unjuk kerja american multibladerepository.usd.ac.id/29851/2/055214020_full[1].pdf · listrik yang...
TRANSCRIPT
i
UNJUK KERJA AMERICAN MULTIBLADE
DENGAN DIAMETER SUDU 25 INCI
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh:
LUKAS ERI SENO AJI
NIM : 055214020
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010
ii
PERFORMANCE OF AMERICAN MULTIBLADE WITH 25 INCI
OF BLADE DIAMETERS
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of The Requirement
to Obtain The Sarjana Teknik Degree
in Mechanical Engineering
By:
LUKAS ERI SENO AJI Student Number : 055214020
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2010
iii
iv
v
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan untuk
Tuhanku Yesus Kristus Ayah dan Ibu tercinta, Mas Koko, Mas Pras,
Mas Ony beserta seluruh keluarga
Segenap Dosen, Staff dan Karyawan Prodi Teknik Mesin Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta
Teman-teman seperjuangan Tugas Akhir, Teman-teman Teknik Mesin 2005,
Kost Sunrise, Kost 127, Teman-teman SMM’84, Dan untuk seluruh teman-temanku yang
sekarang sedang berjuang dalam hidupnya
Perjuangan tak berhenti sampai disini...
vi
vii
viii
INTISARI
Pada dasarnya angin bertiup di semua daerah di permukaan bumi. Artinya, di
mana angin bertiup, tempat tersebut mempunyai potensi untuk memanfaatkan energi
angin. Namun, untuk mendapatkan angin dengan kecepatan tinggi perlu dilakukan
analisis terlebih dahulu. Secara umum daerah datar lebih menguntungkan
dibandingkan daerah bertopografi beragam. Beberapa contoh daerah yang memiliki
kecepatan angin yang cukup tinggi antara lain seperti daerah pantai, lepas pantai,
padang pasir, padang rumput dan lain-lain. Namun terdapat juga tempat-tempat yang
bisa meningkatkan kecepatan angin seperti di puncak bukit, atau di celah antara
pegunungan juga di tepi pantai.
Listrik yang dihasilkan dari Sistem Konversi Energi Angin dengan
menggunakan Kincir Angin akan bekerja optimal pada siang hari dimana angin
berhembus cukup kencang dibandingkan dengan pada malam hari, sedangkan
penggunaan listrik biasanya akan meningkat pada malam hari. Untuk
mengantisipasinya sistem ini sebaiknya tidak langsung digunakan untuk keperluan
produk-produk elektronik, namun terlebih dahulu disimpan dalam satu media seperti
baterai atau aki (accu) sehingga listrik yang keluar besarnya stabil dan bisa digunakan
kapan saja. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan hubungan efisiensi terhadap
kecepatan angin untuk empat variasi kincir tipe AMERICAN MULTIBLADE dengan
diameter sudu 25 inci.
Model kincir ini menggunakan sudu dengan ukuran diameter lingkar luar sudu
25 inchi. Agar menghasilkan listrik, alat ini dihubungkan dengan generator. Dari
kincir ini kita bisa mengukur tegangan, arus, putaran dan efisiensi/Cp. Alat ini
menggunakan variasi lampu sebagai pembebanannya. Pada setiap pembebanan
dilakukan pengukuran putaran poros kincir dengan menggunakan tachometer,
kecepatan angin yang diukur dengan menggunakan anemometer, dan arus listrik yang
dihasilkan yang diukur dengan menggunakan multimeter. Dari keseluruhan data,
didapatkan Cp terbesar diperoleh pada kecepatan angin 8,05 m/s yaitu 0,046 pada Tsr
0,942.
ix
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan bagi Tuhan Yesus Kristus yang telah
memberikan kasih karuniaNya yang besar, yang senantiasa selau menuntun langkah
demi langkah hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang
merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas
segala bantuan yang berupa moril maupun materiil dari semua pihak, terutama
kepada :
1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ir. YB. Lukiyanto, M.T., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan
bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir.
3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan , serta fasilitas yang diberikan
selama masa kuliah.
4. Kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga, atas dukungan moral, material, doa
dan motivasi yang diberikan secara tulus ikhlas hingga tugas akhir ini bisa selesai.
x
5. Segenap rekan-rekan Teknik Mesin terutama angkatan 2005 dan angkatan 2004
dan kepada adik-adik tingkat yang masih tersisa, karena banyak pembelajaran
yang penulis dapatkan bersama kalian.
Tiada kata yang bisa penulis ucapkan selain terima kasih dan semoga Tuhan
selalu memberkati dan membalas segala kebaikan anda semua.
Demikian usaha yang telah penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, namun
penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh
karena itu, penulis dengan terbuka dan senang hati menerima saran dan kritik yang
sifatnya membangun demi kemajuan yang akan datang.
Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna dan memberikan wawasan lebih
tentang ilmu pengetahuan dan teknologi bagi semua pembaca.
Yogyakarta, 22 April 2010
Penulis
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ……………………………………………............... i
TITLE PAGE ……………………………...…………………...........….... ii
HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ………………............… iii
HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………............. iv
HALAMAN PERSEMBAHAN ..………………………………............... v
HALAMAN PERNYATAAN ..……………………………...........……... vi
LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ..………………………........... vii
INTISARI ……………………………………………………...........……. viii
KATA PENGANTAR ..……………………………………....…...........… ix
DAFTAR ISI .………………………………….......................................... xi
DAFTAR TABEL …………………………………………....................... xiii
DAFTAR GAMBAR …………………………………............................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ………………………............................ 1
1.1 Latar Belakang Masalah …....…………......................... 1
1.2 Rumusan Masalah…………………....…........................ 3
1.3 Tujuan Penelitian……........……………......................... 4
1.4 Variasi kincir.......……………........……........................ 4
BAB II LANDASAN TEORI …………....………........................... 7
2.1 Pengertian angin dan pembangkit listrik.......................... 7
2.2 Jenis-jenis kincir angin……….…................................... 8
xii
2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada kincir angin...................... 11
2.4 Perumusan……….....................…................................... 8
BAB III METODE PENELITIAN.….............……………............... 17
3.1 Metode Penelitian.……………………..………............. 19
3.2 Bahan dan alat.…………………………………............. 21
3.3 Variabel yang dibutuhkan…..….……………............…. 26
3.4 Langkah penelitian.............…………………….............. 26
BAB IV PEMBAHASAN..............................................................….. 29
4.1 Data-data hasil pengukuran........……………….............. 29
4.2 Pembahasan........…………………………….....………. 58
BAB V KESIMPULAN...................................…………………….. 59
5.1. Kesimpulan.……..........………………………………... 59
5.2. Saran...........……………………………………………. 60
DAFTAR PUSTAKA............……………………………………………… 61
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama.........................
29
Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua............................. 32
Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga............................ 35
Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat......................... 38
Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama......
41
Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi kedua.......... 44
Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi ketiga......... 47
Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi keempat...... 50
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Skema kincir untuk variasi pertama........................................... 4
Gambar 1.2 Skema kincir untuk variasi kedua.............................................. 5
Gambar 1.3 Skema kincir untuk variasi ketiga.............................................. 5
Gambar 1.4 Skema kincir untuk variasi keempat.......................................... 6
Gambar 2.1 Jenis kincir angin poros horisontal............................................. 9
Gambar 2.2 Jenis kincir angin poros vertikal................................................ 10
Gambar 2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada sudu kincir angin....................... 11
Gambar 2.4 Diagram Betz............................................................................. 12
Gambar 2.5 Penentuan Tip Speed Ratio pada tiap jumlah sudu.................... 15
Gambar 3.1 Skema American Multiblade...................................................... 18
Gambar 3.2 Sudu kincir angin (American Multiblade)................................. 19
Gambar 3.3 Pemecah angin........................................................................... 20
Gambar 3.4 Poros kincir................................................................................ 20
Gambar 3.5 Bantalan..................................................................................... 21
Gambar 3.6 Rangka....................................................................................... 21
Gambar 3.7 Transmisi (Puli dan Sabuk)........................................................ 22
Gambar 3.8 Generator.................................................................................... 23
Gambar 3.9 Multimeter.................................................................................. 23
Gambar 3.10 Anemometer............................................................................... 24
Gambar 3.11 Tachometer digital..................................................................... 24
xv
Gambar 3.12 Beban......................................................................................... 25
Gambar 3.13 Wind tunnel (tampak depan)...................................................... 25
Gambar 3.14 Wind tunnel (tampak samping).................................................. 26
Gambar 3.15 Rangkaian pengukuran beban dengan lampu............................. 27
Gambar 3.16 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus................................. 28
Gambar 4.1 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi pertama..................................... 53
Gambar 4.2 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi kedua........................................ 54
Gambar 4.3 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi ketiga........................................ 55
Gambar 4.4 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi keempat.................................... 56
Gambar 4.5 Grafik Cp vs Tsr untuk seluruh variasi...................................... 57
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Pada saat ini, kebutuhan energi listrik masyarakat kita belum tercukupi, lebih-
lebih masyarakat di daerah pedesaan yang sulit dijangkau oleh jaringan listrik. Sebagai
pemenuhan akan kebutuhan energi tersebut, dikembangkanlah energi alternatif. Salah
satu contoh energi alternatif tersebut adalah energi angin.
Energi angin dapat digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik antara lain
untuk listrik rumah tangga, untuk pompa air, sebagai pengisi baterai atau aki (battery
charging) dan keperluan mekanik antara lain untuk pompa air dan untuk aerasi tambak.
Potensi energi angin secara umum relatif kecil karena kecepatan angin pada umumnya
relatif rendah, berkisar antara 3 - 5 m/s. Tetapi di beberapa daerah tertentu, khususnya
di kawasan bagian timur Indonesia, kecepatan anginnya lebih dari 5 m/s. Diperkirakan
potensi energi angin setara dengan 450.000 Mw yang diambil berdasarkan data
kecepatan rata-rata angin yang diperoleh dari Badan Meteorologi dan Geofisika tahun
2000.
Meskipun secara umum kecepatan angin di Indonesia rendah, namun sudah
memadai untuk pembangkit listrik skala kecil yang sesuai dipasang di daerah pedesaan
dalam rangka memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga di daerah tersebut. Sedangkan
untuk daerah-daerah yang kecepatan anginnya tinggi, maka pembangkit listrik skala
besar akan dimungkinkan untuk dikembangkan. Pembangkit listrik tenaga angin saat
ini masih relatif sedikit, diperkirakan kurang lebih 0,5 Mw telah terpasang, khususnya
untuk listrik di daerah pedesaan.
2
Tenaga angin menunjuk kepada pemanfaatan energi yang berguna dari angin.
Pada tahun 2005, kapasitas generator tenaga angin di Indonesia adalah 58.982 MW,
hasil tersebut kurang dari 1% penggunaan listrik dunia. Meskipun masih berupa sumber
energi listrik minor di kebanyakan negara, hasil pemanfaatan tenaga angin lebih dari
empat kali lipat antara 1999 dan 2005. (Sumber : World Wind Energy Association
2007)
Tenaga angin bisa digunakan dalam skala besar untuk penghasilan listrik nasional
dan juga dalam turbin individu kecil untuk menyediakan listrik di lokasi yang terisolir.
