kincir angin poros vertikal

i

UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN POROS VERTIKAL DENGAN

EMPAT SUDU YANG MEMBUKA DAN MENUTUP SECARA

OTOMATIS DENGAN VARIASI DIAMETER

Tugas Akhir

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

Stefanus Andryanto Eko Prabowo

NIM: 095214071

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

ii

PERFORMANCE WINDMILL MODEL WITH FOUR BLADES THAT

OPEN AND CLOSE AUTOMATICALLY

WITH VARIATIONS IN DIAMETER

Final Project

Presented as fulfillment of the Requirements

To obtain the Sarjana Teknik Degree in

Mechanical Engineering Study Programme

By:

Stefanus Andryanto Eko Prabowo

Student Number: 095214071

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMME

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2011

iii

UNJUK KERJA MODEL KINCIR POROS VERTIKAL DENGAN EMPAT

SUDU YANG MEMBUKA DAN MENUTUP SECARA OTOMATIS

DENGAN VARIASI DIAMETER

Disusun oleh:

Nama: Stefanus Andryanto E P

NIM: 095214070

Telah Disetujui Oleh:

Pembimbing Utama:

Ir. Rines, M.T.

iv

TUGAS AKHIR

UNJUK KERJA MODEL KINCIR ANGIN POROS VERTIKAL DENGAN

EMPAT SUDU YANG MEMBUKA DAN MENUTUP SECARA

OTOMATIS DENGAN VARIASI DIAMETER

Dipersiapkan dan disusun oleh:

S. Andryanto Eko P

NIM: 095214071

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

pada tanggal 11 Februari 2011

Susunan Dewan Penguji:

Nama Lengkap Tanda tangan

Ketua : D Doddy Purwadianto, S.T., M.T ……………

Sekretaris : Ir. Yohanes Baptista Lukiyanto, M.T. ……………

Anggota : Ir. Rines, M.T. ...…………

Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta, 23 Februari 2011

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Dekan

(Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T.)

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir yang saya

tulis ini, tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah

disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Surakarta, 09 Februari 2011

Penulis

Stefanus Andryanto E P

vii

INTISARI

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan mencari torsi, daya kincir,

koefisien daya dan tip speed ratio (tsr) pada model kincir angin poros vertikal

dengan empat sudu yang membuka dan menutup secara otomatis.

Ukuran diameter kincir dibuat dengan dua variasi, yaitu 70 cm dan 100

cm. Sedangkan ukuran lebar sudu model kincir angin sebesar 40 cm saat

membuka maksimal. Untuk mengukur dan mengetahui torsi, daya kincir,

koefisien daya dan tip speed ratio, kincir dihubungkan ke generator yang

tersambung ke rangkaian lampu yang berfungsi sebagai variasi beban. Besarnya

beban pengimbang torsi diukur dengan neraca pegas, tachometer berfungsi untuk

mengukur besarnya putaran poros kincir, sedangkan untuk mengukur kecepatan

angin menggunakan anemometer.

Daya kincir maksimal sebesar 3,8 watt didapatkan pada kincir dengan

diameter 100 cm saat kecepatan angin 6,71 m/s dan menghasilkan torsi sebesar

0,69 Nm. Sedangkan koefisien daya maksimal juga didapatkan dari kincir dengan

diameter 100 cm sebesar 5,24 % saat tsr sebesar 0,41.

Kata kunci: torsi, daya kincir, koefisien daya, tip speed ratio

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan

karuniaNya, sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Tugas Akhir ini

sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana S-1 untuk program

studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Judul dari Tugas Akhir ini adalah “Unjuk Kerja Model Kincir Angin Poros

Vertikal Dengan Empat Sudu yang Membuka dan Menutup Secara Otomatis

Dengan Variasi Diameter”.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini karena adanya bantuan dan

dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin berterima kasih

kepada:

1. Rm Andreas Sugijopranoto SJ, Direktur utama ATMI Surakarta.

2. Rm JB Clay Pareira SJ, Pudir 2 ATMI Surakarta.

3. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi.

Universitas Sanata Dharma.

