pembuatan penumpu turbin angin helix 45 watt · pdf filebuat makalah seminar ... dimensi...
Post on 05-Feb-2018
219 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PEMBUATAN PENUMPU
TURBIN ANGIN HELIX 45 WATT
JENIS ROOFTOP
SKRIPSI
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
PUJA KHARISMA
07510033
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2012
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAN PENUMPU TURBIN ANGIN TIPE
HELIX 45 WATT JENIS ROOFTOP
SKRIPSI
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1)
Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
PUJA KHARISMA
07510033
Telah diperiksa, disetujui, dan disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir. Trihono Sewoyo, MT) (Ir. Herry Supriyanto , MT)
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM
( Ir. Mulyono, MT )
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR (SKRIPSI)
NAMA : Puja kharisma
NIM : 07510033
DOSEN PEMBIMBING I : Trihono Sewoyo, Ir. MT.
DOSEN PEMBIMBING II : Herry Suprianto, Ir. MT.
JUDUL TUGAS AKHIR : Pembuatan Penumpu Turbin Angin Tipe Helix
45 Watt Jenis Rooftop
No Catatan asistensi Paraf Pembimbing I Paraf Pembimbing II
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Persetujuan Judul TA
Konsultasi BAB I
Pembahasan Fokus pada
permasalahan
ACC BAB I
Konsultasi BAB II
Cek kembali data
ACC BAB II
Konsultasi BAB III
Konsep Perancangan
ACC BAB III
Lanjutkan ke
pembahasan
Konsultasi BAB IV
Cek kembali perhitungan
batang
ACC BAB IV
Konsultasi BAB V
Saran di perbaiki
ACC BAB V
Buat makalah seminar
Malang , Februari 2012
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir.Trihono Sewoyo, MT.) (Ir.Herry Suprianto, MT.)
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Puja Kharisma
Nim : 07510033
Tempat / Tanggal Lahir : Praya, 27 Agustus 1989
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
1. Tugas Akhir dengan Judul :
“Pembuatan penumpu turbin angin tipe helix 45 watt jenis rooftop “
Adalah hasil karya saya, dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat
karya ilmiah yang pernah diiajukan oleh orang lain untuk memperoleh
gelar akademik disuatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik
sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam
naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.
2. Apabila ternyata didalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat
unsur-unsur “PLAGIASI”, saya bersedia “TUGAS AKHIR INI
DIGUGURKAN” dan “GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA
PEROLEH DIBATALKAN”, serta diproses sesuai ketentuan yang
berlaku.
3. Tugas Akhir ini dijadikan sumber pustaka yang merupakan “ HAK
BEBAS ROYALTY NON EKSLUSIF”
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, Februari 2012
Dengan Hormat,
Puja Kharisma
“PEMBUATAN PENUMPU TURBIN ANGIN TIPE HELIX 45
WATT JENIS ROOFTOP”
Oleh : Puja Kharisma
Email : Puja_kharisma@yahoo.com
Pembimbing I : Ir.Trihono Sewoyo,MT, Pembimbing II : Ir.Herry Supriyanto, MT
Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
ABSTRAKSI
Penumpu turbin angin jenis Rooftof dengan 4 kaki didesain untuk Turbin Angin Sumbu
Vrtikal Tipe Helik dengan daya 45 watt. Berdasarkan data dari perancangan turbin angin tipe helix
sebelumnya, rooftop didesain dengan memilih pipa besi dengan diameter 60 mm dengan
pertimbangan rooftop ini dapat dibuat dan bahan mudah untuk didapat serta lebih ringan dari
penumpu turbin angin yang ada dipasaran. rooftop dipasang dengan alas permukaan yang di cor
seperti atap gedung, atap rumah atau bahkan halaman rumah.
Pengumpulan data dari turbin angin tipe helix yang diperlukan : tinggi, diameter serta
berat turbin angin ; perancangan desain meliputi : dimensi rooftop, kekuatan dan keamanan bahan ;
pemilihan komponen meliputi : pipa besi, plat dan bantalan.
