. Rotor Savonius dirancang dengan dua sudu. Dua bentuk setengah lingkaran ditutup dengan lembaran aluminium. Turbin angin Savonius adalah suatu alat yang memanfaatkan energi angin untuk membangkitkan tenaga mekanik atau tenaga listrik. Dua rancangan turbin Savonius yang dilakukan dalam penelitian ini, memiliki aspek rasio 0,7. Rancangan 1 turbin Savonius memiliki massa beban 3,29 kg dan rancangan 2 turbin Savonius memiliki massa beban 2,32 kg. Rancangan 1 ternyata tidak berputar dalam interval kecepatan angin 1 – 4 m/s. Rancangan 2 dapat berputar pada interval kecepatan angin tersebut. Turbin angin Savonius akan ideal untuk area dengan angin yang sangat turbulen dan membangkitkan torsi yang tinggi. Daya generator listrik yang dihasilkan dari tenaga angin turbin Savonius di dekat pantai Kota Tegal, dibuat sedemikian rupa sehingga mendapatkan daya mekanik yang diharapkan berguna. Penggunaan energi mekanik ini antara lain salah satunya untuk membangkitkan generator listrik 7 – 25 Watt. Dengan merubah luas sapuan turbin Savonius tujuan pembangkit listrik pada range daya generator tersebut dapat diperoleh.
Kata Kunci : Tenaga angin, Turbin Savonius, Energi mekanik angin, Generator listrik.
iv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Pantai Kota Tegal dilandasi oleh keingintahuan peneliti dalam mengungkapkan suatu gejala/konsep/dugaan bahwa tenaga angin pantai Kota Tegal dapat digunakan untuk menghasilkan listrik. Pembangkit Listrik Tenaga Angin atau sering juga disebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) adalah salah satu pembangkit listrik energi terbarukan yang ramah lingkungan. Prinsip kerja PLTB adalah dengan memanfaatkan energi kinetik angin yang masuk ke dalam area efektif turbin untuk memutar turbin angin Savonius, kemudian energi putar ini diteruskan ke generator untuk membangkitkan energi listrik. Dalam pembuatan sistem pembangkitan listrik tenaga angin ini, input data yang digunakan adalah kecepatan angin dan kecepatan rotasi poros turbin angin Savonius. Data tersebut diproses untuk mendapatkan perhitungan daya angin, kecepatan rotasi, gaya, torsi dan daya turbin Savonius. Data frekuensi putar poros dalam satuan rotasi per menit (rpm), torsi dan banyaknya kutub magnet yang disediakan dalam penelitian ini ada 6 buah, digunakan untuk menghitung daya generator listrik sebagi hasil (output) yang diperoleh dalam penelitian ini.
1.2 Permasalahan Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada turbin Savonius, lalu putaran poros turbin digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik. Untuk menjalankan prinsip dasar kerja turbin angin ini, diperlukan data angin pantai yang meliputi kecepatan angin, perubahan kecepatan angin terhadap waktu pengamatan dan kecepatan rotasi poros turbin. Dari studi literature didapat bahwa umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah turbin angin hanya sebesar 20%-30% dari daya angin yang ada di alam ini. Alat mekanis yang bagaimana yang mampu merubah dari daya angin yang ada ke daya turbin angin, dilanjutkan ke daya generator ?. Berapa gaya dorong angin yang dapat memutar turbin turbin Savonius ?. Berapa daya
1
generator listrik yang dibuat agar sesuai dengan spesifikasi turbin Savonius yang dirancang ?
1.3 Perumusan Masalah Sistem pembangkit listrik tenaga angin di pantai Kota Tegal, yaitu ada data masuk berupa data tenaga angin di pantai Tegal, diproses menjadi tenaga turbin angin dan daya generator selanjutnya hasil yang didapat berupa listrik. Daya angin yang akan diteliti dibatasi untuk angin yang bertiup di pantai Kota Tegal pada ketinggian satu meter dan dua meter dari permukaan tanah. Turbin angin yang digunakan dalam penelitian ini yaitu turbin Savonius. Besarnya daya generator disesuaiakan dengan daya turbin angin yang dihasilkan.
1.4 Tujuan Penelitian (1) Untuk mendapatkan data kecepatan angin dan kecepatan rotasi poros turbin Savonius di dekat pantai Kota Tegal. (2) Untuk memperoleh sistem kerja turbin Savonius yang baik, dapat diketahui gaya dorong angin terhadap gaya berat turbin. (3) Untuk memdapatkan sistem generator penghasil listrik yang disesuaikan dengan daya turbin Savonius yang dihasilkan oleh daya angin yang ada di pantai Kota Tegal.
1.5 Luaran Penelitian (1) Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Pantai Kota Tegal, target luaran yang dihasilkan berupa prototype turbin angin savonius dan pembangkit listrik tenaga angin. Harapan ke depan dari prototype ini, dapat dikembangkan ke type turbin angin savonius dan pembangkit listrik tenaga angin yang memadai, penghasil listrik yang dapat digunakan. (2) Prosiding pada seminar ilmiah baik yang berskala local, regional maupun nasional. (3) Pengayaan bahan ajar fisika tentang gerak melingkar beraturan, rotasi benda tegar dan gaya-gaya yang bekerja pada benda.
2
BAB 2 KAJIAN LITERATUR
2.1 Kecepatan dan Daya Angin Sistem konversi energi angin (SKEA) merupakan suatu sistem yang bertujuan untuk mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik poros turbin, kemudian diubah menjadi energi listrik oleh generator. Energi kinetik adalah energi yang terjadi karena gerak benda. Ek 12 .m.v 2
Daya angin adalah energi per satuan waktu, maka:
Pa
Ek 1 2 .m .v 2 t
(2.1)
m mass flow rate per second = laju aliran massa udara per satuan waktu (kg/s)
m m V A.s
m . A.s
m . A.
s t
. A.v m
(2.2)
Persamaan (2.2) disubstitusikan ke persamaan (2.1), sehingga diperoleh : Pa 12 . . A.v 3
(2.3)
Pa = daya angin (Watt) = massa jenis udara (kg/m3) A = luas area turbin (m2 ) = kecepatan angin (m/s) 2.2 Turbin Angin Savonius Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh seorang insinyur Finlandia yang bernama Sigurd J. Savonius pada tahun 1922. Turbin angin Savonius adalah turbin angin yang memiliki bentuk dan konstruksi yang sangat sederhana sehingga dalam proses pembuatannya pun tidak memerlukan biaya yang mahal. Turbin angin Savonius adalah salah satu jenis turbin angin yang digerakkan dengan gaya drag. Turbin ini terdiri atas dua hingga tiga bucket atau sudu yang disusun sedemikian rupa sehingga jika dilihat dari atas 3
akan terlihat seperti membentuk huruf S. Pada turbin angin Savonius luas penampang sapuan turbin adalah panjang diameter bucket turbin (D) dikali tinggi turbin (h), atau secara matematis dapat digambarkan pada persamaan: A = D.h
(2.4)
A = luas penampang sapuan turbin (m2 ) D = diameter bucket turbin (m) h = tinggi turbin (m)
2.3 Efisiensi Turbin Angin Efisiensi turbin angin adalah perbandingan antara daya yang diserap oleh turbin angin terhadap daya angin yang tersedia. Pw = V.I
(2.5)
V = R.I
(2.6)
R cu .
