energi layang(maxyos agus leo)

17
2014 PROPOSAL PROYEK SAINS RANCANG BANGUN ENERGI LAYANG BERTENAGA ANGIN DAERAH PEGUNUNGAN SIBAYAK PROVINSI SUMATERA UTARA NOMOR PESERTA 020203 : 1. YOSAFAT SIMAMORA 2. AGUS WINARTA 3. LEONARDO INDRA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014 Proyek Sains Bidang RB

Upload: yosafat-simamora

Post on 17-Jan-2016

37 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Mesin pembangkit listrik di sini dilengkapi beberapa komponen utama seperti layang-layang penerima angin atau yang biasa disebut sebagai blades, hub untuk penghubung baling-baling yang berdiameter besar dengan poros utama (main shaft), tower penyangga untuk kedudukan generator kincir dan perlengkapannya, poros kecepatan tinggi (high speed shaft), lalu komponen yang terpenting yaitu mesin generator sebagai pembangkit listrik

TRANSCRIPT

Page 1: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

2014

PROPOSAL PROYEK SAINS

RANCANG BANGUN ENERGI LAYANG BERTENAGA

ANGIN DAERAH PEGUNUNGAN SIBAYAK PROVINSI

SUMATERA UTARA

NOMOR PESERTA 020203 :

1. YOSAFAT SIMAMORA

2. AGUS WINARTA

3. LEONARDO INDRA

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2014

Proyek Sains Bidang

RB

Page 2: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

1

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul Proposal : Rancang Bangun Energi Layang Bertenaga

Angin Daerah Pegunungan Provinsi Sumatera

Utara

2. Nama Ketua Tim : Yosafat Simamora

3. Jenis kelamin : Laki-Laki

4. Program Studi : Teknik Kimia

5. Fakultas : Teknik

6. Universitas : Universitas Sumatera Utara

7. Alamat rumah : Jl.Saudara No. 48a, Simpang Limun Kecamatan

Medan Kota

8. Alamat email : [email protected]

9. Telepon seluler/HP : 085270897660

15 September 2014

Ketua Tim Anggota Tim Anggota Tim

( Yosafat Simamora ) ( Agus Winarta ) ( Leonardo Indra)

120405081 120405040 120405068

Mengetahui Menyetujui

Dosen Pembimbing Dekan

( Dr. Eng. Irvan, MT ) (Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E.)

196808201995011001 195710011985031005

Page 3: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

2

RANCANG BANGUN ENERGI LAYANG BERTENAGA

ANGIN DAERAH PEGUNUNGAN SIBAYAK PROVINSI

SUMATERA UTARA

Oleh : Yosafat Simamora, Agus Winarta dan Leonardo Indra (Departemen Teknik Kimia);

Universitas Sumatera Utara

Abstrak :

Potensi layang-layang untuk menghasilkan listrik juga pada

kemampuannya melayang sangat tinggi. Layang-layang memang hanya

mainan. Tapi jangan remehkan, sebab di masa depan mainan ini justru

akan jadi pembangkit energi. Percobaan ini bertujuan untuk dapat

merancang sebuah pembangkit listrik tenaga layang tipe horizontal axis

wind turbine (HAWT) dual rotor menggunakan parasut sebagai layang-

layang pemutar generator. Mesin pembangkit listrik di sini dilengkapi

beberapa komponen utama seperti layang-layang penerima angin atau

yang biasa disebut sebagai blades, hub untuk penghubung baling-baling

yang berdiameter besar dengan poros utama (main shaft), tower

penyangga untuk kedudukan generator kincir dan perlengkapannya,

poros kecepatan tinggi (high speed shaft), lalu komponen yang terpenting

yaitu mesin generator sebagai pembangkit listrik. Kemudian sebuah

frame bagian luar yang melindungi dalam mesin generator atau

pembangkit padabagian eksternal dari suatu mesin generator yang biasa

disebut housing dari mesin baling-baling yang berdiameter besar atau

kipas penera angin tersebut. Prinsip kerja miniatur energi layang ini

adalah hembusan angin dari kaki gunung menuju puncak berkecepatan

tinggi dan arah linier, mendorong parasut dan terangkat dengan cepat.