Penumpu turbin angin jenis rooftop yang memilki 4 kaki didesain untuk memperkuat
berdirinya turbin angin saat terkena angin, rooftop juga didesain untuk mempermudah pengguna
karena tidak memerlukan orang terlalu banyak dalam perakitan dan tidak memerlukan lahan
terlalu luas untuk rooftop bahkan mempermudah dalam hal pengangkutan. Dalam pembuatannya
beberapa asumsi digunakan untuk merancang penumpu jenis rooftop, karena keterbatasan data.
Tidak hanya untuk turbin, pembuatan rooftop juga mendesain tempat generator dengan tipe fluksi
aksial 3 fasa (AFPMG – Axial Flux Permanent Magnet Generator). Generator ini sesuai dengan
turbin angin tipe helix karena memiliki poros utama yang dapat dihubungkan langsung dengan
poros utama turbin angin yang dengan baut dan mur, sehingga menghilangkan kerugian akibat
tranmisi.
Kata kunci: Rooftop, Penumpu Turbin Angin, TASV, Helix
“PRODUCTION FULCRUM TURBIN TYPE HELIX WIND
OF 45 WATT ROOFTOP”
By : Puja Kharisma
Email : Puja_kharisma@yahoo.com
Advisor I : Ir.Trihono Sewoyo,MT, Advisor II : Ir.Herry Supryanto, MT
Faculty of Engineering Department of Mechanical Engineering University of Muhammadiyah
Malang
Tlogomas roadway Number. 246 phone . (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
ABSTRACT
Leverage wind turbine types Rooftof with 4 feet designed for Axis Wind Turbine Type
Vrtikal Helik with 45 watts of power. Based on data from the design of wind turbine helix type
previously, rooftop designed by choosing an iron pipe with a diameter of 60 mm with a
consideration of this rooftop and materials can be made easier to obtain and lighter than the
fulcrum of wind turbines in the market. rooftop mounted to the base surface in the cast such as the
roof of the building, the roof of a house or even the home page.
The collection of data from wind turbine helix type required: height, diameter and weight
of the wind turbines; design planning include: rooftop dimensions, strength and material security;
selection of components including: an iron pipe, plate and bearing.
Fulcrum type of rooftop wind turbines that have 4 legs are designed to strengthen the
establishment of wind turbines when exposed to wind, rooftop also designed to simplify the user
because it does not require too many people in the assembly and does not require a land too large
for the rooftop even easier in terms of transportation. In its design some of the assumptions used to
design the fulcrum type of rooftop, because of data limitations. Not only for the turbine, rooftop
design also design a generator with axial flux type 3 phase (AFPMG - Axial Flux Permanent
Magnet Generator). These generators correspond to the type of helix wind turbine because it has a
main shaft that can be connected directly to the main axis wind turbine with a bolt and nut, thereby
eliminating transmission losses.
Keywords: Rooftop, Leverage Wind Turbine, TAVS, Helix
KATA PENGANTAR
Assalammu’alaikum Wr. Wb.
Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang senantiasa memberikan
rahmat serta hidayah-Nya kepada kita semua. Sholawat serta salam selalu
tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW. Dengan rahmat dari Allah
S.W.T penulisan dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul "PENUMPU
TURBIN ANGIN TIPE HELIX 45 WATT JENIS ROOFTOP." Dengan baik dan
sesuai dengan yang diharapkan..
Dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini, banyak pihak yang telah
membantu,baik secara materi, moral, maupun spiritual. Untuk itu, pada
kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih dan hormat yang sebesar-
besarnya kepada :
1. Ayahku “ Lalu Ahmad Junadi” Dan Ibuku “Rahma”yang telah memberi
bantuan doa,material dan semangat.