Lcu Acu
(2.7)
cu = hambatan jenis tembaga (m) = 1,68.10-8 m R = hambatan kawat tembaga (Ohm) Lcu = panjang kawat penghantar (m) Acu = luas penampang kawat penghantar (m2) I
= Kuat arus listrik (Ampere)
V = beda potensial listrik (volt) Pw = daya generator listrik (W) PT = .
(2.8)
= F.r
(2.9)
= torsi turbin angin (Nm) F = gaya dorong angin pada turbin angin (N) F 12 Av 2
(2.10)
= massa jenis udara = 1,225 kg/m3. A = luas penampang sapuan turbin (m2) = D.h = kecepatan angin (m/s)
r
D jari-jari rotor turbin angin (m) 2 4
= kecepatan rotasi turbin angin (rad/s)
2
ft 1 f t 60 30
(2.11)
f t frekuensi poros turbin (rpm) PT = daya mekanik turbin (W)
Pw x100% PT
(2.12)
= efisiensi turbin angin (%)
2.4 Koefisien Daya (Cp) dan Tip Speed Ratio (TSR) Daya angin berbanding lurus dengan pangkat tiga dari kecepatan angin, hal ini berarti bahwa pemilihan tempat penelitian akan sangat menentukan besarnya daya yang dihasilkan. Rasio antara daya mekanik yang dikeluarkan oleh konverter dan arus udara yang tidak terganggu (arus bebas) itu dinamakan “koefisien daya/ power coefficient” Cp: Koefisien daya dapat dinyatakan secara langsung sebagai fungsi rasio kecepatan,
Gambar 2.1 Arah angin bertiup ke turbin angin Savonius
F m .(v1 v3 ) P F .v2 2 m .(v1 v3 ).v2 (v1 v32 ) m 2 v2
v1 v3 2
m Av 2
m = laju aliran massa (kg/s) 5
Daya mekanik output dapat dinyatakan sebagai P 14 A(v12 v32 )( v1 v3 )
Daya angin yang masuk, mengenai pada luas sapuan turbin Savonius, A adalah Pa 12 Av13
Koefisien daya (Cp) dapat dinyatakan secara langsung sebagai fungsi Cp
v v P 1 2 1 ( 1 ) 2 .1 ( 1 ) Pa v3 v3
(2.13)
v1 . v3
(2.14)
6
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian untuk mendapatkan alat pembangkit listrik tenaga angin turbin Savonius dilakukan di Slawi, Kabupaten Tegal. Waktu penelitian alat turbin angin Savonius pada siang hari antara jam 11.00 – 15.00 WIB di dekat pantai Kota Tegal.
3.2 Tahapan Penelitian Tahap pertama penelitian, melakukan observasi lapangan, mempelajari beberapa situasi yang berkaitan langsung dengan keadaan pada lokasi pengujian. Dari hasil pengamatan terhadap beberapa daerah yang dianggap baik untuk melakukan pengujian, maka dipilih daerah yang memiliki kecepatan angin yang mampu mengerakkan turbin Savonius, yaitu pantai Kota Tegal dan atau di daerah dekat pantai tegal, di Kampus Universitas Pancasakti Tegal. Selanjutnya adalah studi literatur untuk mengumpulkan data dari referensi terkait berikut data-data dari penelitian sebelumnya, kemudian dijadikan suatu perbandingan dengan menganalisa rumus-rumus yang berkaitan pada penelitian ini. Demikian juga dengan pencarian informasi melalui media internet untuk mendukung proses pengumpulan data turbin angin. Tahap kedua, Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode penelitian eksperimental (experimental research) yaitu melakukan pengamatan untuk mencari data sebab akibat dalam suatu proses melalui eksperimen sehingga dapat mengetahui pengaruh jarak celah sudu terhadap sumbu poros kerja turbin angin savonius. Peneliti melakukan pembuatan turbin Savonius dengan tidak sebagaimana mestinya. Turbin Savonius dibuat tidak memenuhi ketentuan 2 x diameter rotor turbin, yaitu ketinggian turbin seharusnya, h = 2 x 3 r = 6 r. Turbin Savounius terbuat dari rangka plat logam besi dan selubung setengah lingkarannya terbuat dari seng, merupakan rancangan 1 turbin Savonius. Pembuatan Turbin Savounius ini dengan diameter D = 45 cm, ketinggian h = 30 cm. Tahap ketiga, pembuatan rancangan 2 turbin Savounius terbuat dari rangka plat logam besi dan selubung setengah lingkarannya terbuat dari lembaran alumunium, merupakan rancangan 2 turbin Savonius. Pembuatan turbin Savonius ini dengan diameter rotor turbin, D = 52 cm dan ketinggian turbin 36 cm. 7
Gambar 3.1 Turbin Savonius 1 h 2D, D = 45 cm, h = 30 cm
Gambar 3.2 Turbin Savonius 2 h 2D, D = 52 cm, h = 36 cm
Tahap ketiga ini, pembuatan turbin sesuai rancangan turbin Savonius 2, yang merupakan salah satu dari tiga jenis rancangan turbin berikut ini , gambar 3.2b : Desain turbin Savonius yang sangat kuat terhadap poros pusat, tetapi sangat kurang efisien dibandingkan dengan dua lainnya. Namun, kekuatan ekstra memungkinkan rotor didukung Gambar 3.2a
pada satu ujung saja. Desain ini sangat sederhana, dapat dibuat dengan mudah dari drum logam atau bagian pipa. Desainnya sedikit lebih efisien dari yang di atas seperti beberapa
udara
dibelokkan
oleh
baling-baling kedua saat keluar yang Gambar 3.2b
pertama. Desain savonius yang paling efisien. Ini tidak hanya memiliki keuntungan dari udara yang dibelokkan dua kali seperti desain di atas, tetapi juga bahwa
baling-baling
bertindak
sebagian seperti airfoil ketika mereka Gambar 3.2c
tepi-on ke angin, menciptakan efek 8
angkat kecil dan dengan demikian meningkatkan efisiensi. Desain ini jauh lebih sulit untuk membangun, membutuhkan baling-baling digulung dari
lembaran
logam
bukannya
dipotong dari drum atau pipa.