4. Budi Sugiharto, S.T, M.T., Ketua Program Studi Teknik Mesin.

5. Ir. Rines, M.T., Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

6. Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing penulis

selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

7. Kepala Laboratorium dan Laboran Jurusan Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma.

8. Semua rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin.

ix

9. Semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini yang

tidak mungkin disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa naskah ini jauh dari sempurna, maka segala kritik

dan saran yang membangun akan penulis terima.

Semoga naskah Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi mahasiswa Teknik

Mesin dan pembaca lainnya. Penulis juga memohon maaf jika ada penulisan

dalam naskah ini yang salah, terima kasih.

Surakarta, 9 Februari 2011

x

DAFTAR ISI

Halaman Judul ........................................................................................................ i

Title Page .............................................................................................................. ii

Halaman Pengesahan ........................................................................................... iii

Daftar Dewan Penguji ........................................................................................... iv

Pernyataan Keaslian Karya .................................................................................... v

Lembar Pernyataan Persetujuan Publikasi Karya Ilmiah ...................................... vi

Intisari ................................................................................................................. vii

Kata Pengantar ................................................................................................... viii

Daftar Isi ................................................................................................................. x

Daftar Gambar ..................................................................................................... xii

Daftar Tabel ....................................................................................................... xiv

Bab I ........................................................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 2

1.4 Tujuan Tugas Akhir .................................................................................. 2

1.5 Manfaat Tugas Akhir ................................................................................ 3

Bab II ...................................................................................................................... 4

2.1 Konsep Dasar Angin ................................................................................. 4

2.2 Kincir Angin ............................................................................................. 5

xi

2.3 Gaya Drag dan Lift ................................................................................... 7

2.4 Rumus Perhitungan ................................................................................... 7

Bab III .................................................................................................................. 12

3.1 Peralatan dan Bahan ............................................................................... 12

3.2 Variabel Penelian .................................................................................... 18

3.3 Variabel yang Diukur ............................................................................. 18

3.4 Parameter yang Dihitung ........................................................................ 19

3.5 Langkah Penelitian ................................................................................. 20

Bab IV .................................................................................................................. 22

4.1 Data Penelitian ....................................................................................... 22

4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan ......................................................... 25

4.3 Hasil dan Pembahasan ........................................................................... 30

4.4 Pembahasan ........................................................................................... 42

Bab V .................................................................................................................... 44

5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 44

5.2 Saran ..................................................................................................... 45

Daftar Pustaka ........................................................................................................ 46

Lampiran ................................................................................................................ 47

Gambar Kerja ........................................................................................................ 58

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Peta potensi angin Indonesia .............................................................. 5

Gambar 2.2. Kincir angin poros vertikal ................................................................. 6

Gambar 3.1. Kincir angin ...................................................................................... 12

Gambar 3.2. Handle shaft...................................................................................... 13

Gambar 3.3. Blade................................................................................................. 13

Gambar 3.4. Support ............................................................................................. 14

Gambar 3.5. Wind tunnel ...................................................................................... 15

Gambar 3.6. Fan blower ........................................................................................ 15

Gambar 3.7. Anemometer ..................................................................................... 16

Gambar 3.8. Stopwatch ......................................................................................... 16

Gambar 3.9. Neraca pegas .................................................................................... 16

Gambar 3.10. Rangakian beban lampu ................................................................. 17

Gambar 3.11. Generator ........................................................................................ 17

Gambar 3.12. Tachometer ..................................................................................... 18

Gambar 3.13. Pengambilan data torsi ................................................................... 19

Gambar 3.14. Setting anemometer ........................................................................ 17

Gambar 4.1. Grafik Betz limit................................................................................ 31

Gambar 4.2. Grafik hubungan F.n/(ρ.v2) terhadap n/v, untuk diameter kincir

70 cm ..................................................................................................................... 34

Gambar 4.3. Grafik hubungan F.n/(ρ.v2) terhadap n/v, untuk diameter kincir

100 cm ................................................................................................................... 34

xiii

Gambar 4.4. Grafik hubungan antara 𝐶p terhadap tsr untuk 2 model kincir ........ 40

Gambar 4.5. Grafik hubungan antara putaran poros- torsi- daya kincir, untuk

diameter kincir 70 cm............................................................................................ 42


diameter kincir 100 cm.......................................................................................... 42

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil pengujian kincir dengan diameter 70 cm ............................. 23

Tabel 4.2 Data hasil pengujian kincir dengan diameter 100 cm ........................... 24