2. Bapak Ir. Trihono Sewoyo, MT selaku pembimbing satu yang telah memberi
bantuan dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir
ini.Tidak lupa permintaan maaf saya apabila telah mengecewakan dalam
bimbingan dan ujian tugas akhir. Semoga Allah SWT membalas semua
amalan dan memberinya kesehatan lahir dan batin agar terus mendidik para
penerus bangsa, amin…
3. Bapak Ir.Herry Supriyanto, MT selaku pembimbing dua yang yang telah
Membimbing dengan sabar,memberi banyak masukan yang dapat mendukung
terselesaikannya tugas akhir ini.
4. Bpk. Ir. Mulyono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM.
5. Ibu. Rr.Heni Hendaryati ,Dra.MT. selaku dosen wali Teknik Mesin kelas A
angkatan 2007.
6. Buat Mbah google yang selalu memberikan banyak pertolongan .
7. Buat kaka tingkat angkatan 2006/2005 trimasih banyak atas saran-saran dan
informasinya .
8. Teman-teman yang banyak membantu di tempat kost ataupun di kampus dan
teman satu perjuangan angkatan 2007 yang tak bisa penulis sebut satu persatu.
9. Teman –teman di lab CNC (anak -anak angkatan 2007/2006) terima kasih atas
bantuannya. Kesempurnaan mutlak hanya milik Allah SWT, inilah karya
terbaik yang dapat penulis persembahkan, namun demikian tentunya
penyusunan Tugas Akhir ini terdapat ketidaksempurnaan sehingga kami
mengharapkan kritik saran yang konstruktif untuk perbaikan agar menjadi
lebih baik. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat dan berguna bagi para
pembaca.
Malang, Januari 2012
Penulis,
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL………………………………………………………………..i
LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………..ii
LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI………………………………….……iii
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT…………………….iv
ABSTRAKSI INDONESIA…………………………………………………….v
ABSTRAKSI INGGRIS………………………………………………………..vi
KATA PENGANTAR………………………………………………………….vii
DAFTAR ISI…………………………………………………………………..viii
DAFTAR TABEL……………………………………………………………....ix
DAFTAR GAMBAR. ………………………………………………………..…x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang………………………………………………….1
1.2 Rumusan Masalah………………………………………………2
1.3 Tujuan Penelitian……………………………………………….2
1.4 Manfaat Penulisan……………………………………………...3
1.5 Batasan Masalah………………………………………………..3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Umum Penumpu Turbin Angin…………………….5
2.2 Kecepatan Angin………………………………………………..6
2.2.1 Bentuk Permukaan Bumi………………………………....6
2.2.2 Tinggi Dari Permukaan Tanah…………………………....7
2.3 Kekuatan Angin………………………………………………...7
2.4 Daya Angin Total…………………………………………….…8
2.5 Turbin Angin…………………………………………………..10
2.5.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) ……………...11
2.5.2 Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) ………………...12
2.5.3 Berdasarkan Kapasitas Pembangkitan Listriknya……….14
2.6 Perbedaan Penumpu Jenis Rooftop Dengan Tower………...…15
2.7 Pemilihan Penumpu Jenis Rooftop…………………………....16
2.8 Bahan Penumpu Turbin Angin Jenis Rooftop………………...19
2.8.1 Pipa……………………………………………………...20
2.8.2 Bantalan (Bearing)……………………………………....21
2.8.3 Flange…………………………………………………....23
BAB III KONSEP PERANCANGAN
3.1 Gambar Umum Penumpu Turbin Angin Jenis Rooftop………26
3.2 Daftar Persyaratan……………………………………………..27
3.3 Ukuran Dasar Rooftop………………………………………...29
3.4 Perumusan Desain Penumpu Turbin Angin Jenis Rooftop.......30
3.4.1 Badan utama Rooftop……………………………….......31