Tenaga angin banyak jumlahnya, tidak habis-habis, tersebar luas, bersih, dan
merendahkan efek rumah kaca. Indonesia, negara kepulauan yang 2/3 wilayahnya
adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791,42 Km
merupakan wilayah potensial untuk pengembangan pembanglit listrik tenaga angin,
namun sayang potensi ini nampaknya belum dilirik oleh pemerintah. Sungguh ironis,
disaat Indonesia menjadi tuan rumah konfrensi dunia mengenai pemanasan global di
Nusa Dua, Bali pada akhir tahun 2007, pemerintah justru akan membangun pembangkit
listrik berbahan bakar batubara yang merupakan penyebab nomor 1 pemanasan global.
Pemanfaatan energi angin merupakan pemanfaatan energi terbaru yang paling
berkembang saat ini. Berdasarkan data dari WWEA (World Wind Energy Association),
sampai dengan tahun 2007 perkiraan energi listrik yang dihasilkan oleh turbin angin
mencapai 93.85 GigaWatts, menghasilkan lebih dari 1% dari total kelistrikan secara
global. Amerika, Spanyol dan China merupakan negara terdepan dalam pemanfaatan
energi angin. Diharapkan pada tahun 2010 total kapasitas pembangkit listrik tenaga
angin secara glogal mencapai 170 Giga Watt.
3
Keuntungan utama dari penggunaan pembangkit listrik tenaga angin adalah
sifatnya yang terbarukan. Hal ini berarti eksploitasi sumber energi ini tidak akan
membuat sumber daya angin yang berkurang seperti halnya penggunaan bahan bakar
fosil. Oleh karenanya tenaga angin dapat berkontribusi dalam ketahanan energi dunia di
masa depan. Tenaga angin juga merupakan sumber energi yang ramah lingkungan,
dimana penggunaannya tidak mengakibatkan emisi gas buang atau polusi yang berarti
ke lingkungan.
1.2 Rumusan Masalah
Unjuk kerja American Multiblade - 25 inci ini dipengaruhi oleh beberapa faktor
antara lain kecepatan angin dan beban listrik yang digunakan di rumah tangga. Untuk
itu, penulis membuat sebuah kincir angin jenis American Multiblade - 25 inci untuk
mengembangkan pemanfaatan energi angin yang ada di Indonesia, khususnya di daerah
pedesaan yang belum terjangkau oleh listrik.
Untuk itu, dirancanglah suatu kincir angin dengan skala kecil yang bertujuan
untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik yang dihasilkan dari generator
yang nantinya akan digunakan sebagai pembangkit listrik rumah-rumah tangga,
khususnya digunakan untuk penerangan. Dalam hal ini dinamakan American
Multiblade - 25 inci atau Kincir angin jenis Amerika dengan diameter sudu 25 inci.
American Multiblade - 25 inci ini dibuat karena penerapan dan prinsip kerjanya
yang mudah dan sederhana. Bahan-bahan yang diperlukan untuk pembuatan kincir ini
mudah didapat dan harganya cukup terjangkau sehingga diharapkan masyarakat bisa
atau mampu untuk membuatnya. Pembuatan kincir ini dilakukan di bengkel-bengkel
sederhana.
4
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian dan penerapan kincir angin ini bertujuan :
1. Untuk mengetahui unjuk kerja American Multiblade - 25 inci dalam
pemanfaatannya untuk menghasilkan energi listrik yang akan digunakan
untuk penerangan rumah tangga.
2. Untuk mengetahui daya kincir dan efisiensi yang dihasilkan oleh American
Multiblade - 25 inci.
3. Untuk mendapatkan data-data yang berupa grafik Cp dan Tsr.
1.4 Variasi kincir
Variasi kincir yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan empat jenis
posisi yaitu :
1. Untuk variasi pertama, sudu pada kincir dihadapkan ke depan atau pada
posisi normal dan pada ujung kincir dipasangkan pemecah angin yang
berfungsi untuk memecah angin yang terhisap dan melalui sela-sela sudu
kincir.
Gambar 1.1 Skema kincir untuk variasi pertama
5
2. Untuk variasi kedua, ujung kincir tidak diberi pemecah angin.
Gambar 1.2 Skema kincir untuk variasi kedua
3. Untuk variasi ketiga, sudu kincir dibalik dari posisi awal (menghadap
kebelakang) dan pada ujung kincir diberi pemecah angin.
Gambar 1.3 Skema kincir untuk variasi ketiga
4. Untuk variasi keempat, pemecah angin yang semula dipasang di depan sudu
kincir dilepas.
6
Gambar 1.4 Skema kincir untuk variasi keempat
7
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Angin dan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Angin adalah udara yang bergerak, dan terjadi karena adanya perbedaan tekanan
di permukaan bumi ini. Angin akan bergerak dari suatu daerah yang memilki tekanan
tinggi ke daerah yang memiliki tekanan yang lebih rendah. Angin yang bertiup di
permukaan bumi ini disebabkan oleh penyinaran matahari, pada siang hari sinar
matahari memanaskan permukaan bumi, namun panas yang terserap oleh bumi tersebut
besarnya tidak merata. Akibatnya, aliran udara bergerak dari daerah yang mempunyai
tekanan yang lebih tinggi ke daerah yang memiliki tekanan lebih rendah. Udara yang
bergerak akan semakin kencang bila perbedaan tekanan di daerah tersebut semakin
besar.
Pada dasarnya angin bertiup di semua daerah di permukaan bumi. Artinya, di
mana angin bertiup, tempat tersebut mempunyai potensi untuk memanfaatkan energi
angin. Namun, untuk mendapatkan angin dengan kecepatan tinggi perlu dilakukan
penelitian terlebih dahulu. Secara umum daerah datar lebih menguntungkan
dibandingkan daerah bertopografi beragam. Beberapa contoh daerah yang memiliki
kecepatan angin yang cukup tinggi antara lain seperti daerah pantai, lepas pantai,
padang pasir, padang rumput dan lain-lain. Namun terdapat juga tempat-tempat yang
bisa meningkatkan kecepatan angin seperti di puncak bukit, atau di celah antara
pegunungan juga di tepi pantai.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin yaitu mengkonversikan energi angin menjadi
energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup
sederhana, energi angin yang memutar turbin angin diteruskan untuk memutar rotor
8
pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi
listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat
dimanfaatkan. Saat ini kapasitas total pembangkit listrik yang berasal dari tenaga angin
untuk Indonesia dengan estimasi kecepatan angin rata-rata sekitar 3 m/s, 12 Km/jam
atau 6,7 knot/jam turbin skala kecil lebih cocok digunakan, didaerah pesisir,
pegunungan, dataran. Perlu diketahui bahwa kecepatan angin bersifat fluktuatif,
sehingga pada daerah yang memiliki kecepatan angin rata-rata 3 m/s, akan terdapat
pada saat-saat dimana kecepatan anginnya lebih besar dari 3 m/s pada saat inilah turbin
angin dengan cut in wind speed 3 m/s akan bekerja. (Sumber : World Wind Energy
Association 2007)
Selain untuk pembangkitan listrik, turbin angin sangat cocok untuk mendukung
kegiatan pertanian dan perikanan, seperti untuk keperluan irigasi, aerasi tambak ikan,
dan sebagainya.
Proses pemanfaatan energi angin dilakukan melalui dua tahapan konversi energi,
pertama aliran angin akan menggerakkan rotor (baling-baling) yang menyebabkan rotor
berputar selaras dengan angin yang bertiup, kemudian putaran dari rotor dihubungkan
dengan generator, dari generator inilah arus listrik dihasilkan.
2.2 Jenis Kincir Angin
Kincir angin dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan arah sumbunya:
1. Horisontal (horizontal axis wind turbine)
Turbin angin sumbu horisontal memilki sudu yang berputar dalam bidang
vertikal seperti halnya propeller pesawat terbang. Turbin angin biasanya memiliki
sudu dengan bentuk irisan melintang khusus dimana aliran udara pada salah satu
sisinya bergerak lebih cepat dari aliran udara pada sisi yang lain ketika angin
9
melewatinya. Fenomena ini menimbulkan daerah tekanan rendah pada bagian
belakang sudu dan daerah tekanan tinggi pada depan sudu, perbedaan ini yang
menyebabkan kincir dapat berputar. Contohnya adalah : American multiblade,
dutch windmill, high speed propeller, cretan wind mill, dan lain-lain.
Gambar 2.1 Jenis kincir angin poros horisontal.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)
2. Vertikal (Vertical axis wind turbine)
Turbin angin dengan sumbu vertikal bekerja dengan prinsip yang sama,
namun sudunya berputar pada bidang yang paralel dengan tanah, biasanya
generatornya berada dibawah kincir. Contoh kincir angin poros vertikal adalah
savonius wind mill, darrieus wind mill, dan lain-lain.
10
Gambar 2.2 Jenis kincir angin poros vertikal.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)
Setiap jenis kincir angin memiliki ukuran dan efisiensi berbeda-beda.
Pada umumnya kincir angin yang memilki jumlah sudu banyak (soliditas tinggi)
akan memiliki torsi yang besar., kincir angin jenis ini biasanya digunakan untuk
keperluan mekanikal seperti pompa air, pengolah hasil pertanian, aerasi tambak
dan lain-lain. Sedangkan kincir angin dengan jumlah sudu sedikit, misal dua atau
tiga digunakan untuk pembangkit listrik karena memiliki putaran rotor tinggi
akan tetapi torsinya rendah.
Jika dikaitkan dengan sumber daya angin, turbin angin dengan jumlah
sudu banyak lebih cocok digunakan pada daerah dengan potensi energi angin
yang rendah karena rated wind speed-nya tercapai pada putaran rotor dan
kecepatan angin yang tidak terlalu tinggi. Sedangkan turbin angin dengan sudu
sedikit (untuk pembangkitan listrik) tidak akan beroperasi secara effisien pada
daerah dengan kecepatan angin rata-rata kurang dari 4 m/s. Dengan demikian
daerah-daerah dengan potensi energi angin rendah, yaitu kecepatan angin rata-
rata kurang dari 4 m/s, lebih cocok untuk dikembangkan turbin angin keperluan
11
mekanikal. Jenis turbin angin yang cocok untuk keperluan ini antara lain
american wind mill, cretan sail dan savonius.
2.3 Gaya-gaya yang berkerja pada kincir angin
Pada setiap sudu kincir angin ada gaya-gaya yang berkerja, ada tiga jenis gaya
antara lain:
a. Gaya aksial (A) : gaya yang searah dengan arah angin.
b. Gaya sentrifugal (S) : gaya yang meninggalkan pusat.
c. Gaya tangensial (T) : gaya yang menghasilkan momen, bekerja pada radius
dan merupakan gaya produktif.
Gambar 2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada sudu kincir angin.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)
12
Gambar 2.4 Diagram Betz.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)
2.4 Perumusan
Pertama kali yang harus dihitung adalah luasan permukaan kincir yang tegak
lurus dengan arah datang angin. Persamaan yang digunakan adalah :
1. Luasan permukaan kincir
2rA ...............................(1)
Keterangan :
A : Luas permukaan (m²)
r : Jari-jari (m)
Contoh perhitungan dengan r = 0,318 m.