Tabel 4.3 Perhitungan F/(ρxv2) dan n/v kincir angin diameter 70 cm .................. 35

Tabel 4.4 Perhitungan F/(ρxv2) dan n/v kincir angin diameter 100 cm ................ 36

Tabel L1. Data perhitungan hubungan F/(ρxv2) terhadap n/v kincir model dengan

diameter 70 cm ...................................................................................................... 48


diameter 100 cm .................................................................................................... 50

Tabel L3. Data perhitungan torsi dan daya kincir dengan diameter 70 cm, saat

kecepatan angin 6,84 m/s ...................................................................................... 52















xv



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH

Energi fosil khususnya minyak bumi dan batu bara adalah sumber energi

utama dan sumber devisa negara. Salah satu penggunaannya adalah sebagai

pembangkit listrik. Energi Fosil merupakan energi yang tidak terbarukan (non

renewable energy). Dimana cadangan energi fosil Indonesia jumlahnya tidak tak

terbatas, yang akan habis pada suatu saat nanti. Padahal kebutuhan energi terus

meningkat sejalan pertumbuhan ekonomi dan penduduk. Pemakaian energi fosil

juga akan menyebabkan pemanasan global akibat sisa pembakarannya yang

berupa gas CO dan CO2.

Maka perlu adanya energi alternative yang terbarukan (renewable energy)

dan ramah lingkungan sebagai sumber energi baru. Dari beberapa energi yang

terbarukan, salah satunya adalah energi angin.

Pemanfaatan tenaga angin di Indonesia belum begitu optimal, walaupun di

beberapa daerah sudah mampu memanfaatkan tenaga angin sebagai pembangkit

listrik, penggerak pompa, namun penerapannya belum bisa dibilang efektif. Maka

diperlukan sebuah mekanisme untuk merubah energi angin menjadi energi yang

tepat guna, salah satunya adalah listrik. Kincir angin adalah salah satu mekanisme

yang dapat digunakan untuk mengubah energi angin menjadi energi listrik.

Tugas Akhir ini merupakan unjuk kerja kincir angin poros vertikal dengan

4 sudu yang membuka dan menutup secara otomatis dengan variasi diameter.

2

Desain kincir angin dibuat sesederhana mungkin agar nanti setiap orang dapat

mengaplikasikan Tugas Akhir ini.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Dalam tugas akhir ini kincir model di uji di dalam terowongan angin yang

tersedia di Universitas Sanata Dharma. Dalam proses uji tersebut diharapakan

dapat memperoleh data yang dihasilkan dari unjuk kerja kincir 4 sudu dengan

variasi diameter.

1.3 BATASAN MASALAH

Untuk memfokuskan pembahasan, maka dalam tugas akhir ini diberi

batasan masalah sebagai berikut :

1. Kincir model yang digunakan adalah kincir poros vertikal dengan 4 sudu

yang membuka dan menutup secara otomatis.

2. Diameter maksimal kincir adalah 1 meter, menyesuaikan dengan lebar

terowongan angin Universitas Sanata Dharma.

3. Jumlah sudu kincir adalah empat.

4. Variasi dilakukan pada diameter 70 cm dan 100 cm.

1.4 TUJUAN TUGAS AKHIR

Tujuan dari tugas akhir ini adalah:

1. Membuat kincir angin tipe poros vertikal 4 sudu yang membuka dan

menutup secara otomatis dengan variasi diameter.

2. Menentukan hubungan antara daya kincir dan torsi dinamis untuk variasi

kecepatan antara 5 m/s sampai dengan 7 m/s untuk 2 variasi diameter

kincir.

3

3. Menentukan hubungan antara koefisien daya (power coefficient) dan tsr

untuk tiga variasi diameter kincir.

1.5 MANFAAT TUGAS AKHIR

Adapun manfaat dari tugas ini adalah:

1. Pengembangan teknologi tepat guna.

2. Dapat membantu masyarakat terutama di daerah pedesaan untuk

pemberdayaan teknologi tepat guna.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Konsep Dasar Angin.

Angin adalah udara yang bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan

juga karena adanya perbedaan tekanan udara di sekitarnya. Angin bergerak dari

tempat bertekanan udara tinggi ke bertekanan udara rendah.