Turbin Savounius terbuat dari rangka plat logam besi dan selubung setengah lingkarannya terbuat dari lembaran alumunium, merupakan rancangan 2 turbin Savonius. Dua turbin Savonius gambar 3.1 dan gambar 3.2 dibuat untuk mengetahui pengaruh jarak celah sudu terhadap poros vertikal turbin Savonius. Pengaruh terhadap ketinggian turbin Savonius dan diameter rotor turbin dalam hal luas sapuan turbin. Tahap empat, melakukan pengolahan data, menghitung gaya dorong angin dan gaya gesekan yang dipengaruhi beban turbin angin Savonius. Mencari hubungan antara daya mekanik turbin terhadap koefisien kecepatan atau tip speed ratio. Pengolahan data yang dilakukan meliputi : 1) Data kecepatan angin dicari daya angin yang mengenai turbin. 2) Aspek rasio turbin antara ketinggian dan diameter rotornya. 3) Koefisien daya turbin antara daya turbin dan daya angin. 4) Tip speed rasio antara kecepatan turbin dan kecepatan angin. 5) Gaya dorong angin dan gaya gesekan antara turbin terhadap porosnya. 6) Momen gaya atau torsi yang dimiliki turbin. 7) Daya poros turbin 8) Frekuensi turbin dan kecepatan rotasi turbin 9) Daya generator listrik yang dihasilkan jika kita menggunakan 6 kutub magnet.
9
BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Turbin Angin Savonius 1 dan 2 Hasil rancangan 1 dan 2, turbin Savonius dilihat dari penampang atas adalah sebagai berikut :
Gambar 4.1 Penampang atas turbin Savonius rancangan 1
Gambar 4.2 Penampang atas turbin Savonius rancangan 2 ρ = Massa jenis udara = 1,225 kg/m3. Luas sapuan turbin Savonius adalah diameter rotor (D) dikalikan ketinggian turbin (h). A = D.h Volume dan massa udara di dalam turbin : 10
2
D Vt h 2
M t Vt
Gambar 4.3 Udara yang masuk ke celah turbin Volume udara yang masuk ke celah turbin adalah C kali volume total turbin. D 2
Vi
C D h 14 CDh D 2
Massa udara yang masuk turbin : M i Vi
Gaya dorong angin pada turbin Savonius : P Ft v 12 Av 3
Ft 12 Av 2
Gaya drag rotor memanfaatkan gaya Fw yang dibangkitkan oleh angin pada luas A pada sudut tertentu : Fw cw ( 12 Av 2 )
Nilai koefisien drag adalah suatu indikasi banyaknya suatu objek aerodinamika.
Tabel 4.1 Nilai koefisien drag, Cw cw
Body
1.11
Circular Plate
1.10
Square Plate
0.33
Closed Semi-Sphere
1.33
Open Semi-Sphere
11
Tabel 4.2 Nilai gaya drag rotor (Fw) dan gaya gesekan (fg)
1
Mt (kg) 3.29
2
2.32
Design
A (m2)
0.45
h (m) 0.3
0.52
0.36
D (m)
C(m)
f (Hz)
Vt(m3)
Mu(kg)
Fw (N)
fg (N)
0.135
va (m/s) 4.2
0.135
0.82
0.048
0.058
1.940
3.227
0.1872
4.2
0.2
0.82
0.076
0.094
2.690
2.276
Dari penelitian yang dilakukan pada rancangan turbin Savonius 1, tidak dapat berputar pada range kecepatan angin 1 – 4 m/s. Ini dapat dianalisa dengan menghitung gaya-gaya yang bekerja pada turbin. Pada table 2 diperoleh Fw dan fg. Fw – fg < 0 Gaya-gaya yang bekerja pada turbin lebih kecil daripada nol, sehingga turbin Savonius rancangan 1 tidak dapat berputar sebagaimana mestinya. Pada penelitian rancangan 2 turbin Savonius, dapat berputar. Hal ini karena gaya-gaya yang bekerja pada turbin Savonius lebih besar nol. Fw – fg > 0 Pada table 4.2 diperoleh nilai Fw = 2,690 N dan fg = 2,28 N. Dengan demikian turbin Savonius rancangan 2 dapat berputar pada range kecepatan angin yang memenuhi Fw> mg. Dengan turbin angin Savonius tidak ada masalah dari arah mana angin bertiup, karena angin akan selalu menuju ke arah mangkok terbuka pada sudu turbin angin Savonius dan memutar rotor turbin. Ini membuat desain turbin angin Savonius ideal untuk daerah dengan angin yang sangat turbulen. Berikut ini, disertakan sample data penelitian pada hari Senin tanggal 20 Oktober 2014. Tabel 4.3 Kecepatan angin dan frekuensi poros Kecepatan Angin Frekuensi Poros (m/s) (rpm) NO Waktu Min Max vaverage Min Max faverage 1 11:00 1.08 2.33 1.71 12.5 26.2 19.4 2
11:30
1.20 2.67
1.94
14.2 32.6
23.4
3
12:00
2.18 3.58
2.88
20.4 31.6
26.0
4
12:30
2.31 3.00
2.66
22.1 30.5
26.3
5
13:00
2.24 3.21
2.73
20.2 33.5
26.9
6
13:30
2.05 3.25
2.65
22.4 30.2
26.3
7
14:00
2.01 2.59
2.30
19.0 21.1
20.1
8
14:30
1.93 2.88
2.41
17.9 20.9
19.4
9
15:00
1.91 2.83
2.37
17.2 29.3
23.3 12
Tabel 4.4 Nilai tip speed ratio (TSR) NO Waktu
Frekuensi
Kecepatan Kecepatan TSR rotasi turbin (rad/s) v = .r 1.31 0.34 0.15
1
11:00
f (Hz) 0.21
2
11:30
0.24
1.49
0.39
0.14
3
12:00
0.34
2.14
0.56
0.16
4
12:30
0.37
2.31
0.60
0.20
5
13:00
0.34
2.11
0.55
0.17
6
13:30
0.37
2.34
0.61
0.19
7
14:00
0.32
1.99
0.52
0.20
8
14:30
0.30
1.87
0.49
0.17
9
15:00
0.29
1.80
0.47
0.17
Laju turbin angin Savonius tidak dapat berputar lebin cepat daripada laju angin yang masuk, dengan demikian memiliki koefisien kecepatan atau tip speed ratio (TSR) kurang daripada 1. Ini artinya bahwa turbin angin sumbu vertical tipe Savonius akan berputar lambat tetapi membangkitkan torsi yang tinggi. Oleh karena itu, turbin Savonius tidak ideal untuk pembangkit listrik karena generator turbinnya memerlukan beberapa ratus sampai beberapa ribu rotasi per menitnya (RPM) untuk menghasilkan arus listrik dan voltage (beda tegangan) yang tinggi. Gearbox dapat digunakan untuk mengurangi torsi dan menaikkan RPM generator, akan tetapi sudu-sudu turbin Savonius memerlukan angin yang lebih kuat untuk memutarnya.