Maka 2rA
A = 3,14 x (0,318)²
A = 0,3165 m²
13
Berdasarkan ilmu fisika, energi kinetik suatu benda dengan massa m, bergerak
dengan kecepatan v adalah Ek = 1/2 m.v² . Dengan asumsi kecepatan v tidak mendekati
kecepatan cahaya. Dan persamaan ini untuk energi kinetik oleh gerakan angin.
Sehingga dapat di tulis sebagai berikut :
2. Energi kinetik
Ek = 1/2 m.v² ...............................(2)
Keterangan :
E : Energi kinetik (Joule)
m : Massa udara (kg)
v : Kecepatan angin (m/s)
3. Laju aliran massa
𝑚 =A.v.ρ ...............................(3)
keterangan:
𝑚 : laju aliran massa (kg/s)
𝐴 ∶ luas penampang (m²)
v : kecepatan angin (m/s)
ρ : kepadatan udara (kg/m³)
Daya yang dihasilkan oleh energi angin dihitung dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut:
4. Daya angin
36,0 vAPin …….……………. (4)
Keterangan :
Pin : Daya angin, (W)
v : Kecepatan angin (m/s)
A : Luas penampang melintang arus angin (m²)
14
Contoh perhitungan dengan A = 0,3165 m² dan v = 8 m/s.
Pin = 0,6 x A x v³
Pin = 0,6 x 0,3165 x 8³
Pin = 97,229 watt
5. Daya listrik
Pout = V. I …………………(5)
Keterangan:
Pout = Daya listrik (W)
V = Tegangan listrik (volt)
I = Arus listrik (Ampere)
Contoh perhitungan dengan V = 6,3 volt dan arus I = 0,3 Ampere, maka daya
keluaran kincir Pout :
Pout = V.I
Pout = 6,3 x 0,3
Pout = 1,89 watt
6. Kecepatan Ujung Sudu
𝑢 =2.𝜋 .𝑛 .𝑟0
60 …………………(6)
Keterangan:
u : Kecepatan ujung sudu (m/s)
n : Putaran kincir (rpm)
r : Jari-jari terluar sudu (m)
15
7. Tip Speed Ratio (TSR)
TSR adalah salah suatu faktor penentu dalam mengetahui kinerja kincir angin
karena dari nilai TSR dapat diketahui seberapa baik kincir yang dirancang, jika kincir
angin memiliki nilai TSR tinggi umumnya kincir angin menghasilkan putaran tinggi
sebagai contoh high speed propeller 3 sudu memiliki nilai rasio 5. Jadi selain untuk
merencanakan seberapa cepat kincir yang dirancang akan berputar, Dan juga sebagai
implikasi altenator yang akan digunakan pada kincir angin. Nilai TSR dari beberapa
jumlah sudu kincir angin dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Penentuan Tip speed ratio pada tiap jumlah sudu berbeda.
(http://id.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Gambar_Pilihan/18_2006)
Persamaan Tips Speed Ratio :
r = v
Dn
.60
=
v
u ……………….…. (7)
Dengan :
= Tip speed ratio
D = Diameter sudu (m)
n = Kecepatan putar kincir (rpm)
v∞ = Kecepatan angin (m/s)
16
Contoh perhitungan dengan D = 0,635 m, n = 262,6 rpm dan v = 8 m/s, maka Tips
Speed Ratio :
λ = (3,14 x 0,635 x 262,6) / ( 60 x 8)
λ= 1,091
8. Unjuk kerja (CP)
Unjuk kerja suatu kincir angin merupakan hasil bagi dari daya yang di keluarkan
kincir Pout dibagi dengan daya angin Pin.
Cp = Pin
Pout …..………………(8)
keterangan :
Cp = Coefisien of power
Pout = Daya keluaran (W)
Pin = Daya angin (W)
17
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
Proses yang dilakukan untuk mendapatkan daya dari kincir dilakukan dalam alat
penguji kincir angin atau Wind tunnel. Wind tunnel dapat bekerja secara maksimum
menghasilkan kecepatan angin kurang lebih 8,5 m/s. Kincir angin yang digunakan
adalah jenis American Multiblade dengan delapan sudu, diameter kincir 25 inci atau
0,635 m. Disini kincir angin diletakkan diatas rangka besi dengan diameter poros kincir
0,025 m dan panjangnya 0,6 m. Poros dihubungkan dengan trasmisi, transmisi
menggunakan sabuk dan puli. Ukuran diameter puli pada poros utama kincir 0,4 m dan
ukuran diameter puli pada generator 0,08 m. Kemudian puli dihubungkan dengan
generator. Generator merupakan alat pengkonversi energi mekanik menjadi energi
listrik dan dari generator didapatkan arus keluaran I dan tegangan V. Sehingga dapat
mengetahui berapa daya yang dihasilkan oleh kincir.
Dari model kincir angin yang digunakan diharapkan agar nantinya pada
penelitian selanjutnya dapat dikembangkan lebih baik untuk kepentingan masyarakat.
18
1
2
3 4
6
7
8
5
Gambar 3.1 Skema American Multiblade
Keterangan :
1. Sudu kincir
2. Rangka
3. Poros
4. Puli besar
5. Bantalan
6. Sabuk
7. Puli kecil
8. Motor
19
3.2 Bahan dan Alat
Bahan dan peralalatan yang digunakan dalam pembuatan American Multiblade
adalah sebagai berikut:
1. Sudu
Sudu untuk kincir jenis American Multiblade ini terbuat dari bahan plastik
dengan diameter terluar 25 inci atau 0,635 m dengan jumlah bilah sudu 8 buah,
yang diambil dari kipas radiator truk jenis Fuso. Bahan ini dipilih karena mudah
didapat dan kokoh, karena sudah terdiri dari satu rangkaian, jadi tidak perlu
merangkai lagi antara dudukan sudu dengan bilah sudu-sudunya karena keduanya
telah menjadi satu kesatuan.
Gambar 3.2 Sudu kincir angin (American Multiblade)
Keterangan :
Diameter kincir : 0,635 m
Diameter lubang poros : 0,025 m
Tebal kincir : 0,06 m
Tebal bilah sudu : 0,002 m
Lebar sudu : 0,13 m
Sudut kemiringan bilah sudu : 450
0,635 m 0,3 m
450
0,06 m
0,002 m
0,025 m
0,13 m
20
2. Pemecah angin
Pemecah angin ini digunakan untuk memecah angin yang terhisap melalui
sela-sela sudu kincir. Alat ini dipakai untuk mencari perbandingan data hasil
pengukuran kincir. Pemecah angin ini terbuat dari bahan sterofom dengan diameter
alas 0,3 m dan tinggi 0,4 m yang sangat ringan yang dipasang di bagian depan
kincir.
Gambar 3.3 Pemecah angin
3. Poros
Poros berfungsi untuk dudukan kincir dan berfungsi untuk dudukan puli.
Poros untuk kincir jenis American Multiblade ini terbuat dari besi cor pejal
berdiameter 2,5 cm dan panjangnya 60 cm.
Gambar 3.4 Poros kincir
0,3 m
0,4 m
21
4. Bantalan
Bantalan berfungsi untuk tempat berputarnya poros kincir dan juga sebagai
dudukan poros kincir. Bantalan ini terbuat dari bahan baja agar tidak mudah aus
karena digunakan sebagai tempat berputarnya poros kincir.
Gambar 3.5 Bantalan
5. Rangka
Rangka berfungsi sebagai fondasi atau dudukan kincir agar kincir kokoh dari
getaran yang ditimbulkan karena kincir yang berputar dan memudahkan dalam
pemakaian kincir tersebut. Rangka yang digunakan terbuat dari besi profil bentuk L
yang kuat dan tahan lama.
Gambar 3.6 Rangka
22
6. Puli dan Sabuk
Puli dan Sabuk berfungsi untuk mentransmisikan daya dari kincir. Puli yang
digunakan ada 2 buah yaitu puli besar dan puli kecil. Puli besar dihubungkan
dengan poros kincir dan puli kecil dihubungkan dengan poros generator. Diameter
puli besar 40 cm dan diameter puli kecil 8 cm. Puli tersebut terbuat dari bahan
alumunium karena ringan, sehingga putaran kincir tidak menjadi berat dan
berkurang karena terbebani oleh berat puli. Sabuk terbuat dari bahan karet khusus
yang lentur namun kuat. Sabuk berfungsi untuk penghubung antara puli besar dan
puli kecil.
Gambar 3.7 Transmisi (puli dan sabuk)
23
7. Generator
Generator berfungsi sebagai penghasil arus listrik yang bekerja dengan cara
mengubah energi mekanik (putaran poros kincir) menjadi energi listrik.
Gambar 3.8 Generator
8. Multimeter
Multimeter berfungsi sebagai alat pengukur tegangan dan arus keluaran dari
geneator.
Gambar 3.9 Multimeter
24
9. Anemometer
Anemometer berfungsi sebagai alat ukur kecepatan angin dan diletakkan di
mulut lorong angin pada wind tunnel.
Gambar 3.10 Anemometer
10. Tachometer
Tachometer berfungsi untuk mengukur putaran poros pada kincir angin. Jenis
tachometer yang digunakan adalah jenis digital light tachometer. Prinsip kerjanya
berdasarkan pantulan yang diterima oleh sensor dari reflektor (alumunium foil atau
benda dengan warna yang dapat memantulkan cahaya) yang di pasang pada poros.
Gambar 3.11 Tachometer digital
25
11. Beban
Beban yang digunakan adalah berupa lampu bohlam yang disusun secara
parallel. Lampu bohlam berjumlah 27 buah dan masing-masing dayanya 8 watt.
Gambar 3.12 Beban
12. Wind tunnel
Wind tunnel adalah alat untuk menguji kincir angin, berbentuk lorong dengan
blower untuk menghisap udara masuk sehingga kincir angin dapat berputar karena
ada aliran udara yang masuk dengan kecepatan tertentu. Wind tunnel dapat di atur
kecepatan anginnya dengan cara memajukan atau memundurkan blower sehingga
jarak lorong blower dengan lorong kincir angin berubah sesuai keinginan untuk
mendapatkan kecepatan angin tertentu. Kecepatan angin maksimum yang dapat di
hasilkan dari wind tunnel adalah sekitar 8,5 m/s.
Gambar 3.13 Wind tunnel (tampak depan)
26
Gambar 3.14 Wind tunnel (tampak samping)
13. Peralatan lain
Peralatan lain yang digunakan adalah kunci pas dan kunci ring ukuran 27,
14/15, 10/12, serta kabel-kabel.
3.3 Variabel yang dibutuhkan
a. Putaran poros (n).
b. Tegangan (V) dan arus (I) dari generator untuk menghitung daya (Pout).
c. Kecepatan angin (v).
d. Perhitungan daya kincir (Pin) dan daya keluaran (Pout) untuk menghitung unjuk
kerja (Cp).
e. Perhitungan Tip Speed Ratio (Tsr).