Kecepatan angin dipengaruhi oleh beberapa hal, diantaranya letak tempat

dimana kecepatan angin di dekat khatulistiwa lebih cepat dari yang jauh dari garis

khatulistiwa. Semakin tinggi tempat, semakin kencang pula angin yang bertiup,

hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menghambat laju udara. Di

permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya

memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempat, gaya gesekan

ini semakin kecil.

Arah angin ditunjukan oleh arah dari mana angin berasal. Misalnya, angin

utara bertiup dari utara ke selatan. Di bandara, windsocks digunakan untuk

menunjukkan arah angin, tetapi juga dapat digunakan untuk memperkirakan

kecepatan angin dengan sudut gantungnya. Kecepatan angin biasanya diukur

dengan anemometer.

http://id.wikipedia.org/wiki/Khatulistiwa

5

Indonesia seperti kebanyakan negara tropis, memiliki potensi angin yang

rendah. Dari Gambar 2.1 dapat dilihat bahwa potensi angin terbesar di Indonesia

terletak di kepulauan Sumba, Sumbawa, Lombok dan Bali, yaitu sebesar 4,6 – 6

m/s.

2.2 Kincir Angin.

Kincir angin adalah sebuah mesin yang digerakkan oleh tenaga angin

untuk menumbuk biji-bijian. Kincir angin juga digunakan untuk memompa air

untuk mengairi sawah. Kincir angin juga dapat digunakan untuk menghasilkan

energi listrik, disebut juga dengan turbin angin. (sumber:

http://id.wikipedia.org/wiki/Kincir_angin)

Berdasarkan posisi porosnya, kincir angin dibagi menjadi 2 yaitu kincir

angin poros horizontal dan kincir angin poros vertikal. Sedangkan tugas akhir ini

adalah pengembangan dari kincir angin poros vertikal.

Gambar2.1 Peta potensi angin Indonesia (sumber: konversi.wordpress.com,

6 November 2008)

http://id.wikipedia.org/wiki/Kincir_angin

konversi.wordpress.com

6

Kincir angin poros vertikal seperti pada Gambar 2.2 memiliki keunggulan

diantaranya tidak harus mengubah posisinya jika arah angin berubah, kincir angin

poros vertikal juga memiliki kecepatan awal yang lebih rendah dibandingkan

dengan kincir angin poros horizontal, sehingga cocok untuk digunakan untuk

daerah yang memiliki potensi angin yang rendah seperti Indonesia. Namun kincir

angin poros vertikal juga memiliki beberapa kelemahan, diantaranya kebanyakan

kincir angin jenis ini membutuhkan energi awalan untuk mulai berputar. (sumber:

http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin).

Gambar 2.2 Kincir angin poros vertikal

(sumber : howtobuildwindgenerator.blogspot.com)

http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin

howtobuildwindgenerator.blogspot.com

7

2.3 Gaya Drag dan Lift.

Dalam dinamika fluida, gaya hambat (yang kadang-kadang disebut

hambatan fluida atau hambatan seret) adalah gaya yang menghambat pergerakan

sebuah benda padat melalui sebuah fluida (cairan atau gas). Bentuk gaya hambat

yang paling umum tersusun dari sejumlah gaya gesek, yang bertindak sejajar

dengan permukaan benda, plus gaya tekanan, yang bertindak dalam arah tegak

lurus dengan permukaan benda. (sumber: http:// id.wikipedia. org/

wiki/Gaya_hambat)

Sedangkan gaya lift (gaya angkat) banyak dibahas di teknologi pesawat

terbang. Dalam teknologi pesawat terbang, gaya lift didapatkan dari desain sayap

pesawat terbang yang menyebabkan tekanan udara yang berada di bawah

permukaan sayap lebih besar daripada tekanan udara di atas permukaan sayap.