3.4.2 Meja panyangga………………………………………...32
3.5 Komponen-Komponen rooftop……………………………......32
3.5.1 Pipa besi….…………………………………………......32
3.5.2 Tangan rooftop………………………………………….33
3.5.3 Fitting…………………………………………………...33
3.5.4 Alas Meja penyangga…………………………………...34
3.5.5 kaki-kaki roftop…………………………………………34
3.5.6 Pipa Sambungan………………………………………...35
3.6 Diagram Alir Proses Perancangan dan Pembuatan……….......37
BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBUATAN PENUMPU TURBIN
ANGIN HELIX JENIS ROOFTOP
4.1 Data Blade……………………………………………………..38
4.2 Data Perencanaan………………………………………….......39
4.3 Gaya Yang Berkerja Pada Rooftop……………………………40
4.4 Perancangan Pipa Rooftop…………………………………….43
4.4.1 Momen Inersia…………………………………………..43
4.4.2 Tegangan ijin…………………………………………....44
4.4.3 Reaksi Tumpuan Pada Tangan Rooftop………………..45
4.4.4 Tegangan Geser Pada Rooftop………………………….48
4.4.5 Perbebanan Bending Tiang Rooftop……………………51
4.5 Umur Bantalan………………………………………………..52
4.6 Pengaruh Tekanan Angin Dengan Program Bantuan
Komputer……………………………………………………...55
4.7 Pembuatan Tiang Penyangga Rooftop………………………...59
4.7.1 Pemotongan Pipa Tiang dan Kaki Rooftop……………..59
4.7.2 Pengeboran Flange……………………………………...60
4.7.3 Pembuatan meja penyangga…………………………….60
4.7.4 Pemilihan bantalan……………………………………...61
4.7.5 Proses pengelasan……………………………………….62
4.7.6 Proses penyambungan pipa tiang bagian atas…………..63
4.7.7 Proses Pengelasan Sambungan Flange Penahan tiang….64
4.7.8 Peroses Pengecatan……………………………………...65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan…………………………………...……………….67
5.2 Saran…………………………………………………………..68
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
GAMBAR DESAIN
CURRICULUM VITAE
NASKAH PUBLIKASI
POSTER
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2.1. Kecepatan Dan Fenomena Angin…………………….………………………..8
3.1 Daftar Persyaratan (Requirement List)………………………………………..28
4.1 Karakteristik dinamika beban bantalan………………………………….……53
4.2 Basic Capacities in kg…………………………………………………………...54
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1.Anemometer ………………………………………………………………..........…6
2.2 Aliran angin pada permukaan bumi ….……………………………...……...........6
2.3 Grafik hubungan antara kecepatan ujung, tipe sudu dan koefisien kincir
angin…....................................................................................................................9
2.4 Turbin Angin Sumbu Horisontal…………………………………………….........11
2.5. Turbin Angin Sumbu Vertikal.........................................................................13
2.6. Perbandingan arah angin yang diterima TASH dan TASV……………………........…13
2.7 windaus-carbon-fiber-three-blade-helix-turbine.rooftop………………………….........16
2.8 CTturbine VH Model roof top wind turbine……………………………………….......…17
2.9 windaus-100-foot-vertical-wind-turbine-.rooftop………………………………….....…17
2.10 turbin angin helix jenis rooftop………………………………………………………......18
2.11 penumpu turbin angin jenis rooftop………………………………………………......…19
2.12 bantalan glinding roll dan tapper bearing………………………………………….......21
2.13 Blind Flange…………………………………………………………………......………….23
2.14 Lap Joint Flange……………………………………………………………….......……….24
2.15 Slip-On Flange…………………………………………………………………….......……24
2.16 Socket Flange………………………………………………………………………….........24
2.17 Threaded Flange………………………………………………………………………........25
2.18 Weld Neck Flange…………………………………………………….....…………………25