3.4 Langkah-langkah penelitian.
1. Menyiapkan semua peralatan.
2. Merangkai bagian-bagian dari American Multiblade.
3. Memasang rangkaian American Multiblade kedalam wind tunnel.
4. Memasang anemometer dimulut wind tunnel untuk mengetahui kecepatan angin.
27
5. Menghubungkan kabel-kabel output dari generator ke multimeter dan beban, untuk
mendapatkan tegangan, rangkaian pada multimeter pengukur tegangan disusun
secara parallel dan untuk mendapatkan arus, rangkaian pada multimeter pengukur
arus disusun secara seri.
Gambar 3.15 Rangkaian pengukuran beban dengan lampu
6. Lalu setelah semua siap, hidupkan wind tunnel.
7. Setelah kincir berputar, ukurlah kecepatan angin yang diperlukan yaitu 8 m/s, 7 m/s,
6 m/s dengan mengatur jarak antara Wind Tunnel dengan blower, semakin jauh
jarak antara wind tunnel dengan blower maka akan semakin kecil kecepatan angin
yang masuk Wind Tunnel.
8. Setelah itu, lakukanlah pencatatan data.
9. Pencatatan data dilakukan dengan cara menghidupkan satu-persatu switch lampu
pada beban mulai lampu no.1 sampai dengan no.27 dan pada setiap penyalaan
lampu dilakukan pembacaan pada multimeter untuk mengukur tegangan dan arus
keluaran dari generator.
10. Untuk variasi kincir yang dibutuhkan dalam penelitian ini dapat dilihat didalam Sub
BAB 1.4 variasi kincir yang terdapat di BAB I halaman 4.
28
Gambar 3.16 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus
11. Catat data tegangan dan arus keluaran, serta putaran kincir pada setiap penyalaan
lampu pada beban.
12. Pembacaan dan pencatatan data dilakukan setiap kurang lebih 1 menit pada setiap
lampu mulai dari lampu no.1 sampai dengan no.27.
13. Pencatatan data dilakukan pada setiap pengujian yaitu 4 kali pada setiap variasi
yang dilakukan. Jadi total penelitian dan pencatatan data yang dilakukan ada 12
kali. Data yang dicatat yaitu voltase tegangan (V), ampere arus (I), putaran kincir
(n) dan kecepatan angin.
29
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Data-data hasil pengukuran
Untuk data-data hasil pengukuran, dapat dilihat pada tabel 4.1, tabel 4.2, tabel
4.3, dan tabel 4.4.
Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama.
No. Beban
(watt)
tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
1 8 6,3 0,3 262,6 8
2 16 5,8 0,7 250,7 8
3 24 4,6 1 227,8 8,05
4 32 3,1 1,1 190,3 8,06
5 40 2,5 1,1 163,2 8,21
6 48 2,2 1,2 161,5 7,97
7 56 2,2 1,2 165,3 7,98
8 64 2,1 1,1 144,1 7,88
9 72 1,9 1,1 142,2 8
10 80 1,9 1,1 140,3 8,26
11 88 1,9 1,15 137,3 7,83
12 96 1,9 1,2 134,8 7,84
13 104 1,8 1,2 137,7 8,02
14 112 1,9 1,2 142,6 8,25
15 120 1,9 1,25 142,1 8,25
16 128 1,8 1,15 142,7 8,17
17 136 1,7 1,2 137,1 7,9
18 144 1,5 1,2 135,7 7,96
19 152 1,5 1,3 136,6 8,12
20 160 1,2 1,25 130,5 8,02
21 168 1,5 1,3 131,8 7,99
22 176 1,3 1,2 136,9 7,93
23 184 1,5 1,3 138,3 7,76
24 192 1,5 1,2 132,2 7,47
25 200 1,5 1,4 135,1 8,02
30
Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama (lanjutan).
No. Beban
(watt)
tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
26 208 1,5 1,3 134,1 8
27 220 1,2 1,2 128,8 7,68
28 8 3,9 0,25 165,6 7,15
29 16 3,2 0,5 163,5 7,22
30 24 2,2 0,7 142,8 7,04
31 32 2 0,8 131,2 7,3
32 40 1,6 0,9 123,7 7,08
33 48 1,8 0,9 127,3 7,35
34 56 1,7 0,9 123,4 7,37
35 64 1,4 0,9 119,9 7,38
36 72 1,4 0,9 118,2 7,12
37 80 1,3 0,95 112,4 7,08
38 88 1,25 0,95 115,5 7,12
39 96 1,1 0,85 107,2 6,77
40 104 1,1 0,9 110,8 7,08
41 112 1,1 0,9 105,6 6,74
42 120 1,1 0,9 105,8 7,13
43 128 1,1 0,95 106,5 7,02
44 136 1,1 0,95 111,3 7,11
45 144 1,1 0,9 109,3 7,28
46 152 1,1 0,95 107,4 7,23
47 160 1 0,95 107,4 7,11
48 168 1,1 0,9 104,8 6,84
49 176 1,15 0,9 105,7 7,06
50 184 1,15 0,95 106,7 7,13
51 192 1,2 0,1 109,8 7,16
52 200 1,1 0,1 105,9 7,33
53 208 1 0,95 106,9 7,18
54 220 1 0,9 103,2 6,95
55 8 2,2 0,3 114,8 6,51
56 16 1,9 0,4 94,3 6,48
57 24 1,1 0,5 85,3 6,77
58 32 1 0,5 84,1 6,55
59 40 1 0,5 85,9 6,61
60 48 0,9 0,5 73,1 6,36
61 56 1,1 0,55 85,9 6,54
62 64 1 0,6 84,8 6,45
63 72 1 0,6 89,7 6,73
31
Tabel 4.1 Data-data hasil pengukuran pada variasi pertama (lanjutan).
No. Beban
(watt)
tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
64 80 0,9 0,6 80,3 6,63
65 88 0,9 0,65 85,8 6,52
66 96 0,9 0,6 85,4 6,6
67 104 0,9 0,65 84,5 6,6
68 112 0,9 0,65 84,8 6,49
69 120 0,95 0,65 83,9 6,53
70 128 0,9 0,65 84,8 6,43
71 136 0,9 0,65 85,4 6,3
72 144 0,9 0,65 88,5 6,6
73 152 0,9 0,65 84,7 6,63
74 160 0,9 0,6 81,4 6,45
75 168 0,9 0,6 87,8 6,69
76 176 0,9 0,6 85,3 6,62
77 184 0,9 0,65 85,4 6,83
78 192 0,9 0,6 83,7 6,65
79 200 0,9 0,65 84,8 6,69
80 208 0,9 0,65 83,9 6,55
81 220 0,8 0,6 72,8 6,65
32
Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua.
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
1 8 4,3 0,3 195,7 7,94
2 16 3,9 0,6 168,9 8,12
3 24 3,4 0,8 175,9 8,02
4 32 2,4 0,8 142,9 7,7
5 40 2,5 0,8 142,7 7,9
6 48 2,3 0,8 142,3 7,76
7 56 2,4 0,85 144,2 7,86
8 64 2,3 0,9 140,5 7,82
9 72 2,2 0,95 141,4 7,79
10 80 2,1 0,9 135,4 7,45
11 88 2,1 1 138,4 8
12 96 1,6 0,7 112 7,71
13 104 1,9 0,7 118,6 7,78
14 112 1,6 0,6 102,5 7,72
15 120 1,8 0,65 94,2 7,84
16 128 1,8 0,7 111,3 7,87
17 136 1,9 0,7 116,8 7,88
18 144 1,8 0,65 112,5 7,92
19 152 2,1 0,8 130,2 8,02
20 160 2,1 0,85 131,4 7,67
21 168 2,3 0,85 130 7,63
22 176 2,1 0,75 135 7,49
23 184 2,3 0,9 142 7,95
24 192 2 0,8 127,5 7,73
25 200 1,6 0,85 123,9 7,75
26 208 1,9 1,05 134,3 7,66
27 220 1,8 0,1 132,1 7,88
28 8 5 0,3 224,9 7,42
29 16 4,2 0,6 201,5 7,33
30 24 3,5 0,8 184,1 7,53
31 32 2,8 0,9 164,9 7,37
32 40 2,7 0,95 158,1 7,46
33 48 2,6 1 161,3 7,4
34 56 2,5 0,95 156,9 7,47
35 64 2,2 1,1 152,4 7,57
36 72 1,8 1 136,8 7,15
33
Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua (lanjutan).
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
37 80 2 1 157,1 7,47
38 88 2,2 1,15 148,8 7,43
39 96 2,1 1,15 142,5 7,47
40 104 2 1,1 146,7 7,5
41 112 2,1 1,15 154,3 7,4
42 120 2,1 1,1 145,4 7,54
43 128 2 1,1 143,1 7,45
44 136 2 1,05 135,4 7,55
45 144 2 1,1 149,1 7,31
46 152 2,1 1,15 144,5 7,45
47 160 1,9 1,1 142,9 7,7
48 168 2 1,1 145,1 7,42
49 176 2 1,15 150,4 7,76
50 184 2 1,15 143,6 7,81
51 192 2 1,1 142,9 7,58
52 200 2 1,15 147,8 7,46
53 208 2 1,2 143,3 7,47
54 220 2 1,15 141,8 7,7
55 8 3,7 0,25 171,2 6,79
56 16 2,8 0,45 134,4 6,78
57 24 2,1 0,6 126 6,55
58 32 1,9 0,65 122,9 6,55
59 40 1,8 0,7 121,5 6,74
60 48 1,8 0,7 113,4 6,55
61 56 1,6 0,65 112,2 6,56
62 64 1,7 0,7 119,2 6,56
63 72 1,6 0,7 115,5 6,71
64 80 1,5 0,7 112,8 6,5
65 88 1,6 0,75 115,4 6,54
66 96 1,5 0,7 108 6,62
67 104 1,5 0,75 108,1 6,69
68 112 1,5 0,75 110,5 6,67
69 120 1,6 0,75 115,8 6,71
70 128 1,6 0,8 114,2 6,61
71 136 1,6 0,75 111,8 6,47
72 144 1,4 0,65 101,8 6,54
73 152 1,4 0,7 112,3 6,55
74 160 1,5 0,75 107,8 6,5
34
Tabel 4.2 Data-data hasil pengukuran pada variasi kedua (lanjutan).
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
75 168 1,4 0,7 106,9 6,54
76 176 1,4 0,7 103,5 6,38
77 184 1,4 0,7 101,8 6,48
78 192 1,3 0,7 107,4 6,56
79 200 1,5 0,8 113,5 6,63
80 208 1,5 0,8 116,3 6,73
81 220 1,5 0,8 111,6 6,65
35
Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga.
