I. Pendahuluan

Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan tinggi ke tekanan rendah atau dari suhu udara yang rendah ke suhu udara yang lebih tinggi. Angin merupakan sumber daya alam yang mempunyai banyak manfaat, contohnya untuk menghasilkan energi, untuk memompa air, serta keperluan navigasi pesawat pada saat lepas landas dan mendarat. Untuk memanfaatkan angin perlu diketahui kecepatannya melalui suatu pengukuran. Mengukur kecepatan angin dapat dilakukan dengan instrumen yaitu anemometer. Kemampuan pemantauan dan pengukuran ini dapat dilakukan dengan memanfaatkan motor listrik DC sebagai sensor kecepatan angin yang mampu memberikan hasil pendeteksian. Prinsip kerja anemometer sama dengan prinsip kerja turbin angin yaitu mengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanis pada kincir, sehingga dapat menggerakkan poros yang memutar motor listrik DC yang akan menghasilkan energi listrik. Oleh karena itu dirancanglah sebuah alat untuk melakukan pengukuran kecepatan angin dengan menggunakan konsep motor listrik tersebut, agar didapatkan hasil pengukuran atau data pengukuran dengan ketelitian yang diharapkan

II. Alat dan Bahan1. Anemometer 2. Alat eksperimen Anemometer Motor Listrik3. 2 Buah Multimeter4. Penggaris

Gambar 1.Anemometer Gambar 2.Alat eksperimen motor

listrik

Gambar 3.Multimeter Gambar 4. penggaris

Oleh karena itu, ekspresi daya dapat diturunkan sebagai berikut :

; (m/s)

(3)

Keterangan:

𝐴 : luas penampang baling-baling,

: Daya, watt

𝑣 : kecepatan angin, m/s

Dengan luas penampang baling-baling :

(4)

Keterangan :

= 3,14

Jari-jari baling-baling,m

Dari persamaan (3) diatas dapat ditentukan kecepatan angin suatu anemometer dengan daya listrik yang dihasilkan dengan rumus :

III. Teori

Anemometer adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin, anemometer merupakan salah satu alat yang sering digunakan oleh balai cuaca seperti Badan Metereologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). Besarnya energi yang tergandung pada angin bergantung pada besarnya kecepatan angin dan massa jenis angin. Jika diformulasikan, besar energi kinetik yang terkandung pada angin atau udara yang bergerak yang bermassa m dan berkecepatan v adalah :

𝐸𝑘 = .𝑚.

(1)

Keterangan:

𝑚 : massa udara, kg

𝑣 : kecepatan angin, m/s

Massa udara didefinisikan sebagai perkalian antara Volume dengan kepadatan:

𝑚 =Q.𝜌 (2)

Keterangan:

Q = Volume /debit ( )

ρ = Kepadatan/ kerapatan udara (Kg/ )= 1,2 Kg/

IV. Eksperimen

Dalam menentukan kecepatan angin Pantai Baru digunakan seperangkat alat eksperimen berupa Anemometer Motor Listrik yang menghasilkan data tegangan (V) dan kuat arus (I).

Prinsip kerja dari anemometer motor listrik adalah sebagai berikut:1. Angin mengadakan tekanan yang kuat pada baling-baling 2. Bagian yang cekung akan berputar ke satu arah.3. Poros yang berputar dihubungkan dengan motor listrik kecil.4. Bila baling-baling berputar maka akan terjadi arus listrik yang besarnya sebanding dengan kecepatan putaran.5. Besarnya arus listrik dihubungkan dengan 2 multimeter yang mengukur tegangan dan kuat arus.

Untuk mengukur kecepatan udara ( )

maka dicari dulu luas penampang baling-baling (A) dengan menggunakan persamaan (4). Kemudian data tegangan (V) dan kuat arus (I) diambil beberapa kali sehingga diperoleh data terbaik yang digunakan untuk menghitung kecepatan angin pantai Baru. Untuk memperoleh hasil yang lebih meyakinkan, maka pengukuran kecepatan angin dilakukan dengan cara membandingkan hasil pengukuran alat anemometer motor listrik, dengan anemometer sesungguhnya secara bersamaan setelah itu ditentukan kecepatan angin rata-rata beserta ralatnya. Seperti pada gambar 5.

Gambar 5. Pengukuran anemometer motor l istr ik

dengan anemometer sesusngguhnya secara

bersamaanV. Hasil dan Pembahasan

1. Pengukuran luas baling-baling

Untuk mengukur luas baling-baling, diukur diamater dari baling-baling sehingga diketahui jari-jari baling-baling dengan menggunakan penggaris seperti pada gambar 6.

Gambar6. Pengukuran

Setelah dilakukan pengukuran, didapat diameter sebesar 16,5 cm, sehingga jari-jari baling-baling sebesar 8,25 cm atau 0,0825 m. Selanjutnya menghitung Luas baling-baling :

2. Data hasil eksperimendengan menggunakan persamaan (5), maka dapat

ditentukan kecepatan angin, yaitu seperti dalam tabel berikut :

Tabel 2. Data analisis eksperimen

No.V

(Volt)

I(Ampere)

eksperimen(

m/s)langs

ung (m/s)

1. 0,04 19,8 3,9 3,9 0,1444

2. 0,04 17,4 3,8 3,9 0,2304

3. 0,05 21,9 4,4 4,2 0,0144

4. 0,05 20,4 4,3 4,5 0,0004

5. 0,05 22,1 4,4 4,3 0,0144

6. 0,05 20,3 4,2 4,3 0,0064

7. 0,05 21,0 4,3 4,4 0,0004

8. 0,05 22,6 4,4 4,5 0,0144

9. 0,05 23,1 4,5 4,4 0,0484

10. 0,05 25,9 4,6 4,7 0,1024

∑ 0,48 214,5 42,8 43,1 0,576

eksperimen = = 4,28 m/s

langsung = = 4,31 m/s

= = = 0,268328157 m/s

=

=

= 0,69 %VI. Kesimpulan

Untuk mengukur kecepatan angin suatu tempat, dapat dilakukan dengan alat eksperimen anemometer motor listrik. Metode ini merupakan cara yang relatif mudah karena hanya memfaatkan daya listrik yang dihasilkan oleh gaya gerak baling-baling yang menggerakan motor listrik. Dengan alat eksperimen ini didapatkan hasil kecepatan angin pantai baru :

eksperimen = 4,28 m/s

langsung = 4,31 m/s

Dengan ralat sebesar 0,27 m/s atau 0,69%

REFERENSI

Dolom. (2011). Desain dan Uji Unjuk Kerja Kincir Angin. jurnal Austenit , volume 3 Nomor 2.

MENENTUKAN KECEPATAN ANGIN PANTAI BARU DENGAN MENGGUNAKAN DAYA LISTRIK PADA ANEMOMETER

Robiansyah (10007062)

Pend id ikan F i s ika Faku l t a s Keguruan dan I lmu Pend id ikan

Unive r s i t a s Ahmad Dah lan Yogyaka r t a

Kampus 3 : J l . P ro f . Dr . Soepomo, Jan tu ran 55164 Yogyaka r t a Te lp . (0274) 381523 , 379418 h t tp : / /www.pf .uad .ac . id