Pada saat salah satu parasut tersebut terangkat, parasut lain juga ikut

terangkat karena tali antar parasut dihubungkan oleh satu tali yang

sama agar parasut dapat berotasi dalam keadaan seimbang dan teratur.

Pola pergerakannya membuat kincir berputar dengan sangat cepatnya

dengan pola menyerupai lingkarang lonjong. Putaran kincir diteruskan

oleh rotor generator sehingga menghasilkan listrik.

Kata Kunci : kincir, layang-layang, dual rotor, gunung, angin

Page 4: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Salah satu cara untuk mengatasi krisis energi adalah dengan cara

pengembangan energi baru dan terbarukan, salah satunya yaitu energi

angin yang bisa dimanfaatkan menjadi pembangkit listrik. Pembangkit

listrik tenaga angin sangat cocok digunakan di Indonesia yang memiliki

banyak daerah-daerah terpencil dan beri-ribu pulau kecil yang di huni

oleh masyarkat atau yang dijadikan sebagai tempat wisata namun masih

sulit dijangkau oleh listrik yang disediakan oleh negara atau Perusahaan

Listrik Negara (PLN). Potensi layang-layang untuk menghasilkan listrik

juga pada kemampuannya melayang sangat tinggi. Layang-layang

memang hanya mainan. Tapi jangan remehkan, sebab di masa depan

mainan ini justru akan jadi pembangkit energi. Saat angin bertiup

kencang dan layang-layang dikaitkan ke generator, maka kita bisa

menikmati listriknya.

Pembangkit listrik tenaga angin memiliki dua tipe menurut posisi

porosnya, yaitu horizontal axis wind turbine (HAWT) atau turbin angin

poros horizontal dan yang kedua yaitu vertical Axis Wind Turbin (VAWT)

atau turbin angin poros vertical. Dalam proposal ini yang dikembangkan

adalah tipe turbin angin sumbu horizontal dengan memanfaatkan

layang-layang atau parasut sebagai pemanen udara keadaan tinggi.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Adapun rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini

adalah :

1. Bagaimana mekanisme kerja pembangkit listrik tenaga layang ?

2. Dapatkah kincir berputar stabil dan menghasilkan daya listrik lebih

besar ?

3. Apa pengaruh lingkungan yang berdampak pada pembangkit tenaga

layang ?

4. Apa kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik tenaga layang ?

Page 5: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

4

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan penelitian yang akan dilaksanakan ini adalah :

1. Merancang sebuah pembangkit listrik tenaga layang tipe horizontal

axis wind turbine (HAWT) dual rotor menggunakan parasut sebagai

layang-layang pemutar generator.

2. Untuk mengetahui apa kelebihan dan kekurangan pembangkit listrik

tenaga layang di pegunungan sibayak.

3. Menjelaskan mekanisme kerja pembangkit listrik energi layang.

4. Untuk mengetahui mengapa dan dalam situasi bagaimana alat

pembangkit tersebut penting.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Adapun Manfaat Penelitian ini adalah :

1. Mendemonstrasikan suatu konsep baru untuk pembangkit tenaga

angin menggunakan layang-layang menjadi salah satu sumber energi

yang diperhitungkan.

2. Hasil penelitian ini diharapkan dapat berguna bagi pengembangan

ilmu mahasiswa di bidang perancangan teknik. Juga sebagai acuan

bagi sipembaca untuk membuat suatu usaha di bidang keteknikan.