4.2 Daya Angin dan Kecepatan Turbin Energi kinetik angin yang dapat masuk ke dalam area efektif turbin angin dapat dihitung berdasarkan persamaan : P 12 m.v 2 12 ( Av)v 2 12 Av 3
Dimana pada persamaan tersebut dapat kita lihat bahwa energi angin (P ; Watt) bergantung terhadap faktor-faktor seperti aliran massa angin ( m ; kg/s), kecepatan angin (v ; m/s), densitas udara (ρ ; kg/m3), luas permukaan area efektif turbin (A ; m2 ). Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengan jari-jari rotor turbin, R adalah : P 12 R 2 v 3
13
Kecepatan turbin angin dapat diperoleh dengan mengukur frekuensi rotasi poros turbin dengan alat ukur frekuensi, biasanya dalam satuan rpm (rotasi per menit). Diameter poros diukur dengan jangka sorong, sehingga didapat jari-jari poros turbin, r = d/2.
fm
fp 60
vm 2f m v m = kecepatan mekanik turbin (m/s) f p = frekuensi poros (rpm)
f m = frekuensi poros (Hz)
4.3 Daya Generator Daya mekanik input adalah daya poros dalam generator. P = . P = daya mekanik (Watt) = torsi mekanik (Nm) = kecepatan rotasi (rad/s) Tabel 4.5 Daya Angin (Pa) dan Kecepatan Turbin (v) No Waktu vmax Pa=0,5Av3 1 11:00 2.33 1.45
fmin 12.5
v = .r 0.34
2
11:30
2.67
2.18
14.2
0.39
3
12:00
3.58
5.26
20.4
0.56
4
12:30
3.00
3.10
22.1
0.60
5
13:00
3.21
3.79
20.2
0.55
6
13:30
3.25
3.94
22.4
0.61
7
14:00
2.59
1.99
19.0
0.52
8
14:30
2.88
2.74
17.9
0.49
9
15:00
2.83
2.60
17.2
0.47
Tabel 4.6 Nilai Torsi (), daya mekanik (P) dan koefisien daya (Cp) No Waktu 1 11:00
a = 2.r 0.45
F = m.a 1.03
= F.r 0.27
P = . 0.35
Cp 0.24
2
11:30
0.57
1.33
0.35
0.51
0.24
3
12:00
1.19
2.75
0.72
1.53
0.29 14
4
12:30
1.39
3.23
0.84
1.94
0.63
5
13:00
1.16
2.70
0.70
1.48
0.39
6
13:30
1.43
3.32
0.86
2.02
0.51
7
14:00
1.03
2.39
0.62
1.23
0.62
8
14:30
0.91
2.12
0.55
1.03
0.38
9
15:00
0.84
1.95
0.51
0.92
0.35
Rasio antara daya mekanik dengan daya angin disebut koefisien daya (Cp).
Cp
P Pa
Koefisien daya secara langsung dihubungkan dengan efisisiensi global mesin angin. 20 Oktober 2014
Powe Coefficient (Cp)
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20 0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
= Tip Speed Ratio (TSR) Gambar 4.4 Power Coefficient vs Tip Speed Ratio
Gambar 4.4 menunjukkan daya koefisien (Cp), rasio daya aerodinamik turbin terhadap angin yang masuk pada tanggal 20 Oktober 2014, sebagai fungsi rasio kecepatan. Rasio kecepatan ini disebut koefisien kecepatan atau tip speed ratio (TSR) dan sama dengan perbandingan kecepatan turbin terhadap kecepatan angin. Rotor Savonius yang merupakan mesin angin sumbu vertical berputar lambat ( 1 ) mempunyai efisiensi kurang baik. Koefisien daya (Cp) yang mempunyai nilai yang mendekati nilai antara 0,15 sampai 0,20 adalah paling baik. Hubungan antara frekuensi listrik dari generator dan frekuensi mekanik dari putaran poros diberikan oleh persamaan : fe
f m .N p 120 15
f e frekuensi listrik (Hz) = 60 Hz. f m laju mekanik medan magnet dalam RPM ( sama dengan laju rotor ). N p jumlah kutub magnet yang digunakan
dalam penelitian = 6. Oleh karena itu, frekuensi mekanik dari perputaran poros harus dihasilkan oleh frekuensi rotor turbin dalam satuan rpm (rotasi per menit) sebanyak 1200 rpm. fm
120 f e 120x60 1200 rpm Np 6
Dalam penelitian yang dilakukan, frekuensi mekanik perputaran poros dari turbin Savonius dua sudu terlalu kecil untuk menghasilkan daya generator listrik, agar supaya frekuensi listrik generator mencapai 50 – 60 Hz. Untuk melanjutkan penelitian ini untuk mendapatkan daya generator lebih tinggi, ukuran rotor dan ketinggian rotor harus dirubah pada nilai tertentu yang memungkinkan. Dan juga harus ditambah gearbox untuk menaikkan rotor Savonius. Untuk desain turbin dengan diameter rotor, D = 52 cm, dan ketinggian turbin, h = 104 cm, maka akan diperoleh luas sapuan turbin, A = D x h = 5408 cm2 = 0,5408 m2. Kecepatan angin, v = 3,21 m/s, akan mendapatkan daya angin : P = 0,5. ρ.A.v3 = (0,5).(1.225).(0,5408).(3,213) = 11 Watt. Penerapan tenaga angin ke daya mekanik, yang dikonversikan ke generator listrik, digunakan data kecepatan angin maksimum. Hal ini dilakukan untuk menghidari terbakarnya generator listrik pada kecepatan angin maksimum. Apabila fluktuasi kecepatan angin tidak menentu, maka pemilihan daya maksimum generator listrik perlu dilengkapi alat pemutus arus mana kala kecepatan angin mencapai diluar daya kemampuan daya generator yang dipilih.
