energi layang(maxyos agus leo)
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 listrikTRANSCRIPT
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
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
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
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 ?
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.
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
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
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
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
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
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/
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
12
A.2 MEKANISME KONSEP
(a) (b)
Gambar A.2 Mekanisme Kerja Alat, (a) Mekanisme Kerja layang, (b)
Generator Dual Rotor
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
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
: -
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
: -
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
: -