Page 6: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

5

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 ENERGI LAYANG

Angin adalah udara yang bergerak dari tekanan udara yang lebih

tinggi ke tekanan udara yang lebih rendah. Perbedaan tekanan udara

disebabkan oleh perbedaan suhu udara akibat pemanasan atmosfer

yang tidak merata oleh sinar matahari. Karena bergerak angin memiliki

energi kinetik. Menurut penelitian listrik yang dihasilkan oleh layang-

layang ini tidak terlalu mahal. Sebanding dengan tenaga listrik yang

berbahan bakar batu bara, atau lebih murah separo dari pembangkit

listrik tenaga kincir angin. Potensi layang-layang untuk menghasilkan

listrik juga pada kemampuannya melayang sangat tinggi. Pemasangan

kincir pada layang-layang berpotensi menghasilkan daya putar lebih

baik daripada kincir angin di darat. Sebagai perbandingan menara kincir

angin rata-rata ketinggiannya 80 meter dengan kecepatan angin rata-

rata 5 meter per detik. Sedangkan layang-layang ketinggiannya 800

meter dengan kecepatan angin rata-rata 7 meter perdetik. Karena energi

yang dikumpulkan sebanding dengan pangkat tiga dari nilai

kecepatannya, kincir pada ketinggian 800 meter mampu membangkitkan

energi lima kali lipat kincir yang sama pada ketinggian 80 meter.

Membangun menara kincir angin hingga setinggi 800 meter jelas tidak

mungkin. Namun, menerbangkan layang-layang pada ketinggian

tersebut memang lumrah. Daya angin berbanding lurus dengan

kerapatan udara, dan kecepatan angin kubik.

Gambar 2.1 Intensitas Energi Angin

Page 7: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

6

Kecepatan angin sangat dipengaruhi oleh ketinggiannya dari

permukaan tanah. Semakin mendekati permukaan tanah, kecepatan

angin semakin rendah karena adanya gaya gesek antara permukaan

tanah dan angin.

2.2 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN ANGIN

Kecepatan angin dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor. Adapun

faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan angin adalah sebagai

berikut:

1. Relief Permukaan Bumi

Angin bertiup kencang pada daerah yang reliefnya rata dan tidak ada

rintangan. Sebaliknya bila bertiup pada daerah yang reliefnya besar dan

rintangannya banyak, maka angin akan berkurang kecepatannya.

2. Ada Tidaknya Tumbuh-tumbuhan

Banyaknya pohon-pohonan akan menghambat kecepatan angin dan

sebaliknya, bila pohon-pohonannya jarang maka sedikit sekali memberi

hambatan pada kecepatan angin.

3. Tinggi dari Permukaan Tanah

Angin yang bertiup dekat dengan permukaan bumi akan

mendapatkan hambatan karena bergesekan dengan muka bumi,

sedangkan angin yang bertiup jauh di atas permukaan bumi bebas dari

hambatan-hambatan.