16
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 1 Gaya-gaya yang bekerja pada turbin Savonius rancangan 1 menghasilkan gaya rotor Fw = 1,94 N dan gaya gesekan poros fg = 3,23 N, berakibat Fw – fg < 0 sehingga turbin tidak dapat berputar pada kisaran angin 1 – 4 m/s. 2 Gaya-gaya yang bekerja pada turbin Savonius rancangan 2 menghasilkan gaya rotor Fw = 2,69 N dan gaya gesekan poros fg = 2,28 N, berakibat Fw – fg > 0 sehingga turbin dapat berputar pada kisaran angin 1 – 4 m/s. 3 Laju turbin angin Savonius tidak dapat berputar lebih cepat daripada kecepatan angin yang masuk. Ini ditandai dengan nilai TSR < 1. 4 Daya mekanik input dalam penelitian ini adalah daya poros dalam generator yang mempunyai nilai daya berkisar antara 0,4 – 2 Watt. 5 Dengan merubah luas sapuan turbin Savonius akan menambah pembangkitan daya dalam range daya yang diperlukan. Sedangkan untuk meningkatkan frekuensi mekanik generator diperlukan gearbox.
5.1 Saran-saran 1.
Pada penelitian turbin angin Savonius rancangan 1 tidak dapat berputar pada kisaran angin 1 – 4 m/s, untuk itu sebaiknya sebelum penelitian dihitung terlebih dahulu faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan sebuah penelitian.
2.
Tahapan-tahapan penelitian sebaiknya dimulai dari generator listrik yang sanggup dirancang, sekaligus diketahui berapa frekuensi mekanik (fm) yang harus dicapai, sehingga dapat diketahui seberapa besar turbin angin Savonius yang harus dibuat.
3.
Jika penelitian system pembangkit listrik tenaga angin, yang dimulai dari pembuat generator, kemudian menuntukan besarnya turbin angin Savonius tidak cukup untuk mendapatkan frekuensi mekanik yang diharapkan, maka perlu tambahan penelitian tentang gearbox yang berfungsi mempertinggi frekuensi putaran mekanik.
17
DAFTAR PUSTAKA
Chapman Stephen J. 2005. Electric Machinery Fundamentas Fourth Edition. Includes index. ISBN 0-07- 246523-9. Published by McGraw-H ill. a business unit of The McGraw-Hill Companies. Inc., 1221 Avenue of the Americas, New York. <www.mhhe.com> [ 8/13/2014 12:30 PM ]. Turner Lance. 2014. Making a simple Savonius wind turbine.
[10/27/2014 3:20 PM ]. Widodo, W.S., Chin, A.C., Haeryip Sihombing, And Yuhazri. 2012. Design And Analysis Of 5 Kw Savonius Rotor Blade. Faculty of Manufacturing Engineering Universiti Teknikal Malaysia Melaka Hang Tuah Jaya, 76100 Durian Tunggal, Melaka, Malaysia. < www.getview.org>[ 10/18/2014 10:00 PM]. Mohamed Hassan. 2010. Design Optimization of Savonius and Wells Turbines. Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades. Fakult Äatf Äur Verfahrensund System technik der Otto-von-Guericke-Universit Äat Magdeburg, Germany. Herlambang Yusuf Dewantoro. 2012. Kaji Eksperimental Kinerja Turbin Angin Vertikal Multiblade Tipe Sudu Curved Plate Profile Dilengkapi Rumah Rotor Dan Ekor Sebagai Pengarah Angin. Program Studi Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Semarang (POLINES). Nugroho Gunawan, dkk. 2013. Rancang Bangun Turbin Angin Vertikal Jenis Savonius Dengan Variasi Jumlah Blade Terintegrasi Circular Shield Untuk Memperoleh Daya Maksimum. Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Latif Melda. 2013. Efisiensi Prototipe Turbin Savonius Pada Kecepatan Angin Rendah. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Andalas Padang Kampus Limau Manis, Padang 25163. HaGe, 2009. “Generator DC”. [23/09/2012 12:19]. Kadek Fendy Sutrisna, 2011. “Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin”, [06/10/2012 10:55]. Nogrohoadi, 2008. “Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Indonesia”, [29/02/2012 21:55]. Qtussama, 2012. “Generaor Listrik”. [ 23/09/2012 12:19 ]. Rahmanta, 2010. Metode Konversi Gelombang [21/11/2010 17:05].
Laut.
Ocean
Wave
Energy. 18
Tonytaufik, 2012. “Kincir Angin 1 Type Savonious”. [ 09/05/2013 9:18]. Tonytaufik, 2012. “Generator Listrik Sederhana”. [09/05/2013 09:22]. Wikipedia Ensiklopedia bahasa Indonesia, 2012. “Turbin Angin”. [ 23/09/2011 05:19 ]. Yusufsatya, 2012. “Penggunaan Listrik Tenaga Angin”. [24/05/2012 23:21]
19
LAMPIRAN 1 INSTRUMEN
No 1
Instrumen
Nama dan Kegunaan Anemometer adalah alat ukur kecepatan angin.
2
Tachometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur laju rotasi poros dalam satuan RPM (rotasi per menit).
3
Multimeter atau multitester adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya resistor, tegangan dan arus listrik.
20
LAMPIRAN 2 PERSONALIA TENAGA PELAKSANA BESERTA KULIFIKASINYA
Susunan Organisasi Tim Peneliti Dan Pembagian Tugas
NO 1
2
3
Nama Ir. Soebyakto, MT
NIDN
0603026001
Rusnoto, ST, M.Eng.
Hadi Wibowo, ST, MT.
