TURBIN ANGIN SAVONIUS DARI BARANG BEKAS

Prabowo Hanifianto1, Teuku Fazhamy Rafiandra1

1SMA Labschool Kebayoran, Jl. KH Ahmad Dahlan 14 Kebayoran Baru, Jakarta,

Indonesia

ABSTRAK

Ketersediaan akan sumber energi konvensional di dunia saat ini semakin

menipis, sedangkan kebutuhan akan energi semakin meningkat. Hal ini yang

mendorong manusia harus menggunakan sumber energi alternatif untuk

memenuhi kebutuhan akan energi. Alam telah menyediakan angin untuk

digunakan sebagai sumber energi. Sayangnya, di Indonesia, pemanfaatan angin

sebagai sumber energi alternatif belumlah maksimal. Untuk itu kami meneliti

tentang pembuatan turbin angin savonius sebagai suatu cara pengenalan

penggunaan energi alternatif kepada masyarakat. Turbin angin savonius

diciptakan oleh ilmuwan Finlandia bernama Sigurd Johannes Savonius pada

tahun 1922. Pada penelitian ini, pembuatan turbin angin savonius dilakukan

dengan memanfaatkan barang-barang bekas atau sampah-sampah di sekitar

masyarakat. Sehingga diharapkan masyarakat makin terbiasa untuk menjaga

kelestarian lingkungan dengan dengan memanfaatkan energi alam serta

mengurangi limbah yang merugikan bagi bumi.

1

PENDAHULUAN

Dewasa ini, kebutuhan akan sumber-sumber energi alternatif dirasa semakin

mendesak. Hal ini disebabkan semakin berkurangnya cadangan sumber energi

konvensional seperti minyak, batu bara, dan lain-lain, sedangkan kebutuhan akan

sumber energi semakin meningkat seiring meningkatnya pertumbuhan penduduk

dan program-program pemerintah untuk meningkatkan perekonomian, seperti

industrialisasi. Ketidakseimbangan ini dapat menyebabkan krisis energi yang

dapat menimbulkan dampak yang luar biasa terhadap segala aspek kehidupan

manusia.

Ada beberapa sumber energi alternatif yang disediakan oleh alam dan dapat

dimanfaatkan oleh manusia, misalnya angin. Angin merupakan udara yang

bergerak dikarenakan perbedaan tekanan udara disekitarnya, sehingga angin dapat

dimanfaatkan sebagai penggerak turbin angin untuk menghasilkan energi listrik.

Turbin angin adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi

kinetik menjadi energi listrik. Energi kinetik yang digunakan diperoleh dari

kecepatan angin. Secara umum, turbin angin terbagi menjadi dua jenis, yaitu

Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT, turbin angin bersumbu horizontal) dan

Vertical Axis Wind Turbine (VAWT, turbin angin bersumbu vertikal). Contoh dari

turbin jenis VAWT adalah turbin Darrieus, Giromill, dan Savonius.

Sayangnya, dibandingkan di negara-negara maju, pemanfaatan angin

sebagai sumber energi alternatif di Indonesia belumlah maksimal. Hal ini

disebabkan kurangnya pengetahuan dan riset tentang pemanfaatan angin sebagai

2

sumber energi listrik, teknologinya yang masih relatif mahal karena belum secara

luas digunakan dan kurangnya dukungan pemerintah akan peningkatan

pemanfaatan angin, baik secara finansial maupun teknis.

Oleh sebab itu, kami mempunyai ide untuk membuat turbin angin Savonius

dari barang bekas. Turbin ini ditemukan oleh Sigurd Johannes Savonius, seorang

ilmuwan asal Finlandia pada tahun 1922. Pemilihan turbin savonius dikarenakan

beberapa hal, seperti:

1.Harganya yang relatif lebih murah

2.Operasional yang relatif lebih mudah

3.Tidak membutuhkan tempat yang luas untuk menempatkan banyak turbin

ini

4.Memiliki tingkat kebisingan yang rendah

5.Karena memiliki sumbu vertikal, arah angin tidak mempengaruhi kecepatan

sudut dari turbin ini.

Turbin ini juga dapat berfungsi sebagai media untuk mengenalkan

pemanfaatan angin kepada masyarakat awam serta mendukung program

penggunaan sumber energi alternatif. Pada penelitian kali ini, kami akan membuat

model sederhana dari turbin savonius ini.

3

METODOLOGI

Alat dan bahan:

- Kaleng bekas dengan diameter lebih kurang 11 cm

- Dinamo 12 volt

- Kabel

- Output (lampu, baterai isi ulang, dan lain-lain)

- Lem

- Tutup dinamo

- Infraboard

Cara pembuatan:

1. Potong bagian atas dan bawah dari kaleng bekas, dan belah bagian

tengahnya menjadi dua.