2.4 Rumus Perhitungan.

Berikut ini adalah beberapa rumus perhitungan yang mendukung analisa

unjuk kerja kincir angin

2.4.1 Energi angin.

Energi yang terdapat pada angin merupakan energi kinetik, sehingga dapat

dirumuskan sebagai berikut

𝐸𝑘 = 0,5.𝑚. 𝑣2 (1)

http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_hambat

http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_hambat

8

yang dalam hal ini:

𝐸𝑘 : Energi kinetic, Joule

𝑚 : massa udara, kg

𝑣 : kecepatan angin, m/s

Sedangkan daya adalah energi per satuan waktu, maka dari persamaan (1)

dapat dituliskan:

𝑃𝑎 = 0,5.𝑚 . 𝑣2 (2)

yang dalam hal ini:

𝑃𝑎 : daya angin, watt

𝑚 : massa udara yang mengalir dalam waktu tertentu, kg/s

𝜌 : massa jenis udara, kg/m3

dimana:

𝑚 = 𝜌.𝐴.𝑣 (3)

yang dalam hal ini:

𝐴 : luas penampang melintang arus angin yang ditangkap oleh kincir, m2

Dengan menggunakan persamaan (3), maka daya angin (𝑃𝑎 ) dapat

dirumuskan menjadi:

𝑃𝑎 = 0,5. 𝜌.𝐴.𝑣 .𝑣2, disederhanakan menjadi:

𝑃𝑎 = 0,5. 𝜌.𝐴. 𝑣3 (4)

9

Bila diasumsikan besarnya massa jenis udara (𝜌) adalah 1,2 kg/m3, maka

dari persamaan (4) dapat disederhanakan menjadi:

𝑃𝑎 = 0,6.𝐴. 𝑣3 (5)

2.4.2 Perhitungan torsi dan daya.

Salah satu tujuan dari tugas akhir ini adalah menentukan hubungan antara

daya kincir dan torsi dinamis.

2.4.2.1 Torsi

Torsi adalah perkalian vector antara jarak sumbu putar dengan gaya yang

bekerja pada titik yang berjarak dari sumbu pusat. Yang dapat dirumuskan sebagai

berikut:

𝑇 = 𝑟.𝐹 (6)

yang dalam hal ini:

𝑇 : torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros, Nm

𝐹 : gaya pada poros akibat puntiran, N

𝑟 : jarak lengan ke poros, m

10

2.4.2.2 Daya kincir

Perhitungan daya pada gerak melingkar pada umumnya dapat dituliskan

sebagai berikut:

𝑃 = 𝑇.𝜔 (7)

yang dalam hal ini:

𝑇: torsi dinamis, Nm

𝜔 : kecepatan sudut, rad/s

Jika pada kincir angin besarnya kecepatan sudut (𝜔) dirumuskan sebagai:

𝜔 =

2𝜋𝑛

60

(8)

Maka besarnya daya kincir berdasarkan persamaan (7) dapat dinyatakan dengan:

𝑃𝑘 = 𝑇.𝜔

𝑃𝑘 = 𝑇.2𝜋𝑛

60

𝑃𝑘 =

𝑇𝜋𝑛

30

(9)

yang dalam hal ini:

𝑃𝑘 : daya poros kincir angin, watt

𝑛 : putaran poros setiap menit, rpm

11

2.4.3 Tip speed ratio

Tip speed ratio (tsr) adalah perbadingan antara kecepatan ujung sudu

kincir angin yang berputar dengan kecepatan angin, dapat dirumuskan dengan:

𝑡𝑠𝑟 =

2𝜋𝑟𝑛

60𝑣

(10)

yang dalam hal ini:

𝑟 : jari-jari kincir, m

𝑛 : putaran poros kincir tiap menit, rpm


2.4.4 Koefisien daya (Cp)

Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh

kincir (𝑃𝑘) dengan daya yang disediakan oleh angin (𝑃𝑎 ), sehingga dapat

dirumuskan sebagai berikut:

𝐶𝑝 =

𝑃𝑘𝑃𝑎

. 100% (11)

yang dalam hal ini:

𝐶𝑝 : koefisien daya, %

𝑃𝑘 : daya yang dihasilkan oleh kincir, watt

𝑃𝑎 : daya yang dihasilkan oleh angin, watt

12

BAB III

METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan di laboratorium konversi energi Universitas Sanata

Dharma selama 2 hari, mulai tanggal 22 Januari 2011 hingga tanggal 23 Januari

2011. Pengambilan data dilakukan dari pukul 08.00 hingga pukul 24.00.

3.1 Peralatan dan Bahan

Kincir angin model tugas akhir yang dapat dilihat pada Gambar 3.1

memiliki 3 bagian utama, yaitu:

Gambar 3.1 Kincir angin

model

13

1. Handle Shaft

Handle shaft seperti yang dapat dilihat pada Gambar 3.2

merupakan bagian yang berfungsi sebagai poros utama, sekaligus

komponen tempat sudu berada. Kesentrisan komponen ini sangat

penting, karena akan mempengaruhi efisiensi kerja kincir angin. Pada

komponen ini terdapat stopper pin yang berfungsi membatasi sudut

buka sebesar 85o dan sudut tutup sudu sebesar 5

o.