Instansi Asal
FT UPS Tegal
Bidang Ilmu
Alokasi Waktu (Jam/ Minggu) 3
Teknik Mesin 3
0604127401
FT UPS Tegal
Teknik Mesin
0616047101
FT UPS Tegal
Teknik Mesin
3
Uraian Tugas Perancangan Prototype dan Sistem PLTB Savonius, ujicoba di pantai Perancangan material yang digunakan dalam pembuatan sistem PLTB Savonius Pengambilan data alat turbin Savonius
21
BIODATA KETUA PENELITI A. Identitas Diri Nama Lengkap (dengan 1 gelar) 2 Jabatan Fungsional 3 Jabatan Struktural 4 NIP/NIK/Identitas lainnya 5 NIDN 6 Tempat dan Tanggal lahir 7
Alamat Rumah
8 9 10 11
Nomor Telepon/Faks/HP. Alamat Kantor Nomor Telepon/Faks Alamat e-mail Lulusan yang Telah Dihasilkan
12 13
Mata Kuliah yang Diampu
Ir. Soebyakto, MT. Asisiten Ahli 1946321960 0603026001 Tegal, 3 Pebruari 1960 Jl. Cucut Rt. 3 Rw. 1 No. 18 Kalisapu - Slawi 52416 08156924106 Jl. Halmahera Km. 1 Kota Tegal 0283-342519 [email protected] S-1= orang; S-2= orang; S-3= orang 1. Fisika Terapan 2. Kimia Terapan 3. Fisika Otomotif
L/ P
B. Riwayat Pendidikan Nama Perguruan Tinggi Bidang Ilmu Tahun Masuk Lulus Judul Skripsi / Thesis / Disertasi
Nama Pembimbing / Promotor
S-1 Institut Teknologi Bandung MIPA - Geofisika 1980 - 1986 Pengkajian Metode Lingkaran
Prof. Susilo Prawirowardoyo
S-2
S-3
Universitas Pancasila Jakarta Teknik Mesin - Konversi Energi 2009 - 2011 Studi Potensi Energi Listrik Tenaga Ombak, Pasang Surut dan Arus Laut (Studi Kasus di Pantai Tegal) Prof. Dr. Ir. Prawoto, MSAE.
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 Tahun Terakhir No.
Tahun
Judul Penelitian
1
2009
Penerapan Hukum Newton tentang Gravitasi untuk Pasang Surut Air Laut
2
2010
Pengkajian Ketinggian Pasang Surut Air Laut di Pantai Kota Tegal
Pendanaan Jml Sumber (Juta Rp) LPPM UPS 2 Tegal LPPM UPS 2 Tegal 22
3
4
2010
Studi Konversi Energi Laut sebagai Energi Alternatif Pembangkit Listrik Kota Tegal
LPPM UPS Tegal
2011
Destilasi Air Keruh dengan Tenaga Surya dan Tenaga Listrik untuk Mendapatkan Air Bersih
Lemlit UPS Tegal
2
2,5
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 Tahun Terakhir Pendanaan No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Jml (Juta Sumber Rp) LPMPelatihan Pengoperasian Penggunaan UPS 1 2010 Program Komputer Bel otomatis Sekolah 2 Tegal di SMK Dinamika Kota Tegal 2
2011
Penggunaan Perangkat Lunak Visual Basic sebagai Upaya Peningkatan pelayanan Kesehatan di Puskesmas / Poliklinik Kota Tegal
LPMUPS Tegal
2
E. Pengalaman Penulisan Artikel Ilmiah dalam Jurnal dalam 5 Tahun Terakhir Volume/ No. Judul Artikel Ilmiah Nama Jurnal Nomor/Tahun Vol. 3 No. 1 1 Analisa Pasang Surut Air Laut di April 2009 Pantai Kota Tegal ITEKS ISSN 19782497 Vol. 1 No. 1 2 Studi Potensi Energi Listrik Tenaga Juli 2011 Ombak, Pasang Surut dan Arus Laut TEKNOBIZ ISSN : 2088(Studi Kasus di Pantai Kota Tegal) 5784 F. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral pada Pertemuan/Seminar Ilmiah dalam 5 Tahun Terakhir No. Nama Pertemuan Judul Artikel Ilmiah Waktu dan Ilmiah/Seminar Tempat 1 SEMINAR ENERGI LISTRIK 24 Oktober 2012 NASIONAL TEKNIK TENAGA OMBAK di Fakultas MESIN 2012 GERAK VERTIKAL Teknik “Penghematan DENGAN “TAPERED Universitas Penggunaan Energi CHANNEL” Pancasila Bahan Bakar Fosil Jakarta serta Pengembangan Bahan Bakar Alternatif di Indonesia” 2 INTERNATIONAL ECONOMIC 26 – 27 SEMINAR ON EVALUATION OF November 2013 MARINE AND POWER WAVES AT di Hotel Karlita, FISHERIES 2013 THE BEACH TEGAL Kota Tegal, 23
“Blue Economy Concept”
Jawa Tengah
3 G. Pengalaman Penulisan Buku dalam 5 Tahun Terakhir No. Judul Buku Tahun Jumlah Penerbit Halaman 1 Fisika 2009 143 FT-UPS Tegal Terapan 1 2 Fisika 2010 146 FT-UPS Tegal Terapan 2 Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyarakatan dalam pengajuan Penelitian “Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Angin di Pantai Kota Tegal”.
Tegal, Nopember 2014 Pengusul,
Ir. Soebyakto, MT.
24
Biodata Anggota 1
Nama NIPY Tempat dan Tanggal Lahir Jenis Kelamin Agama Pekerjaan
: : : : : :
Pangkat/ Golongan Jabatan Fungsional Akademik Alamat Rumah Alamat e-mail
: : : :
Rusnoto, ST. M.Eng. 14054121974 Brebes, 4 Desember 1974 Laki-laki □ Perempuan Islam Dosen Fakultas Teknik Universitas Pancasakti Tegal Penata Muda / III.a Asisten Ahli Desa Tengki Kidul RT 04/ RW 01 Brebes [email protected]
RIWAYAT PENDIDIKAN PERGURUAN TINGGI Tahun Lulus
Jenjang
2000
S1
2012
S2
Perguruan Tinggi Universitas Muhammadiyah Surakarta Universitas Gadjah Mada
Jurusan/Bidang Studi Teknik Mesin
Teknik Mesin
PENGALAMAN JABATAN STRUKTURAL Jabatan Tahun Sekretaris Lembaga Pengabdian 2004 – 2005 Masyarakat Kepala Instalasi 2005 – 2008 Pembantu Dekan III Fak.Teknik 2008 – 2009 Kepala Laboratorium Teknik Mesin 2012 - sekarang
-
PENELITIAN Peningkatan Kapasitas Pelepasan Logam Pada Proses Pembubutan Dengan Menggunakan Pahat yang Diperlakukan Heat Treatment, 2006 (anggota). Karakterisasi Torsi Turbin Angin Savonius Tiga Tingkat Sudut Sudu, 2009 (anggota). Unjuk Kerja Digester Tong Fiber Untuk Penanganan Sampah yang Potensial, Efisien dan Ramah Lingkungan, 2010 (anggota). Analisa Hubungan Celah Platina Dengan Tegangan Induksi yang Timbul Untuk Pengapian Mobil, 2010 (anggota). Analisa Variasi Pendingin Udara Kapasitas 1 PK Pada Ruang Instalasi Uji Dengan Pembebanan Lampu, 2011 (anggota). Analisa Celah Busi Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Beijing 110 CC, 2011 (anggota). Studi Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Komposit Epoxy – Alumina, 2012 (ketua). Studi Kekuatan Tarik dan Kekuatan Bending pada Komposit Epoxy-Alumina, 2013 (Ketua).