2. Bentuk infraboard seperti pada gambar 2.1

Gambar 2.1

3. Buat 2 lubang di bagian atas dan bawah kaleng yang sudah dibagi

dua, seperti pada gambar 2.2

4

Gambar 2.2

4. Sambung potongan infraboard ke kaleng dengan cara memasukkan

ujung-ujung infraboard ke bagian-bagian kaleng yang telah

dilubangi. Jadilah turbin savonius.

5. Tempel turbin savonius ke tutup dinamo yang telah ditempel ke

dinamonya, dengan menggunakan lem.

6. Sambung bagian kutub dinamo dengan output menggunakan kabel

7. Turbin savonius selesai.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dengan menggunakan beberapa sumber angin yang memiliki kecepatan

yang berbeda-beda*, dapat diperoleh hasil pengukuran sebagai berikut:

Sumber Angin Perkiraan Kec. Angin (m/s) Rata-rata voltase

(V)

Daya (W)

Fan 0,48 1,5 2,007 x 10-4

Bowo's Blowing 1,28 4,2 3,8 x 10-3

Small Exhaust

Fan

1,25 4 3,5 x 10-3

5

Average 1,003 3,2 1,8 x 10-3

Penghitungan daya yang dihasilkan menggunakan persamaan Batas Betz,

yaitu:

Pmax = 0,15**. D2. v3

Dengan: Pmax = daya maksimal yang bisa dihasilkan (Watt)

D = diameter turbin (meter)

v = kecepatan angin (meter/detik)

Dari hasil percobaan diatas, dapat dilihat bahwa rata-rata voltase yang

dihasilkan sebesar 3,2 volt, dengan daya maksimal 0,0018 watt. Rendahnya daya

yang dihasilkan bisa disebabkan oleh beberapa faktor, seperti efisiensi turbin

savonius yang masih rendah dibandingkan dengan turbin konvensional

(Horizontal Axis Wind Turbine).

Turbin savonius yang berjenis Vertical Axis Wind Turbine bekerja

dikarenakan adanya beda gaya hambat (Drag force), dimana gaya hambat yang

dihasilkan saat turbin bergerak melawan angin lebih kecil dibandingkan saat

turbin bergerak searah angin. Hal ini terjadi karena bentuk turbin yang jika dilihat

dari bagian atas memiliki struktur seperti huruf S (seperti kurva). Akibatnya,

turbin savonius mengambil kekuatan angin yang jauh lebih kecil, jika

dibandingkan dengan menggunakan turbin konvensional.

6

Selain itu, kecilnya daya yang dihasilkan juga bisa disebabkan oleh masih

kecilnya diameter dari turbin angin ini. Kurangnya kecepatan angin juga menjadi

faktor rendahnya daya yang dihasilkan. Rata-rata kecepatan angin di Jakarta

adalah 11,2 kilometer/jam, atau 3,1 meter/detik, sedangkan rata-rata kecepatan

angin yang kami dapatkan untuk penelitian ini hanya sebesar 1,003 meter/detik.

Sehingga, pada penelitian berikutnya, beberapa perbaikan yang dapat dilakukan

adalah dengan menambah diameter, dan meletakkan turbin ini di tempat yang

memiliki kecepatan angin yang relatif besar dan ditempatkan di tempat yang lebih

tinggi.

7

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian kami, dapat disimpulkan bahwa model turbin

savonius dari barang bekas masih memiliki kelemahan-kelemahan seperti

kecilnya daya yang dihasilkan yang diakibatkan oleh masih kurangnya efisiensi

dari turbin savonius ini, dan masih belum sempurnanya desain dari model yang

digunakan dalam penelitian ini.

Atas kekurangannya tersebut, maka di masa yang akan datang, kami

menawarkan desain turbin, contohnya pada gambar 4.1, dimana terdapat

penggunaan roda bergerigi (gear) yang berfungsi untuk menambah kecepatan

sudut pada sumbu dinamo, sehingga daya yang dihasilkan bisa lebih besar. Selain

itu juga ditambahkan sumbu vertikal yang terbuat dari sumpit ataupun barang

bekas lainnya.

Gambar 4.1 Rancangan masa depan

8

Keterangan:

*) Pengukuran kecepatan angin dilakukan dengan cara mengukur seberapa

jauh sebuah bola kertas tertiup sumber angin dalam jangka waktu tertentu, lalu

diambil rata-ratanya.

**) Penggunaan konstanta 0,15 dengan menggunakan asumsi terdapat

faktor-faktor penghambat seperti gaya aerodinamis, kelemahan mekanis, dan lain-

lain, sehingga sesuai dengan keadaan sebenarnya. Untuk mengukur daya ideal

yang bisa dihasilkan tanpa mempertimbangkan faktor-faktor penghambat, dapat

digunakan konstanta 0,29.

9

DAFTAR PUSTAKA

Voneschen, Manuel Franquesa. 2008. How to Build Savonius Wind Generator.

http://en.wikipedia.org/wiki/Savonius_wind_turbine

http://en.wikipedia.org/wiki/Vertical-axis_wind_turbine

http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_turbine

10