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
1 8 4,9 0,3 210,2 7,8
2 16 4 0,55 185,7 7,69
3 24 3,1 0,7 171,9 7,62
4 32 2,8 0,85 165,4 7,79
5 40 2,4 0,85 153,2 7,74
6 48 2,5 0,8 152,8 7,65
7 56 2,5 0,8 151,7 7,92
8 64 2,4 0,85 155,1 7,73
9 72 2,3 0,9 150,5 7,87
10 80 2,4 0,9 150,2 7,7
11 88 2,4 0,9 153,2 7,48
12 96 2,4 0,9 142,1 7,45
13 104 2,2 0,9 145,6 7,67
14 112 2,2 0,9 142,2 7,87
15 120 2,1 0,9 145,8 7,82
16 128 2,1 0,9 140,5 7,79
17 136 2 0,9 139,6 7,34
18 144 2,1 0,9 137,1 7,65
19 152 2 0,9 139,3 7,54
20 160 2 0,9 142,8 7,61
21 168 2 1 138,7 7,84
22 176 2,1 0,9 137,8 7,37
23 184 2 0,9 139,2 7,69
24 192 2 1 134,3 7,74
25 200 2 0,95 138,6 7,72
26 208 2 0,95 134,6 7,87
27 220 1,8 0,9 132,3 7,59
28 8 3,5 0,25 166,1 7,35
29 16 2,7 0,4 134,1 7,17
30 24 2,1 0,5 166,7 7,07
31 32 1,8 0,55 113,8 7,16
32 40 1,7 0,55 110,6 7,22
33 48 1,6 0,55 109,7 6,85
34 56 1,6 0,5 109,1 7,1
35 64 1,7 0,55 107,3 7,14
36 72 1,6 0,55 105,9 6,87
36
Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga (lanjutan).
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
37 80 1,5 0,5 106,2 7,06
38 88 1,6 0,5 102,7 7
39 96 1,5 0,5 101,3 6,77
40 104 1,5 0,5 101,7 6,54
41 112 1,5 0,5 104,1 7,04
42 120 1,5 0,55 103,3 6,88
43 128 1,5 0,55 102,6 7,02
44 136 1,4 0,5 97,2 7,12
45 144 1,4 0,5 105,7 7,16
46 152 1,3 0,5 98,2 6,79
47 160 1,3 0,5 96,4 7,02
48 168 1,4 0,55 99,4 7,18
49 176 1,4 0,6 99,1 7,28
50 184 1,4 0,5 105,5 7,28
51 192 1,4 0,55 99,8 6,67
52 200 1,4 0,6 108,1 7
53 208 1,5 0,6 106,2 7,07
54 220 1,4 0,6 104,1 7,22
55 8 2,1 0,2 125,7 6,71
56 16 1,5 0,3 96,3 6,72
57 24 1,3 0,3 84,5 6,43
58 32 1,2 0,35 80,1 6,45
59 40 1,1 0,35 79,9 6,5
60 48 1,1 0,35 77,5 6,4
61 56 1 0,3 75,3 6,35
62 64 1,1 0,35 76,9 7,02
63 72 1,2 0,4 75,5 6,73
64 80 1 0,4 75,8 6,57
65 88 1 0,35 74,9 6,51
66 96 0,8 0,35 72,4 6,58
67 104 1 0,35 75,8 6,53
68 112 1 0,35 73,3 6,42
69 120 0,9 0,35 72,6 6,51
70 128 0,9 0,3 69 6,62
71 136 0,9 0,35 75,8 6,52
72 144 0,9 0,35 73,7 6,42
73 152 0,9 0,4 74,9 6,5
74 160 0,9 0,4 74,1 6,57
37
Tabel 4.3 Data-data hasil pengukuran pada variasi ketiga (lanjutan).
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
75 168 0,9 0,4 73,6 6,45
76 176 0,9 0,4 70,9 6,53
77 184 0,9 0,4 69,2 6,57
78 192 0,8 0,35 67,4 6,38
79 200 0,9 0,35 69,6 6,38
80 208 0,8 0,35 68,3 6,57
81 220 0,8 0,35 67,3 6,47
38
Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat.
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
1 8 4,9 0,3 208,5 7,86
2 16 4,1 0,5 193,5 8,02
3 24 3,5 0,7 168,2 7,91
4 32 2,8 0,7 156,9 7,73
5 40 2,8 0,7 155,8 7,71
6 48 2,8 0,7 157,9 7,97
7 56 2,8 0,7 152,1 7,71
8 64 2,4 0,75 147,8 7,85
9 72 2,3 0,8 141,5 7,83
10 80 2,2 0,8 140,3 7,75
11 88 2,2 0,75 137,6 7,69
12 96 2,1 0,75 135,6 7,74
13 104 2,1 0,8 135,4 7,72
14 112 2,1 0,85 137,3 7,78
15 120 2,1 0,85 136,7 7,87
16 128 2,1 0,8 137,3 7,7
17 136 2 0,85 134,8 7,67
18 144 2 0,85 139,7 7,94
19 152 2 0,8 132,5 7,86
20 160 2,1 0,8 142,8 7,7
21 168 2,1 0,8 137,7 7,93
22 176 2 0,8 136,5 7,83
23 184 2 0,85 134,3 7,88
24 192 2 0,8 132 7,67
25 200 2 0,85 135,9 7,89
26 208 2 0,85 136,5 7,78
27 220 2 0,85 132,8 7,75
28 8 3,2 0,2 138,2 7,05
29 16 2,3 0,4 120,2 7,15
30 24 1,7 0,5 108,8 7,05
31 32 1,4 0,5 102,2 7,05
32 40 1,4 0,5 101,3 7,12
33 48 1,3 0,5 98,9 6,93
34 56 1,3 0,5 96,4 6,96
35 64 1,4 0,5 95,2 6,91
36 72 1,3 0,5 97,6 7,01
39
Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat (lanjutan).
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
37 80 1,3 0,5 94,2 6,94
38 88 1,2 0,5 93,9 7,22
39 96 1,2 0,5 92,8 7,03
40 104 1,3 0,55 93,7 7,06
41 112 1,3 0,5 97,2 7,04
42 120 1,3 0,55 96,4 7,13
43 128 1,3 0,55 95,6 7,18
44 136 1,2 0,55 93,4 7,06
45 144 1,2 0,55 91,3 7,15
46 152 1,2 0,55 97,3 6,78
47 160 1,1 0,5 94,8 7,08
48 168 1,1 0,55 91,9 7,02
49 176 1,1 0,5 88,6 7,03
50 184 1,1 0,5 86,9 7,07
51 192 1,1 0,5 87,9 6,78
52 200 1,1 0,5 91,9 6,92
53 208 1 0,5 90,4 7,16
54 220 1,1 0,6 89,6 7,05
55 8 2,1 0,2 105,8 6,67
56 16 1,3 0,3 82,5 6,47
57 24 1,2 0,3 70,7 6,65
58 32 1 0,3 69,9 6,65
59 40 0,9 0,3 68,3 6,6
60 48 0,9 0,3 64,6 6,43
61 56 0,8 0,3 66,5 6,49
62 64 0,9 0,3 71,3 6,56
63 72 0,8 0,3 67,5 6,58
64 80 0,9 0,35 72,4 6,58
65 88 0,9 0,3 66,1 6,53
66 96 0,9 0,3 66,7 6,52
67 104 0,8 0,3 67,8 6,56
68 112 0,8 0,3 65,7 6,44
69 120 0,8 0,35 65,5 6,35
70 128 0,8 0,3 62,6 6,17
71 136 0,7 0,3 60,9 6,4
72 144 0,8 0,3 61,6 6,72
73 152 0,8 0,3 67,9 6,74
74 160 0,8 0,3 65 6,47
40
Tabel 4.4 Data-data hasil pengukuran pada variasi keempat (lanjutan).
No. beban (watt) tegangan
(volt)
arus
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec angin
(m/s)
75 168 0,8 0,3 63,3 6,5
76 176 0,8 0,3 62,6 6,42
77 184 0,8 0,3 63,6 6,47
78 192 0,8 0,3 60,3 6,47
79 200 0,8 0,3 60,6 6,42
80 208 0,7 0,3 58,6 6,53
81 220 0,7 0,35 57,7 6,68
41
Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama.
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
1 6,3 0,3 262,6 8 1,89 97,229 8,740 1,093 0,019
2 5,8 0,7 250,7 8 4,06 97,229 8,344 1,043 0,042
3 4,6 1 227,8 8,05 4,6 99,063 7,582 0,942 0,046
4 3,1 1,1 190,3 8,06 3,41 99,433 6,334 0,786 0,034
5 2,5 1,1 163,2 8,21 2,75 105,088 5,432 0,662 0,026
6 2,2 1,2 161,5 7,97 2,64 96,139 5,375 0,674 0,027
7 2,2 1,2 165,3 7,98 2,64 96,501 5,502 0,689 0,027
8 2,1 1,1 144,1 7,88 2,31 92,919 4,796 0,609 0,025
9 1,9 1,1 142,2 8 2,09 97,229 4,733 0,592 0,021
10 1,9 1,1 140,3 8,26 2,09 107,020 4,670 0,565 0,020
11 1,9 1,15 137,3 7,83 2,185 91,161 4,570 0,584 0,024
12 1,9 1,2 134,8 7,84 2,28 91,511 4,487 0,572 0,025
13 1,8 1,2 137,7 8,02 2,16 97,960 4,583 0,571 0,022
14 1,9 1,2 142,6 8,25 2,28 106,632 4,746 0,575 0,021
15 1,9 1,25 142,1 8,25 2,375 106,632 4,730 0,573 0,022
16 1,8 1,15 142,7 8,17 2,07 103,560 4,750 0,581 0,020
17 1,7 1,2 137,1 7,9 2,04 93,628 4,563 0,578 0,022
18 1,5 1,2 135,7 7,96 1,8 95,778 4,517 0,567 0,019
19 1,5 1,3 136,6 8,12 1,95 101,670 4,547 0,560 0,019
20 1,2 1,25 130,5 8,02 1,5 97,960 4,344 0,542 0,015
21 1,5 1,3 131,8 7,99 1,95 96,865 4,387 0,549 0,020
22 1,3 1,2 136,9 7,93 1,56 94,699 4,557 0,575 0,016
23 1,5 1,3 138,3 7,76 1,95 88,738 4,603 0,593 0,022
24 1,5 1,2 132,2 7,47 1,8 79,157 4,400 0,589 0,023
25 1,5 1,4 135,1 8,02 2,1 97,960 4,497 0,561 0,021
26 1,5 1,3 134,1 8 1,95 97,229 4,463 0,558 0,020
27 1,2 1,2 128,8 7,68 1,44 86,022 4,287 0,558 0,017
28 3,9 0,25 165,6 7,15 0,975 69,413 5,512 0,771 0,014
29 3,2 0,5 163,5 7,22 1,6 71,472 5,442 0,754 0,022
30 2,2 0,7 142,8 7,04 1,54 66,259 4,753 0,675 0,023
31 2 0,8 131,2 7,3 1,6 73,874 4,367 0,598 0,022
32 1,6 0,9 123,7 7,08 1,44 67,395 4,117 0,582 0,021
33 1,8 0,9 127,3 7,35 1,62 75,403 4,237 0,576 0,021
34 1,7 0,9 123,4 7,37 1,53 76,020 4,107 0,557 0,020
35 1,4 0,9 119,9 7,38 1,26 76,330 3,991 0,541 0,017
36 1,4 0,9 118,2 7,12 1,26 68,543 3,934 0,553 0,018
42
Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
37 1,3 0,95 112,4 7,08 1,235 67,395 3,741 0,528 0,018
38 1,25 0,95 115,5 7,12 1,1875 68,543 3,844 0,540 0,017
39 1,1 0,85 107,2 6,77 0,935 58,924 3,568 0,527 0,016