2. Blade

Blade seperti dapat dilihat pada gambar 3.3, adalah komponen

kincir yang berfungsi untuk menangkap angin. Komponen ini didisain

agar dapat membuka dan menutup secara otomatis. Pada komponen ini

saat unjuk kerja akan divariasikan menjadi 2 variasi diameter kincir.

Gambar 3.2 Handle shaft

Gambar 3.3 Blade

14

3. Support

Support seperti yang dapat dilihat pada Gambar 3.4, merupakan

komponen pendukung kincir yang dirancang ini. Komponen ini juga

merangkap sebagai support untuk komponen blade. Pada komponen

ini juga terdapat blade stopper yang berfungsi sebagai limit maksimal

dan minimal sudu kincir dapat membuka dan menutup.

Sedangkan peralatan yang mendukung dalam pengambilan data antara

lain:

1. Wind tunnel

Dapat dilihat pada Gambar 3.5, wind tunnel berfungsi untuk

menangkap angin yang dihisap oleh fan blower. Sekaligus menjadi

tempat untuk pengujian kincir.

Gambar 3.4 Support

15

2. Fan blower

Gambar 3.6 adalah fan blower dengan daya motor 5,5 KW yang

berfungsi untuk menghisap angin melalui wind tunnel.

3. Anemometer

Alat ini berfungsi untuk mengetahui kecepatan angin yang ada di

dalam wind tunnel, anemometer ditunjukan pada Gambar 3.7

Gambar 3.5 Wind tunnel

Gambar 3.6 Fan blower

16

4. Stopwatch

Stopwatch, seperti Gambar 3.8 digunakan untuk mencatat waktu

saat pengambilan data kincir angin.

5. Neraca pegas

Neraca pegas yang ditunjukan pada Gambar 3.9 digunakan untuk

mengukur beban pengimbang torsi dinamis.

Gambar 3.7 Anemometer

Gambar 3.8 Stopwatch

Gambar 3.9 Neraca pegas

17

6. Rangkaian beban lampu

Rangkaian lampu seperti pada Gambar 3.10 berfungsi untuk

memberikan variasi beban dalam menguji kincir angin.

7. Generator

Generator seperti dapat dilihat pada Gambar 3.11 dihubungkan

dengan rangkaian beban lampu, yang nantinya berfungsi sebagai

penghambat/ pengerem putaran kincir dalam pengambilan data torsi

dan daya kincir.

Gambar 3.10 Rangkaian beban lampu

Gambar 3.11 Generator

18

8. Tachometer

Alat ini berfungsi untuk mengetahui kecepatan putaran kincir angin

sebagai data yang dibutuhkan. Tachometer yang dipakai ditunjukan

pada Gambar 3.12.

3.2 Variabel Penelitian

Beberapa variable penelitian yang harus ditentukan sebelum penelitian

adalah:

1. Variasi ukuran diameter kincir adalah: 70 cm, 100 cm.

2. Variasi kecepatan angin dalam penelitian adalah: 5 m/s hingga 7 m/s.

3.3 Variabel yang Diukur

Variable yang diukur yang sesuai dengan tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Kecepatan angin (𝑣)

2. Putaran kincir/ poros (𝑛)

3. Gaya pengimbang torsi (F)

Gambar 3.12 Tachometer

19

3.4 Parameter yang Dihitung

Parameter yang dihitung untuk mendapatkan karakteristik kincir angin adalah:

1. Daya angin (𝑃𝑎 )

2. Daya kincir (𝑃𝑘)

3. Koefisien daya (𝐶𝑝 )

4. Tip speed ratio (𝑡𝑠𝑟)

Langkah pertama dalam pengambilan data penelitian adalah memposisikan

kincir angin seperti Gambar 3.13. Sambungkan kincir angin dengan transmisi

sabuk yang berada dibawah wind tunnel.