25
PENGABDIAN -
-
Analisa Perhitungan Persediaan Pada Barang-Barang Dagangan (Inventory of Merchandise), 2004 (anggota). Instalasi Sistem Penyaluran Gas Bio Menggunakan Pipa PVC, 2010 (anggota). Pelatihan Program Dasar Komputer di Desa Tengki Kec.Brebes, 2013 (Ketua) PUBLIKASI ILMIAH Pencegahan Kerak dan Korosi Pada Air Isian Ketel Uap, 2006 ( Jurnal Oseatek). Instalasi Sistem Penyaluran Gas Bio Menggunakan Pipa PVC, 2010 (Jurnal Oseatek). Analisa Hubungan Celah Platina Dengan Tegangan Induksi yang Timbul Untuk Pengapian Mobil, 2010 (Jurnal Engineering). Analisa Variasi Pendingin Udara Kapasitas 1 PK Pada Ruang Instalasi Uji Dengan Pembebanan Lampu, 2011 (Jurnal Engineering). Analisa Celah Busi Terhadap Konsumsi Bahan Bakar Beijing 110 CC, 2011 (Jurnal Engineering). Studi Sifat Fisik dan Sifat Mekanik Komposit Epoxy-Alumina, 2011 (Proceding Seminar Nasional UII Jogyakarta) Analisis Sifat Mekanik Komposit Serat Tebu Dengan Matrik Resin Epoxy, 2012 (Jurnal Engineering).
Tegal,
Nopember 2014
Rusnoto, ST. M.Eng. NIPY.14054121974
26
Biodata Anggota 2
A. Identitas Diri 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Nama Lengkap Jabatan Fungsional Jabatan Struktural NIPY NIDN Tempat dan Tanggal Lahir Alamat Rumah Nomor Telepon/Faks/HP Alamat Kantor Nomor Telepon/Faks Alamat e-mail Lulusan yang Telah Dihasilkan Mata Kuliah yang Diampu
Hadi Wibowo, ST, M.T. Asisten Ahli 17361641971 0616047101 Tebing Tinggi, 16 April 1971 Jl. Pisang, No. 37, RT. 08/05, Kraton, Kota Tegal -/ 081548839332 Jl. Halmahera Km. 1 Kota Tegal 0283-342519 [email protected] S-1 = orang; S-2= orang; S-3= orang 1. Teknik Tenaga Listrik 2. Elemen Mesin 3. Mesin Fluida
B. Riwayat Pendidikan
Nama Perguruan Tinggi Bidang Ilmu Tahun Masuk-Lulus Judul Skripsi/Thesis
Nama Pembimbing
S-1 IST “Äkprind” Yogyakarta
S-2 Universitas Pancasila Jakarta
T. Mesin 1990 - 1996 Pompa Sentrifugal Multistage Pengisi Air Ketel Uap (Perancangan) 1. Ir. Totok Soegiarto, MSME
T. Mesin 2009 - 2011 Analisis Kinerja Kondensor Sistem Pendingin Pusat Perbelanjaan 1. Prof. Dr. Prawoto, MsAe.
C. Pengalaman Penelitian dalam 5 tahun terakhir No
Tahun
1
2011
2
2011
3
2011
Judul Penelitian Analisis Kinerja Evaporator Pada Instalasi Sistem Pengkondisian Udara Untuk Bangunan Komersial Analisis Pengaruh Proses Perlakuan Panas Terhadap Sifat Keausan Pisau Penghancur Plastik Analisis Pengaruh Faktor Fouling Terhadap Kinerja Kondensor C3016 Pada Sistem Pengkondisian Udara
Pendanaan Sumber Jumlah (Rp) UPS Tegal 2.000.000
UPS Tegal
2.000.000
UPS Tegal
2.000.000
27
4
2013
Analisis Pengaruh Kecepatan Potong dan Gerak Makan Pahat Terhadap Kekasaran Permukaan ST 60 Pada Proses Pembubutan Dengan Mesin CNC
UPS Tegal
2.000.000
D. Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat dalam 5 tahun terakhir
No Tahun 1
2011
2
2012
3
2013
Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Pelatihan Dasar Kewirausahaan Bagi Siswa Guna Mempersiapkan Lulusan Yang Siap Kerja di SMK N 2 Kota Tegal Aplikasi Micking Adobe Audition di Tegal Indie Community Pelatihan Pengolahan dan Pemanfaatan LimbahRumput Laut Bagi Siswa Agribisnis Randusanga Kabupaten Brebes
Pendanaan Jumlah Sumber (Rp) UPS 2.000.000 Tegal UPS Tegal UPS Tegal
2.000.000 2.000.000
E. Pengalaman Penulisan artikel ilmiah dalam Jurnal dalam 5 tahun terakhir No Judul Artikel Volume/ Nama Jurnal Nomor/Tahun 1 Optimasi Proses Tempering Baja ST 60 Edisi 08/April 2011 Oseatek Untuk Peningkatan Sifat Mekanik Gear Helix Pada Pompa Aspal Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Tegal, Nopember 2014 Pengusul,
Hadi Wibowo, ST., MT.
28
LAMPIRAN 3 PUBLIKASI
29
30
LAMPIRAN 4 DATA PENELITIAN DATA PENELITIAN 16 OKTOBER 2014 NO
JAM
Kec. Angin
Daya Angin
vmax
P=0,5Av3
Gaya (N)
Torsi (Nm)
Poros(rpm)
Kec. Mekanik
Percepatan
fmin
v = .r
a = 2.r
F = m.a
= F.r
Daya (W)
Koef. Daya
Rasio Kec.
P = .