40 1,1 0,9 110,8 7,08 0,99 67,395 3,688 0,521 0,015
41 1,1 0,9 105,6 6,74 0,99 58,144 3,515 0,521 0,017
42 1,1 0,9 105,8 7,13 0,99 68,833 3,521 0,494 0,014
43 1,1 0,95 106,5 7,02 1,045 65,696 3,545 0,505 0,016
44 1,1 0,95 111,3 7,11 1,045 68,255 3,705 0,521 0,015
45 1,1 0,9 109,3 7,28 0,99 73,269 3,638 0,500 0,014
46 1,1 0,95 107,4 7,23 1,045 71,769 3,575 0,494 0,015
47 1 0,95 107,4 7,11 0,95 68,255 3,575 0,503 0,014
48 1,1 0,9 104,8 6,84 0,99 60,771 3,488 0,510 0,016
49 1,15 0,9 105,7 7,06 1,035 66,825 3,518 0,498 0,015
50 1,15 0,95 106,7 7,13 1,0925 68,833 3,551 0,498 0,016
51 1,2 0,1 109,8 7,16 0,12 69,705 3,655 0,510 0,002
52 1,1 0,1 105,9 7,33 0,11 74,789 3,525 0,481 0,001
53 1 0,95 106,9 7,18 0,95 70,291 3,558 0,496 0,014
54 1 0,9 103,2 6,95 0,9 63,750 3,435 0,494 0,014
55 2,2 0,3 114,8 6,51 0,66 52,392 3,821 0,587 0,013
56 1,9 0,4 94,3 6,48 0,76 51,671 3,139 0,484 0,015
57 1,1 0,5 85,3 6,77 0,55 58,924 2,839 0,419 0,009
58 1 0,5 84,1 6,55 0,5 53,364 2,799 0,427 0,009
59 1 0,5 85,9 6,61 0,5 54,844 2,859 0,433 0,009
60 0,9 0,5 73,1 6,36 0,45 48,854 2,433 0,383 0,009
61 1,1 0,55 85,9 6,54 0,605 53,120 2,859 0,437 0,011
62 1 0,6 84,8 6,45 0,6 50,957 2,822 0,438 0,012
63 1 0,6 89,7 6,73 0,6 57,886 2,986 0,444 0,010
64 0,9 0,6 80,3 6,63 0,54 55,343 2,673 0,403 0,010
65 0,9 0,65 85,8 6,52 0,585 52,634 2,856 0,438 0,011
66 0,9 0,6 85,4 6,6 0,54 54,595 2,842 0,431 0,010
67 0,9 0,65 84,5 6,6 0,585 54,595 2,812 0,426 0,011
68 0,9 0,65 84,8 6,49 0,585 51,911 2,822 0,435 0,011
69 0,95 0,65 83,9 6,53 0,6175 52,877 2,793 0,428 0,012
70 0,9 0,65 84,8 6,43 0,585 50,484 2,822 0,439 0,012
71 0,9 0,65 85,4 6,3 0,585 47,484 2,842 0,451 0,012
72 0,9 0,65 88,5 6,6 0,585 54,595 2,946 0,446 0,011
73 0,9 0,65 84,7 6,63 0,585 55,343 2,819 0,425 0,011
74 0,9 0,6 81,4 6,45 0,54 50,957 2,709 0,420 0,011
43
Tabel 4.5 Data-data hasil perhitungan Tsr dan Cp pada variasi pertama (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
75 0,9 0,6 87,8 6,69 0,54 56,860 2,922 0,437 0,009
76 0,9 0,6 85,3 6,62 0,54 55,093 2,839 0,429 0,010
77 0,9 0,65 85,4 6,83 0,585 60,504 2,842 0,416 0,010
78 0,9 0,6 83,7 6,65 0,54 55,846 2,786 0,419 0,010
79 0,9 0,65 84,8 6,69 0,585 56,860 2,822 0,422 0,010
80 0,9 0,65 83,9 6,55 0,585 53,364 2,793 0,426 0,011
81 0,8 0,6 72,8 6,65 0,48 55,846 2,423 0,364 0,009
44
Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi kedua.
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
1 4,3 0,3 195,7 7,94 1,29 95,058 6,514 0,820 0,014
2 3,9 0,6 168,9 8,12 2,34 101,670 5,622 0,692 0,023
3 3,4 0,8 175,9 8,02 2,72 97,960 5,855 0,730 0,028
4 2,4 0,8 142,9 7,7 1,92 86,696 4,756 0,618 0,022
5 2,5 0,8 142,7 7,9 2 93,628 4,750 0,601 0,021
6 2,3 0,8 142,3 7,76 1,84 88,738 4,736 0,610 0,021
7 2,4 0,85 144,2 7,86 2,04 92,213 4,800 0,611 0,022
8 2,3 0,9 140,5 7,82 2,07 90,812 4,676 0,598 0,023
9 2,2 0,95 141,4 7,79 2,09 89,771 4,706 0,604 0,023
10 2,1 0,9 135,4 7,45 1,89 78,522 4,507 0,605 0,024
11 2,1 1 138,4 8 2,1 97,229 4,607 0,576 0,022
12 1,6 0,7 112 7,71 1,12 87,034 3,728 0,484 0,013
13 1,9 0,7 118,6 7,78 1,33 89,426 3,947 0,507 0,015
14 1,6 0,6 102,5 7,72 0,96 87,373 3,412 0,442 0,011
15 1,8 0,65 94,2 7,84 1,17 91,511 3,135 0,400 0,013
16 1,8 0,7 111,3 7,87 1,26 92,566 3,705 0,471 0,014
17 1,9 0,7 116,8 7,88 1,33 92,919 3,888 0,493 0,014
18 1,8 0,65 112,5 7,92 1,17 94,341 3,744 0,473 0,012
19 2,1 0,8 130,2 8,02 1,68 97,960 4,334 0,540 0,017
20 2,1 0,85 131,4 7,67 1,785 85,686 4,374 0,570 0,021
21 2,3 0,85 130 7,63 1,955 84,353 4,327 0,567 0,023
22 2,1 0,75 135 7,49 1,575 79,794 4,493 0,600 0,020
23 2,3 0,9 142 7,95 2,07 95,417 4,726 0,595 0,022
24 2 0,8 127,5 7,73 1,6 87,713 4,244 0,549 0,018
25 1,6 0,85 123,9 7,75 1,36 88,395 4,124 0,532 0,015
26 1,9 1,05 134,3 7,66 1,995 85,352 4,470 0,584 0,023
27 1,8 0,1 132,1 7,88 0,18 92,919 4,397 0,558 0,002
28 5 0,3 224,9 7,42 1,5 77,578 7,486 1,009 0,019
29 4,2 0,6 201,5 7,33 2,52 74,789 6,707 0,915 0,034
30 3,5 0,8 184,1 7,53 2,8 81,079 6,128 0,814 0,035
31 2,8 0,9 164,9 7,37 2,52 76,020 5,489 0,745 0,033
32 2,7 0,95 158,1 7,46 2,565 78,839 5,262 0,705 0,033
33 2,6 1 161,3 7,4 2,6 76,952 5,369 0,726 0,034
34 2,5 0,95 156,9 7,47 2,375 79,157 5,222 0,699 0,030
35 2,2 1,1 152,4 7,57 2,42 82,378 5,072 0,670 0,029
36 1,8 1 136,8 7,15 1,8 69,413 4,553 0,637 0,026
45
Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi kedua (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
37 2 1 157,1 7,47 2 79,157 5,229 0,700 0,025
38 2,2 1,15 148,8 7,43 2,53 77,892 4,953 0,667 0,032
39 2,1 1,15 142,5 7,47 2,415 79,157 4,743 0,635 0,031
40 2 1,1 146,7 7,5 2,2 80,114 4,883 0,651 0,027
41 2,1 1,15 154,3 7,4 2,415 76,952 5,136 0,694 0,031
42 2,1 1,1 145,4 7,54 2,31 81,403 4,839 0,642 0,028
43 2 1,1 143,1 7,45 2,2 78,522 4,763 0,639 0,028
44 2 1,05 135,4 7,55 2,1 81,727 4,507 0,597 0,026
45 2 1,1 149,1 7,31 2,2 74,178 4,963 0,679 0,030
46 2,1 1,15 144,5 7,45 2,415 78,522 4,810 0,646 0,031
47 1,9 1,1 142,9 7,7 2,09 86,696 4,756 0,618 0,024
48 2 1,1 145,1 7,42 2,2 77,578 4,830 0,651 0,028
49 2 1,15 150,4 7,76 2,3 88,738 5,006 0,645 0,026
50 2 1,15 143,6 7,81 2,3 90,464 4,780 0,612 0,025
51 2 1,1 142,9 7,58 2,2 82,705 4,756 0,627 0,027
52 2 1,15 147,8 7,46 2,3 78,839 4,919 0,659 0,029
53 2 1,2 143,3 7,47 2,4 79,157 4,770 0,639 0,030
54 2 1,15 141,8 7,7 2,3 86,696 4,720 0,613 0,027
55 3,7 0,25 171,2 6,79 0,925 59,448 5,698 0,839 0,016
56 2,8 0,45 134,4 6,78 1,26 59,185 4,473 0,660 0,021
57 2,1 0,6 126 6,55 1,26 53,364 4,194 0,640 0,024
58 1,9 0,65 122,9 6,55 1,235 53,364 4,091 0,625 0,023
59 1,8 0,7 121,5 6,74 1,26 58,144 4,044 0,600 0,022
60 1,8 0,7 113,4 6,55 1,26 53,364 3,774 0,576 0,024
61 1,6 0,65 112,2 6,56 1,04 53,609 3,734 0,569 0,019
62 1,7 0,7 119,2 6,56 1,19 53,609 3,967 0,605 0,022
63 1,6 0,7 115,5 6,71 1,12 57,371 3,844 0,573 0,020
64 1,5 0,7 112,8 6,5 1,05 52,151 3,754 0,578 0,020
65 1,6 0,75 115,4 6,54 1,2 53,120 3,841 0,587 0,023
66 1,5 0,7 108 6,62 1,05 55,093 3,595 0,543 0,019
67 1,5 0,75 108,1 6,69 1,125 56,860 3,598 0,538 0,020
68 1,5 0,75 110,5 6,67 1,125 56,351 3,678 0,551 0,020
69 1,6 0,75 115,8 6,71 1,2 57,371 3,854 0,574 0,021
70 1,6 0,8 114,2 6,61 1,28 54,844 3,801 0,575 0,023
71 1,6 0,75 111,8 6,47 1,2 51,433 3,721 0,575 0,023
72 1,4 0,65 101,8 6,54 0,91 53,120 3,388 0,518 0,017
73 1,4 0,7 112,3 6,55 0,98 53,364 3,738 0,571 0,018
74 1,5 0,75 107,8 6,5 1,125 52,151 3,588 0,552 0,022
46
Tabel 4.6 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi kedua (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
75 1,4 0,7 106,9 6,54 0,98 53,120 3,558 0,544 0,018
76 1,4 0,7 103,5 6,38 0,98 49,316 3,445 0,540 0,020
77 1,4 0,7 101,8 6,48 0,98 51,671 3,388 0,523 0,019
78 1,3 0,7 107,4 6,56 0,91 53,609 3,575 0,545 0,017
79 1,5 0,8 113,5 6,63 1,2 55,343 3,778 0,570 0,022
80 1,5 0,8 116,3 6,73 1,2 57,886 3,871 0,575 0,021
81 1,5 0,8 111,6 6,65 1,2 55,846 3,714 0,559 0,021
47
Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi ketiga.