Gambar 3.13 Pengambilan data torsi

20

3.5 Langkah Penelitian

Pengambilan data torsi dinamis dan daya kincir dilakukan secara

bersamaan.

Saat pengambilan data torsi dinamis, hal-hal yang perlu dilakukan adalah:

1. Memasang neraca pegas pada tempat yang ditentukan.

2. Memasang tali yang dihubungkan antara neraca pegas dengan lengan

pada generator.

3. Memposisikan anemometer seperti Gambar 3.14 untuk mengukur

kecepatan angin di dalam wind tunnel.

4. Menghubungkan generator ke rangkaian lampu, yang nantinya

berfungsi sebagai rem/ penghambat.

5. Rangkaian lampu diposisikan pada posisi saklar off semua terlebih

dahulu, pengujian dilakukan hingga 4 variasi beban lampu.

6. Jika sudah siap, nyalakan blower untuk menghembuskan angin pada

wind tunnel. Atur kecepatan angin dalam wind tunnel dengan cara

Gambar 3.14 Setting anemometer

21

merubah jarak blower terhadap wind tunnel untuk menentukan variasi

angin mulai dari 7 m/s hingga 5 m/s, mulai dari yang tercepat.

7. Bila kecepatan angin sudah sesuai dengan yang diinginkan, maka

pengukuran dapat dilakukan dengan membaca massa pengimbang

yang terukur pada neraca pegas.

8. Mengukur putaran poros dengan tachometer yang diarahkan pada

pulley besar.

9. Hasil dari pengamatan kemudian dicatat.

10. Ulangi langkah 5 hingga 9, untuk 4 hingga 5 variasi kecepatan, dan 2

variasi diameter kincir.

22

BAB IV

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

4.1.1 Data penelitian kincir dengan diameter 70 cm

Data penelitian diperoleh dari pengambilan data torsi pada kincir angin

diameter 70 cm. Pengujian dilakukan dengan variasi kecepatan angin mulai dari

yang tertinggi yaitu sekitar 7 m/s dengan penurunan 0,5 m/s hingga kincir

berhenti berputar. Pembebanan variatif menggunakan rangkaian lampu, mulai dari

0 atau tidak ada pembebanan hingga 4 lampu. Dari penelitian didapatkan data

yang dapat dilihat pada Tabel 4.1.

4.1.2 Data penelitian kincir dengan diameter 100 cm

Proses penelitian sama seperti pengujian kincir dengan diameter 70 cm.

Dari penelitian diperoleh data yang tampak pada Tabel 4.2

23

Tabel 4.1 Data hasil pengujian kincir dengan diameter 70 cm.

𝑽𝐚

(m/s)

beban

(gram) Putaran

(rpm)

6.76 140 61.49

6.57 140 61.13

6.6 140 64.3

6.84 140 64.68

6.78 140 63.43

6.92 140 64.87

6.1 110 46.95

6.1 110 51.6

5.97 110 51.8

5.46 100 34.37

5.51 100 34.86

5.41 100 37.04

6.76 180 52.08

6.57 180 51.99

6.6 180 51.37

6.84 190 54.49

6.78 190 55.75

6.92 190 54.95

6.1 150 39.9

6.1 150 39.45

5.97 150 40.07

5.46 130 25.75

5.51 130 27.64

5.41 130 27.16

6.76 210 49.53

6.57 210 47.06

6.6 210 47.72

6.84 200 50.61

6.78 200 52.12

6.92 200 50.85

𝑽𝐚

(m/s)

beban

(gram) Putaran

(rpm)

6.1 180 36.03

6.1 180 35.16

5.97 180 34.58

5.46 140 19.13

5.51 140 18.93

5.41 140 18.2

6.76 240 42.87

6.57 240 42.91

6.6 240 43.4

6.84 230 45.26

6.78 230 45.42

6.92 230 45.1

6.1 200 30.24

6.1 200 33.02

5.97 200 31.19

5.46 150 16.33

5.51 150 12.11

5.41 150 14.71

6.76 270 39.89

6.57 270 39.7

6.6 240 39.26

6.84 260 42.36

6.78 260 41.01

6.92 260 42.03

6.1 220 26.27

6.1 220 26.2

5.97 220 25.41

5.46 170 9.42

5.51 170 10.52

5.41 170 13.31

24

Tabel 4.2 Data hasil pengujian kincir dengan diameter 100 cm.