3.1 Turbin angin tipe helix, generator dan rooftop..............................................26
3.2 tinggi dan lebar blade……………………………………………………………...30
3.3 Badan utama rooftop………………………………………………….....…………31
3.4 Meja Penyangga………………………………………………………………….…32
3.5 Tangan Rofftop……………………………………………………………………...33
3.6. Fitting……………………………………………………………………………….34
3.7 Alas Meja Penyangga………………………………………………………...……34
3.8 Kaki rooftop……………………………………………………………………….....35
3.9 Flange sambungan…………………………………………………………….....…36
3.10 Diagram alir perancangan penumpu turbin angin tipe helih jenis roofto…37
4.1 Turbin angin helix 2 sudu……………………………………………………….....38
4.2 Tinggi rooftop……………………………………………………………….....……39
4.3 panjang tangan rooftop……………………………………………………....….…39
4.4 Blade helix ketika terkena beban angin……………………………………….….41
4.5 Gaya akibat beban blade pada rooftop……………………………………….….42
4.6 Momen Inersia pada pipa berdinding tipis……………………………………...43
4.7 Reaksi tumpuan pada tangan rooftop………………………….……………...…45
4.8 Tegangan geser pada rooftop…………………………………………………......49
4.9 Tegangan bending tiang rooftop…………………………………....…………….51
4.10 Simulasi tekanan angin pada pipa tangan penumpu…………………….……56
4.11 . Simulasi tekanan angin pada tiang penumpu………………………....……..56
4.12 Simulasi tekanan angin pada pipa tangan penumpu…………………….……57
4.13 simulsi keseluruhan rooftop dengan Program Ansys……………….………..58
4.14 Proses pemotongan pipa…………………………………………….……………59
4.15 Proses pengeboran plat flang dan Hasil pemotongan……………….…….….60
4.16 Meja penyangga di potong menyeruapai huru T……………………….….…..61
4.17 Bantalan jenis gelinding roll dan jenis tapper bearing………………….……62
4.18 Proses pengelasan pipa tiang dan kaki pada meja penyangga……………...63
4.19 Hasil pengelasan kaki dengan meja penyangga…………………………….…63
4.20 Proses penyambungan pipa tiang bagian atas……………………….………..64
4.21 Proses penyambungan pipa tiang bagian atas…………………………….…..64
4.22 proses pengecatan………………………………………………………………...65
4.23 Proses perakitan tiang rooftop…………………………………………..……….65
4.24 Hasil perakitan tiang rooftop dengan turbin helix………..…………………..66
4.25 Hasil perakitan rooftop tanpa generator……………………...…………….….66
DAFTAR PUSTAKA
1. Adam. Ferry, dkk“Perancangan, Pembuatan Dan Pengujian Turbin Angin
Tipe Helix Sebagai Lampu Penerangan Jalan” 2010.
2. Daryanto, Drs. (2000), Teknik Pekerjaan Pipa, Jakarta.,(2008)
3. Khurmi R.S “A Textbook Of Machine Desain” New Delhi 2005
4. Modul Praktikum ANSYS UMM, 2007.
5. Popov, E.P. “Mekanika Teknik (Mechanics of Material)”, Erlangga,
Jakarta. 1996.
6. Ramdani. “Analisa Tower Jenis Guyed Tilt Up Pada Turbin Angin Sumbu
Vertikal Sudu Tipe Helix Dengan Program Berbasis F.E.M” 2011.
7. Timoshenko & Gere, “ Mekanika Bahan “, Edisi 2, Erlangga, Jakarta,
1996.
8. (http://www.energy.iastate.edu,Iowa Energy Center, 2008)
9. (http://www.rise.org.au, 2008).
10. (http://www.Wikipedia, The free encyclopedia, 2010)
11. (http://www.aerostellar.quasar.co.id/php/perkiraan-kecepatan-angin)
12. (http://www.google.com/Betz limit)
13. (http://id.wikipedia.org/wiki/Kincir_angin, 2008).
14. (http://www.aerolapan.com)
15. (http://www.helixwind.com).
16. (http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin)
17. (http;//www.helixwindturbinenergy.com)
18. (http;//www.ctturbin.com)
19. (http;//www.helixwindturbinenergy.com)
20. (http;//www.wikimedia.com)
21. (http://www.windcube.com)
22. (http://www.scribd.com)
top related