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
1 4,9 0,3 210,2 7,8 1,47 90,117 6,996 0,897 0,016
2 4 0,55 185,7 7,69 2,2 86,358 6,181 0,804 0,025
3 3,1 0,7 171,9 7,62 2,17 84,021 5,722 0,751 0,026
4 2,8 0,85 165,4 7,79 2,38 89,771 5,505 0,707 0,027
5 2,4 0,85 153,2 7,74 2,04 88,054 5,099 0,659 0,023
6 2,5 0,8 152,8 7,65 2 85,018 5,086 0,665 0,024
7 2,5 0,8 151,7 7,92 2 94,341 5,049 0,638 0,021
8 2,4 0,85 155,1 7,73 2,04 87,713 5,162 0,668 0,023
9 2,3 0,9 150,5 7,87 2,07 92,566 5,009 0,636 0,022
10 2,4 0,9 150,2 7,7 2,16 86,696 4,999 0,649 0,025
11 2,4 0,9 153,2 7,48 2,16 79,475 5,099 0,682 0,027
12 2,4 0,9 142,1 7,45 2,16 78,522 4,730 0,635 0,028
13 2,2 0,9 145,6 7,67 1,98 85,686 4,846 0,632 0,023
14 2,2 0,9 142,2 7,87 1,98 92,566 4,733 0,601 0,021
15 2,1 0,9 145,8 7,82 1,89 90,812 4,853 0,621 0,021
16 2,1 0,9 140,5 7,79 1,89 89,771 4,676 0,600 0,021
17 2 0,9 139,6 7,34 1,8 75,095 4,646 0,633 0,024
18 2,1 0,9 137,1 7,65 1,89 85,018 4,563 0,597 0,022
19 2 0,9 139,3 7,54 1,8 81,403 4,636 0,615 0,022
20 2 0,9 142,8 7,61 1,8 83,691 4,753 0,625 0,022
21 2 1 138,7 7,84 2 91,511 4,616 0,589 0,022
22 2,1 0,9 137,8 7,37 1,89 76,020 4,587 0,622 0,025
23 2 0,9 139,2 7,69 1,8 86,358 4,633 0,602 0,021
24 2 1 134,3 7,74 2 88,054 4,470 0,578 0,023
25 2 0,95 138,6 7,72 1,9 87,373 4,613 0,598 0,022
26 2 0,95 134,6 7,87 1,9 92,566 4,480 0,569 0,021
27 1,8 0,9 132,3 7,59 1,62 83,033 4,403 0,580 0,020
28 3,5 0,25 166,1 7,35 0,875 75,403 5,528 0,752 0,012
29 2,7 0,4 134,1 7,17 1,08 69,997 4,463 0,623 0,015
30 2,1 0,5 166,7 7,07 1,05 67,109 5,548 0,785 0,016
31 1,8 0,55 113,8 7,16 0,99 69,705 3,788 0,529 0,014
32 1,7 0,55 110,6 7,22 0,935 71,472 3,681 0,510 0,013
33 1,6 0,55 109,7 6,85 0,88 61,037 3,651 0,533 0,014
34 1,6 0,5 109,1 7,1 0,8 67,967 3,631 0,511 0,012
35 1,7 0,55 107,3 7,14 0,935 69,123 3,571 0,500 0,014
36 1,6 0,55 105,9 6,87 0,88 61,574 3,525 0,513 0,014
48
Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi ketiga (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
37 1,5 0,5 106,2 7,06 0,75 66,825 3,535 0,501 0,011
38 1,6 0,5 102,7 7 0,8 65,136 3,418 0,488 0,012
39 1,5 0,5 101,3 6,77 0,75 58,924 3,372 0,498 0,013
40 1,5 0,5 101,7 6,54 0,75 53,120 3,385 0,518 0,014
41 1,5 0,5 104,1 7,04 0,75 66,259 3,465 0,492 0,011
42 1,5 0,55 103,3 6,88 0,825 61,843 3,438 0,500 0,013
43 1,5 0,55 102,6 7,02 0,825 65,696 3,415 0,486 0,013
44 1,4 0,5 97,2 7,12 0,7 68,543 3,235 0,454 0,010
45 1,4 0,5 105,7 7,16 0,7 69,705 3,518 0,491 0,010
46 1,3 0,5 98,2 6,79 0,65 59,448 3,268 0,481 0,011
47 1,3 0,5 96,4 7,02 0,65 65,696 3,209 0,457 0,010
48 1,4 0,55 99,4 7,18 0,77 70,291 3,308 0,461 0,011
49 1,4 0,6 99,1 7,28 0,84 73,269 3,298 0,453 0,011
50 1,4 0,5 105,5 7,28 0,7 73,269 3,511 0,482 0,010
51 1,4 0,55 99,8 6,67 0,77 56,351 3,322 0,498 0,014
52 1,4 0,6 108,1 7 0,84 65,136 3,598 0,514 0,013
53 1,5 0,6 106,2 7,07 0,9 67,109 3,535 0,500 0,013
54 1,4 0,6 104,1 7,22 0,84 71,472 3,465 0,480 0,012
55 2,1 0,2 125,7 6,71 0,42 57,371 4,184 0,624 0,007
56 1,5 0,3 96,3 6,72 0,45 57,628 3,205 0,477 0,008
57 1,3 0,3 84,5 6,43 0,39 50,484 2,812 0,437 0,008
58 1,2 0,35 80,1 6,45 0,42 50,957 2,666 0,413 0,008
59 1,1 0,35 79,9 6,5 0,385 52,151 2,659 0,409 0,007
60 1,1 0,35 77,5 6,4 0,385 49,781 2,580 0,403 0,008
61 1 0,3 75,3 6,35 0,3 48,623 2,506 0,395 0,006
62 1,1 0,35 76,9 7,02 0,385 65,696 2,560 0,365 0,006
63 1,2 0,4 75,5 6,73 0,48 57,886 2,513 0,373 0,008
64 1 0,4 75,8 6,57 0,4 53,854 2,523 0,384 0,007
65 1 0,35 74,9 6,51 0,35 52,392 2,493 0,383 0,007
66 0,8 0,35 72,4 6,58 0,28 54,101 2,410 0,366 0,005
67 1 0,35 75,8 6,53 0,35 52,877 2,523 0,386 0,007
68 1 0,35 73,3 6,42 0,35 50,249 2,440 0,380 0,007
69 0,9 0,35 72,6 6,51 0,315 52,392 2,416 0,371 0,006
70 0,9 0,3 69 6,62 0,27 55,093 2,297 0,347 0,005
71 0,9 0,35 75,8 6,52 0,315 52,634 2,523 0,387 0,006
72 0,9 0,35 73,7 6,42 0,315 50,249 2,453 0,382 0,006
73 0,9 0,4 74,9 6,5 0,36 52,151 2,493 0,384 0,007
74 0,9 0,4 74,1 6,57 0,36 53,854 2,466 0,375 0,007
49
Tabel 4.7 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi ketiga (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
75 0,9 0,4 73,6 6,45 0,36 50,957 2,450 0,380 0,007
76 0,9 0,4 70,9 6,53 0,36 52,877 2,360 0,361 0,007
77 0,9 0,4 69,2 6,57 0,36 53,854 2,303 0,351 0,007
78 0,8 0,35 67,4 6,38 0,28 49,316 2,243 0,352 0,006
79 0,9 0,35 69,6 6,38 0,315 49,316 2,317 0,363 0,006
80 0,8 0,35 68,3 6,57 0,28 53,854 2,273 0,346 0,005
81 0,8 0,35 67,3 6,47 0,28 51,433 2,240 0,346 0,005
50
Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi keempat.