Gambar 2.2 Kecepatan Angin Terhadap Permukaan Tanah

Page 8: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

7

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 BAHAN DAN ALAT

3.1.1 BAHAN

1. Kertas Maket

Fungsi : sebagai badan pada generator kincir yang menutupi

komponen bagian dalam

2. Sumpit Bambu

Fungsi : sebagai rangka pembentukan kincir

3. Tali Nilon

Fungsi : sebagai tali pengikat pada layang/ parasut

4. Triplek

Fungsi : sebagai pelapis pada rotor dan dasar

5. Kabel Tembaga

Fungsi : sebagai bahan pembuatan stator pada generator

6. Magnet

Fungsi : sebagai komponen pada rotor generator

7. Lem Perekat

Fungsi : sebagai perekat semua komponen

3.1.2 ALAT

1. Pisau Karter

Fungsi : sebagai alat pemotong bagian kayu

2. Gunting

Fungsi : sebagai alat pemotong

3. Multimeter

Fungsi : sebagai penghitung daya

4. Mistar

Fungsi : sebagai alat ukur dimensi

Page 9: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

8

3.2 DIAGRAM ALIR PERCOBAAN

Tidak

Ya

Tidak

Ya

Gambar 3.1 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian

Mulai

Persiapan Desain

Mengumpulkan Data-Data

Desain

Desain

Panjang Nilon, Jumlah Parasut,

Jumlah Lilitan Generator

Berhasil

Pemilihan Bahan Desain

Proses Pembuatan Alat

Pengujian

Berhasil

Selesai

Page 10: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

9

3.3 PRINSIP KERJA ALAT

Prinsip kerja miniature energi layang ini adalah hembusan angin

dari kaki gunung menuju puncak berkecepatan tinggi dan arah linier,

mendorong parasut dan terangkat dengan cepat. Pada saat salah satu

parasut tersebut terangkat, parasut lain juga ikut terangkat karena tali

antar parasut dihubungkan oleh satu tali yang sama agar parasut dapat

berotasi dalam keadaan seimbang dan teratur. Keadaan dimana parasut

tersebut berada dalam titik puncaknya maka parasut lain yang berada

1800 diseberangnya akan berada dalam titik terpendeknya disebabkan

tali penghubung antar parasut dalam posisi 1800 diseberangnya adalah

satu, jadi akan terjadi gaya tarik-ulur antar parasut. Pola pergerakannya

membuat kincir berputar dengan sangat cepatnya dengan pola

menyerupai lingkarang lonjong. Putaran kincir diteruskan oleh rotor

generator sehinggamenghasilkan listrik.

(a) (b)

Gambar 3.2 (a) Desain Miniatur Pembangkit dan (b) Mekanisme Kerja

Keterangan :

1. Parasut/ Layang-Layang

2. Tali

3. Kincir

4. Generator

5. Tiang/ Kaki Kincir

Page 11: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

10

DAFTAR PUSTAKA

Dwitaarianti. (2011, 22 Juni). My Little Notes : Pembangkit Listrik Tenaga

Angin. Diperoleh 5 September 2014, dari

dwitaariyanti.blogspot.com/2011/pembangkit-listrik-tenaga-

angin.html

Fendi. (2011, 21 Mei). Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Angin.

Diperoleh 10 September 2014, dari

http://indone5ia.wordpress.com/2011/05/21/prinsip-kerja-

pembangkit-listrik-tenaga-angin-dan-perkembangannya-di-

dunia/

Kompas. (2008, 12 Agustus). Layang-Layang Sumber Listrik Potensial.

Diperoleh 10 September 2014, dari

http://travel.kompas.com/read/2008/08/12/02363852/Layan

g-layang.Sumber.Listrik.Potensial

Magdalena. (2008, 8 Agustus). Layang-Layang Sebagai Pembangkit

Listrik. Diperoleh 10 September 2014, dari

http://netsains.net/2008/08/layang-layang-sebagai-

pembangkit-listrik/

Pelangi. ( 2012, 6 Februari). Makalah PLTAngin, Diperoleh 3 September

2014, dari

http://pelagiberbunga.blogspot.com/2012/02/makalah-

pltangin.html

PPPPTK. (2014, 27 Februari). Pembangkit Listrik Tenaga Angin. Diperoleh

10 September 2014, dari

http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuu

tama/listrik-electro/1059-art-1

Rolan. (2012, 23 Mei). Rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin.

Diperoleh 29 Agustus 2014, dari

http://rolansiregar.blogspot.com/

Page 12: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

11

LAMPIRAN A

GAMBAR DESAIN KONSEP

A.1 DESAIN ALAT

(a) (b)

Gambar A.1 Desain Pembangkit Listrik Energi Layang, (a) Desain Konsep

Tampak Samping, (b) Desain Konsep Tampak Depan

Page 13: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

12

A.2 MEKANISME KONSEP

(a) (b)

Gambar A.2 Mekanisme Kerja Alat, (a) Mekanisme Kerja layang, (b)

Generator Dual Rotor

Page 14: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

13

PERNYATAAN PENGUSUL

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama Ketua Tim : Yosafat Simamora