Cp
TSR
1
11:00
3.21
3.79
10.7
0.29
0.33
0.76
0.20
0.22
0.06
0.09
2
11:30
3.53
5.04
15.5
0.42
0.68
1.59
0.41
0.67
0.13
0.12
3
12:00
3.23
3.86
12.9
0.35
0.47
1.10
0.29
0.39
0.10
0.11
4
12:30
2.65
2.13
13.4
0.36
0.51
1.19
0.31
0.43
0.20
0.14
5
13:00
3.65
5.58
11.3
0.31
0.36
0.84
0.22
0.26
0.05
0.08
6
13:30
4.15
8.20
10.3
0.28
0.30
0.70
0.18
0.20
0.02
0.07
7
14:00
3.43
4.63
18.6
0.51
0.99
2.29
0.59
1.16
0.25
0.15
8
14:30
2.86
2.68
13.4
0.36
0.51
1.19
0.31
0.43
0.16
0.13
9
15:00
3.47
4.79
11.7
0.32
0.39
0.90
0.24
0.29
0.06
0.09
Koefisien Daya (Cp)
16 Oktober 2014 0,27 0,22 0,17 0,12 0,07 0,02 0,05
0,07
0,09
0,11
0,13
0,15
Tip Speed Ratio (TSR)
16 Oktober 2014 Daya Mekanik (Watt)
1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 10
12
14
16
18
20
Frekuensi (rpm)
31
NO
Kecepatan Angin (m/s)
JAM
Min
Max
Poros-Frekuensi (rpm) vratarata
Frekuensi
Kec. Sudut
Kec. Turbin
Rasio Kec.
Min
Max
fmin
f (Hz)
rad/s)
v = .r
TSR
1
11:00
1.08
2.33
1.71
12.5
26.2
12.5
0.21
1.31
0.34
0.15
2
11:30
1.20
2.67
1.94
14.2
32.6
14.2
0.24
1.49
0.39
0.14
3
12:00
2.18
3.58
2.88
20.4
31.6
20.4
0.34
2.14
0.56
0.16
4
12:30
2.31
3.00
2.66
22.1
30.5
22.1
0.37
2.31
0.60
0.20
5
13:00
2.24
3.21
2.73
20.2
33.5
20.2
0.34
2.11
0.55
0.17
6
13:30
2.05
3.25
2.65
22.4
30.2
22.4
0.37
2.34
0.61
0.19
7
14:00
2.01
2.59
2.30
19.0
21.1
19.0
0.32
1.99
0.52
0.20
8
14:30
1.93
2.88
2.41
17.9
20.9
17.9
0.30
1.87
0.49
0.17
9
15:00
1.91
2.83
2.37
17.2
29.3
17.2
0.29
1.80
0.47
0.17
Data Penelitian Turbin Savonius, Senin, 20 Oktober 2014
NO
JAM
Kec. Angin
Daya Angin
vmax
P=0,5Av3
Poros (rpm)
Kec. Mekanik
Percepatan
fmin
v = .r
a = 2.r
Gaya (N) F= m.a
Torsi (Nm) = F.r
Daya (W)
Koef. Daya
P = .
Cp
1
11:00
2.33
1.45
12.5
0.34
0.45
1.03
0.27
0.35
0.24
2
11:30
2.67
2.18
14.2
0.39
0.57
1.33
0.35
0.51
0.24
3
12:00
3.58
5.26
20.4
0.56
1.19
2.75
0.72
1.53
0.29
4
12:30
3.00
3.10
22.1
0.60
1.39
3.23
0.84
1.94
0.63
5
13:00
3.21
3.79
20.2
0.55
1.16
2.70
0.70
1.48
0.39
6
13:30
3.25
3.94
22.4
0.61
1.43
3.32
0.86
2.02
0.51
7
14:00
2.59
1.99
19.0
0.52
1.03
2.39
0.62
1.23
0.62
8
14:30
2.88
2.74
17.9
0.49
0.91
2.12
0.55
1.03
0.38
9
15:00
2.83
2.60
17.2
0.47
0.84
1.95
0.51
0.92
0.35
20 Oktober 2014 Koefisien Daya (Cp)
0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
Tip Speed Ratio (TSR)
32
20 Oktober 2014 2,1
Daya Mekanik (Watt)
1,9 1,7 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5
0,3 10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Frekuensi (rpm)
NO
JAM
Kecepatan Angin (m/s)
Poros-Frekuensi (rpm)
Min
Max
vrata-rata
Frekuensi
Kec. Sudut
Kec. Turbin
Rasio Kec.
Min
Max
fmin
f (Hz)
rad/s)
v = .r
TSR
1
11:00
1.43
2.98
2.21
13.5
25.6
13.5
0.23
1.41
0.37
0.12
2
11:30
1.63
2.73
2.18
14.7
24.1
14.7
0.25
1.54
0.40
0.15
3
12:00
1.88
3.70
2.79
19.6
36.9
19.6
0.33
2.05
0.53
0.14
4
12:30
1.63
2.88
2.26
14.7
33.9
14.7
0.25
1.54
0.40
0.14
5
13:00
1.82
3.42
2.62
20.0
31.8
20.0
0.33
2.09
0.54
0.16
6
13:30
0.93
2.09
1.51
10.9
24.0
10.9
0.18
1.14
0.30
0.14
7
14:00
1.75
3.88
2.82
16.1
34.0
16.1
0.27
1.69
0.44
0.11
8
14:30
1.44
3.65
2.55
15.8
40.7
15.8
0.26
1.65
0.43
0.12
9
15:00
2.21
3.45
2.83
20.2
39.4
20.2
0.34
2.11
0.55
0.16
Data Penelitian Turbin Savonius, Rabu, 22 Oktober 2014
NO
JAM
Kec. Angin
Daya Angin
vmax
P=0,5Av3
Poros(rpm)
Kec. Mekanik
Percepatan
Gaya (N)
Torsi (Nm)
Daya (W)
Koef. Daya
fmin
v = .r
a = 2.r
F = m.a
= F.r
P = .
Cp
1
11:00
2.98
3.03
13.5
0.37
0.52
1.20
0.31
0.44
0.15
2
11:30
2.73
2.33
14.7
0.40
0.62
1.43
0.37
0.57
0.24
3
12:00
3.70
5.81
19.6
0.53
1.09
2.54
0.66
1.35
0.23
4
12:30
2.88
2.74
14.7
0.40
0.62
1.43
0.37
0.57
0.21
5
13:00
3.42
4.59
20.0
0.54
1.14
2.64
0.69
1.44
0.31
6
13:30
2.09
1.05
10.9
0.30
0.34
0.79
0.20
0.23
0.22
7
14:00
3.88
6.70
16.1
0.44
0.74
1.71
0.45
0.75
0.11
8
14:30
3.65
5.58
15.8
0.43
0.71
1.65
0.43
0.71
0.13
9
15:00
3.45
4.71
20.2
0.55
1.16
2.70
0.70
1.48
0.31
33
22 Oktober 2014 0,40
Koefisien Daya (Cp)
0,35 0,30 0,25 0,20 0,15
0,10 0,10
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
0,16
Tip Speed Ratio (TSR)
22 Oktober 2014 Daya Mekanik (Watt)
1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 10
12
14
16
18
20
22
Frekuensi (rpm)
34