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
1 4,9 0,3 208,5 7,86 1,47 92,213 6,940 0,883 0,016
2 4,1 0,5 193,5 8,02 2,05 97,960 6,440 0,803 0,021
3 3,5 0,7 168,2 7,91 2,45 93,984 5,598 0,708 0,026
4 2,8 0,7 156,9 7,73 1,96 87,713 5,222 0,676 0,022
5 2,8 0,7 155,8 7,71 1,96 87,034 5,186 0,673 0,023
6 2,8 0,7 157,9 7,97 1,96 96,139 5,256 0,659 0,020
7 2,8 0,7 152,1 7,71 1,96 87,034 5,062 0,657 0,023
8 2,4 0,75 147,8 7,85 1,8 91,862 4,919 0,627 0,020
9 2,3 0,8 141,5 7,83 1,84 91,161 4,710 0,601 0,020
10 2,2 0,8 140,3 7,75 1,76 88,395 4,670 0,603 0,020
11 2,2 0,75 137,6 7,69 1,65 86,358 4,580 0,596 0,019
12 2,1 0,75 135,6 7,74 1,575 88,054 4,513 0,583 0,018
13 2,1 0,8 135,4 7,72 1,68 87,373 4,507 0,584 0,019
14 2,1 0,85 137,3 7,78 1,785 89,426 4,570 0,587 0,020
15 2,1 0,85 136,7 7,87 1,785 92,566 4,550 0,578 0,019
16 2,1 0,8 137,3 7,7 1,68 86,696 4,570 0,593 0,019
17 2 0,85 134,8 7,67 1,7 85,686 4,487 0,585 0,020
18 2 0,85 139,7 7,94 1,7 95,058 4,650 0,586 0,018
19 2 0,8 132,5 7,86 1,6 92,213 4,410 0,561 0,017
20 2,1 0,8 142,8 7,7 1,68 86,696 4,753 0,617 0,019
21 2,1 0,8 137,7 7,93 1,68 94,699 4,583 0,578 0,018
22 2 0,8 136,5 7,83 1,6 91,161 4,543 0,580 0,018
23 2 0,85 134,3 7,88 1,7 92,919 4,470 0,567 0,018
24 2 0,8 132 7,67 1,6 85,686 4,393 0,573 0,019
25 2 0,85 135,9 7,89 1,7 93,273 4,523 0,573 0,018
26 2 0,85 136,5 7,78 1,7 89,426 4,543 0,584 0,019
27 2 0,85 132,8 7,75 1,7 88,395 4,420 0,570 0,019
28 3,2 0,2 138,2 7,05 0,64 66,541 4,600 0,652 0,010
29 2,3 0,4 120,2 7,15 0,92 69,413 4,001 0,560 0,013
30 1,7 0,5 108,8 7,05 0,85 66,541 3,621 0,514 0,013
31 1,4 0,5 102,2 7,05 0,7 66,541 3,402 0,482 0,011
32 1,4 0,5 101,3 7,12 0,7 68,543 3,372 0,474 0,010
33 1,3 0,5 98,9 6,93 0,65 63,201 3,292 0,475 0,010
34 1,3 0,5 96,4 6,96 0,65 64,025 3,209 0,461 0,010
35 1,4 0,5 95,2 6,91 0,7 62,655 3,169 0,459 0,011
36 1,3 0,5 97,6 7,01 0,65 65,415 3,249 0,463 0,010
51
Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi keempat (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
37 1,3 0,5 94,2 6,94 0,65 63,475 3,135 0,452 0,010
38 1,2 0,5 93,9 7,22 0,6 71,472 3,125 0,433 0,008
39 1,2 0,5 92,8 7,03 0,6 65,977 3,089 0,439 0,009
40 1,3 0,55 93,7 7,06 0,715 66,825 3,119 0,442 0,011
41 1,3 0,5 97,2 7,04 0,65 66,259 3,235 0,460 0,010
42 1,3 0,55 96,4 7,13 0,715 68,833 3,209 0,450 0,010
43 1,3 0,55 95,6 7,18 0,715 70,291 3,182 0,443 0,010
44 1,2 0,55 93,4 7,06 0,66 66,825 3,109 0,440 0,010
45 1,2 0,55 91,3 7,15 0,66 69,413 3,039 0,425 0,010
46 1,2 0,55 97,3 6,78 0,66 59,185 3,239 0,478 0,011
47 1,1 0,5 94,8 7,08 0,55 67,395 3,155 0,446 0,008
48 1,1 0,55 91,9 7,02 0,605 65,696 3,059 0,436 0,009
49 1,1 0,5 88,6 7,03 0,55 65,977 2,949 0,419 0,008
50 1,1 0,5 86,9 7,07 0,55 67,109 2,892 0,409 0,008
51 1,1 0,5 87,9 6,78 0,55 59,185 2,926 0,432 0,009
52 1,1 0,5 91,9 6,92 0,55 62,928 3,059 0,442 0,009
53 1 0,5 90,4 7,16 0,5 69,705 3,009 0,420 0,007
54 1,1 0,6 89,6 7,05 0,66 66,541 2,982 0,423 0,010
55 2,1 0,2 105,8 6,67 0,42 56,351 3,521 0,528 0,007
56 1,3 0,3 82,5 6,47 0,39 51,433 2,746 0,424 0,008
57 1,2 0,3 70,7 6,65 0,36 55,846 2,353 0,354 0,006
58 1 0,3 69,9 6,65 0,3 55,846 2,327 0,350 0,005
59 0,9 0,3 68,3 6,6 0,27 54,595 2,273 0,344 0,005
60 0,9 0,3 64,6 6,43 0,27 50,484 2,150 0,334 0,005
61 0,8 0,3 66,5 6,49 0,24 51,911 2,213 0,341 0,005
62 0,9 0,3 71,3 6,56 0,27 53,609 2,373 0,362 0,005
63 0,8 0,3 67,5 6,58 0,24 54,101 2,247 0,341 0,004
64 0,9 0,35 72,4 6,58 0,315 54,101 2,410 0,366 0,006
65 0,9 0,3 66,1 6,53 0,27 52,877 2,200 0,337 0,005
66 0,9 0,3 66,7 6,52 0,27 52,634 2,220 0,340 0,005
67 0,8 0,3 67,8 6,56 0,24 53,609 2,257 0,344 0,004
68 0,8 0,3 65,7 6,44 0,24 50,720 2,187 0,340 0,005
69 0,8 0,35 65,5 6,35 0,28 48,623 2,180 0,343 0,006
70 0,8 0,3 62,6 6,17 0,24 44,605 2,084 0,338 0,005
71 0,7 0,3 60,9 6,4 0,21 49,781 2,027 0,317 0,004
72 0,8 0,3 61,6 6,72 0,24 57,628 2,050 0,305 0,004
73 0,8 0,3 67,9 6,74 0,24 58,144 2,260 0,335 0,004
74 0,8 0,3 65 6,47 0,24 51,433 2,163 0,334 0,005
52
Tabel 4.8 Data-data hasil perhitungan Tsr dan efisiensi pada variasi keempat (lanjutan).
No. V
(volt)
I
(ampere)
putaran
poros
(rpm)
kec
angin
(m/s)
Pout
(watt)
Pin
(watt)
u
(m/s) Tsr Cp
75 0,8 0,3 63,3 6,5 0,24 52,151 2,107 0,324 0,005
76 0,8 0,3 62,6 6,42 0,24 50,249 2,084 0,325 0,005
77 0,8 0,3 63,6 6,47 0,24 51,433 2,117 0,327 0,005
78 0,8 0,3 60,3 6,47 0,24 51,433 2,007 0,310 0,005
79 0,8 0,3 60,6 6,42 0,24 50,249 2,017 0,314 0,005
80 0,7 0,3 58,6 6,53 0,21 52,877 1,950 0,299 0,004
81 0,7 0,35 57,7 6,68 0,245 56,605 1,920 0,287 0,004
53
Gambar 4.1 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi pertama.
y = -0.118x2 + 0.196x - 0.052R² = 0.945
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200
Cp
Tsr
Grafik Cp vs Tsr variasi 1
54
Gambar 4.2 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi kedua.
y = -0.353x2 + 0.461x - 0.126R² = 0.905
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000
Cp
Tsr
Grafik Cp vs Tsr variasi 2
55
Gambar 4.3 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi ketiga.
y = -0.089x2 + 0.148x - 0.037R² = 0.902
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000
Cp
Tsr
Grafik Cp vs Tsr variasi 3
56
Gambar 4.4 Grafik Cp vs Tsr untuk variasi keempat.
y = -0.066x2 + 0.113x - 0.026R² = 0.900
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000
Cp
Tsr
Grafik Cp vs Tsr variasi 4
57
Gambar 4.5 Grafik Cp vs Tsr untuk keempat variasi.
0.000
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200
Cp
Tsr
Grafik Cp vs Tsr
variasi pertama variasi kedua variasi ketiga variasi keempat
58
4.2 Pembahasan
Pemecah angin digunakan untuk memecah angin yang terhisap melalui sela-sela sudu
kincir. Alat ini dipakai untuk mencari perbandingan data hasil pengukuran kincir. Pemecah
angin ini terbuat dari bahan sterofoam yang sangat ringan yang dipasang di bagian depan
kincir.
Dengan adanya pemecah angin diujung depan kincir maka memungkinkan angin
melewati bilah sudu dengan baik sehingga membantu dorongan awal dan melancarkan
hembusan angin yang masuk pada saat kincir berputar.
Setelah melakukan penelitian pada kincir angin ini didapatkan bahwa dengan pemakaian
pemecah angin, maka data yang diperoleh menunjukkan hasil yang lebih baik daripada data-
data yang diperoleh tidak dengan memakai pemecah angin. Hal ini dapat dilihat dalam Grafik
Cp vs Tsr diatas.
Pada grafik Cp vs Tsr dari hasil penelitian, diperoleh nilai Cp tertinggi adalah
0,034 pada Tsr 0,786. Hasil tersebut lebih kurang 1/6 dari nilai Cp tertinggi yang
terdapat dalam Diagram Betz. Jadi hasil Cp tertinggi dari hasil penelitian yang
dilakukan masih jauh dibandingkan dengan nilai Cp yang terdapat dalam Diagram
Betz. Hal ini disebabkan karena adanya rugi-rugi yang terdapat dalam kincir angin
maupun dalam transmisi yang digunakan sehingga data yang diperoleh kurang
maksimal. Namun demikian, data dari hasil penelitian tersebut tidak salah.
59
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dari penerapan dan penelitian terhadap Wind Energy Converter jenis American
Multiblade ini, maka dapat disimpulkan :
a) Kecepatan angin akan mempengaruhi kecepatan putaran kincir yang akan
menggerakkan puli karena puli berada dalam satu poros dengan kincir.
b) Kecepatan putaran pada puli akan mempengaruhi kecepatan putaran pada generator
karena puli dan generator dihubungkan dengan sabuk.
c) Hasil :
1. Pada variasi pertama, diperoleh Cp terbesar 0,046 dan Tsr 0,942.
2. Pada variasi kedua, diperoleh Cp terbesar 0,033 dan Tsr 0,745.
3. Pada variasi ketiga, diperoleh Cp terbesar 0,028 dan Tsr 0,635.
4. Pada variasi keempat, diperoleh Cp terbesar 0,026 dan Tsr 0,708.
d) Pemecah angin yang digunakan mempengaruhi data yang dihasilkan karena data
yang dihasilkan lebih baik dibanding dengan data yang diperoleh tidak dengan
menggunakan pemecah angin.
e) Rugi-rugi yang terdapat dalam kincir mempengaruhi data yang diperoleh dalam
penelitian.
60
5.2 Saran
Beberapa saran yang penting untuk peneliti yang ingin melanjutkan penelitian
pada bidang yang sejenis dengan penelitian ini atau yang ingin mengembangkan
penelitian ini :
a) Berat baling-baling atau sudu yang digunakan dalam penelitian ini terlalu besar
karena bahan kincir diambil dari bekas kipas radiator truk dimana pada kipas
tersebut terdapat bagian yang terbuat dari logam yaitu besi baja yang
mengakibatkan kincir menjadi berat sehingga putaran kincir kurang maksimal.
Akan lebih baik lagi jika pemilihan bahan kincir lebih diperhatikan pada berat dari
bahan yang akan digunakan.
b) Luas penampang pada kincir dan sudut divariasikan lagi, karena hal tersebut
mempengaruhi besarnya daya dan efisiensi.
c) Untuk mendapatkan daya maksimal pada kincir dibutuhkan kecepatan angin yang
lebih besar.
d) Gunakan transmisi yang memiliki efisiensi yang lebih baik agar rugi-rugi karena
gesekan lebih bisa diminimalisir.
61
DAFTAR PUSTAKA
Agusto, W. Ms., 1993, “Pengembangan Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Angin.”, Pusat
Teknologi Pembangunan ITB, Bandung.
Culp, Archie W., 1985, “Prinsip-Prinsip Konversi Energi.”, Terjemahan oleh Darwin
Sitompul, Erlangga, Bandung.
Ginting, Soeripno, J., 1993, “Pemasangan dan Uji Coba Pemanfaatan Kincir Angin Poros
Horisontal.”, Lembaga Fisika Nasional LIPI, Bandung.
Hidayat, S., 2005, “Turbin Skala Kecil.”, ITB, Bandung.
Kadir A., 1987, “Energi Angin.“, UI-Pres. 243-257
http://www.scribd.com/doc/13885905/The-Effect-of-Blade-Shaps-of-Vertical-Wind-Turbine
http://www.scribd.com/doc/16577921/4676812-Kincir-Angin-Untuk-Stasiun-Pengisian-
Listrik
http://dbm.djmbp.esdm.go.id/old/portaldpmb/modules/_news/news_detail.php?_id=2161&_c
id=4
http://www.scribd.com/doc/23628350/Konversi-Energi-Angin
http://www.scribd.com/doc/6949728/Wind-Turbine
http://id.wikipedia.org/wiki/turbin_angin