Tempat/Tanggal Lahir : Parlilitan/ 08 Mei 1994

Nomor Mahasiswa : 120405081

Fakultas/ Universitas : Fakultas Teknik/ Universitas Sumatera

Utara

Alamat Rumah : Jl. Saudara No. 48a Simpang Limun,

Kecamatan Medan Kota

dengan ini menyatakan bahwa

1. Proposal Proyek Sains yang diusulkan ini belum pernah

dikerjakan dan atau sedang dilaksanakan dengan sponsor/biaya

dari lembaga lain,

2. Proposal Proyek Sains ini tidak sedang diikutsertakan atau sedang

dalam proses atau dalam seleksi lomba ilmiah tingkat

nasional/internasional lainnya,

3. Proposal Proyek Sains ini tidak mengandung unsur plagiat.

Demikianlah pernyataan ini dibuat dalam keadaan sadar dan tanpa ada

unsure paksaan dari siapapun untuk keperluan pengajuan Proposal

Proyek Sains OSN PERTAMINA 2014.

Dibuat di Medan

Pada tanggal 19 September

2014

Mengetahui, Yang Membuat Pernyataan

Dekan

(Materai Rp 6.000)

(Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E.) (Yosafat Simamora)

195710011985031005 120405081

Page 15: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

14

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Kode Peserta : PS020203

Nama ( Ketua Tim ) : Yosafat Simamora

Nomor Mahasiswa : 120405081

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Tempat/ Tanggal Lahir : Parlilitan/ 08 Mei 1994

Alamat Rumah

: Jl. Saudara No.48a Simpang Limun, Kecamatan Medan Kota

No. Telp/HP : 085270897660

Alamat Email : [email protected]

Asal Universitas : Universitas Sumatera Utara

Fakultas/ Jurusan/ Prodi

: Fakultas Teknik/ Jurusan Teknik Kimia

Semester : 5

Riwayat Pendidikan

: SD 176362 Parlilitan SMPN 1 Parlilitan SMAN 1 Tarutung Teknik Kimia USU

Karya-Karya Ilmiah Yang Pernah Dibuat

: -

Penghargaan-Penghargaan ilmiah yang Pernah Diraih

: -

Page 16: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

15

Kode Peserta : PS020203

Nama ( Anggota Tim ) : Agus Winarta

Nomor Mahasiswa : 120405040

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Tempat/ Tanggal Lahir : Dumai, 06 agustus 1994

Alamat Rumah

: Jln. Tridharma No. 60 Kampus USU medan

No. Telp/HP : 085265667445

Alamat Email : [email protected]

Asal Universitas : Universitas Sumatera Utara

Fakultas/ Jurusan/ Prodi

: Teknik/ Teknik Kimia

Semester : 5

Riwayat Pendidikan : SD. Santo Tarcisius SMP Santo Tarcisius SMA Santo Tarcisius Teknik Kimia USU

Karya-Karya Ilmiah Yang Pernah Dibuat

: -

Penghargaan-Penghargaan ilmiah yang Pernah Diraih

: -

Page 17: Energi Layang(MaxYos Agus Leo)

16

Kode Peserta : PS020203

Nama ( Anggota Tim ) : Leonardo Indra

Nomor Mahasiswa : 120405068

Jenis Kelamin : Laki-Laki

Tempat/ Tanggal Lahir : Padang/22 Agustus 1995

Alamat Rumah : Komplek Setia Baru Blok A no.1

No. Telp/HP : 081993821026

Alamat Email : leonardoindra@yaho

o.com

Asal Universitas : Universitas Sumatera Utara

Fakultas/ Jurusan/ Prodi

: Teknik

Semester : 5

Riwayat Pendidikan : SD Pius Payakumbuh SMP Fidelis Payakumbuh SMA Don Bosco Padang

Karya-Karya Ilmiah Yang Pernah Dibuat

: -

Penghargaan-Penghargaan ilmiah yang Pernah Diraih

: -