𝑽𝐚

(m/s)

Beban

(gram)

Putaran

(rpm)

6.71 160 66.25

6.74 160 67.02

6.68 160 64.94

6.6 160 62.12

6.52 160 60.13

6.63 160 61.99

5.91 160 51.24

5.85 160 49.48

5.87 160 51.64

5.6 160 47.49

5.48 160 45.91

5.52 160 44.96

5.19 150 37.1

5.11 150 36.6

5.11 150 35.71

6.71 230 63.46

6.74 230 63.01

6.68 230 61.85

6.6 230 56.41

6.52 230 57

6.63 230 58.2

5.91 220 45.47

5.85 220 43.51

5.87 220 46.42

5.6 220 40.97

5.48 220 40.09

5.52 220 39.53

5.19 210 33.69

5.11 210 33.21

5.11 210 32.07

6.71 280 59.8

6.74 280 57.02

6.68 280 58.06

6.6 280 53.9

6.52 280 53.16

6.63 280 52.93

5.91 270 42.26

5.85 270 41.32

𝑽𝐚

(m/s)

Beban

(gram)

Putaran

(rpm)

5.87 270 42.74

5.6 250 39.23

5.48 250 37.63

5.52 250 37.64

5.19 240 31.4

5.11 240 31.32

5.11 240 31.52

6.71 330 53.75

6.74 330 54.67

6.68 330 56.35

6.6 330 51.28

6.52 330 50.23

6.63 330 49.02

5.91 310 39.67

5.85 310 40.65

5.87 310 39.62

5.6 290 35.91

5.48 290 36.14

5.52 290 37.06

5.19 290 29.92

5.11 290 28.43

5.11 290 29.27

6.71 350 52.84

6.74 350 52

6.68 350 51.19

6.6 370 47.62

6.52 370 48.84

6.63 370 49.86

5.91 340 37.68

5.85 340 38.2

5.87 340 37.55

5.6 310 34.4

5.48 310 34.38

5.52 310 33.31

5.19 310 28.52

5.11 310 28.39

5.11 310 26.96

25

Contoh perhitungan untuk kincir angin dengan diameter 100 cm pada

kecepatan angin 6.7 m/s ditunjukan pada sub bab 4.2:

4.2 Pengolahan Data dan Perhitungan

4.2.1 Perhitungan daya angin

Daya angin dihitung dengan menggunakan persamaan (5) yang dapat

dilihat pada sub bab 2.4.1:

𝑃𝑎 = 0,6.𝐴. 𝑣3

yang dalam hal ini:


𝐴 : luas penampang melintang angin yang ditangkap oleh kincir, m2


Sedangkan dalam hal ini, besarnya luas penampang (𝐴) sendiri adalah:

𝐴 = 𝑑. 𝑡

dengan:

𝑑 : diameter kincir, m

𝑡 : tinggi sudu saat membuka maksimal, m

sehingga persamaan (5) dapat disederhanakan menjadi:

𝑃𝑎 = 0,6.𝐴. 𝑣3

26

𝑃𝑎 = 0,6. 𝑑. 𝑡.𝑣3

Sebagai contoh diambil data dari table 4.1 no. 1 tanpa beban variatif (0).

Dari data, kecepatan angin (𝑣) sebesar 6,76 m/s, sedangkan diameter

kincir yang diuji (𝑑) adalah 0,7 m, dan tinggi sudu saat membuka maksimal (𝑡)

adalah 0,4 m. Maka dapat dihitung besarnya daya angin (𝑃𝑎 ) sebesar:

𝑃𝑎 = 0,6. 𝑑. 𝑡.𝑣3

𝑃𝑎 = 0,6 . 0,7 . 0,4 . 6,763

𝑃𝑎 = 51,90 𝑚 𝑠

4.2.2 Perhitungan torsi

Mengacu pada persamaan (6) yang dapat dilihat pada sub bab 2.4.2.1,

maka besarnya torsi dapat dirumuskan:

𝑇 = 𝑟.𝐹

yang dalam hal ini:

𝑇 : torsi, Nm

𝑟 : jarak lengan ke poros, m

𝐹 : gaya pengimbang yang diukur tegak lurus, N

diamana besarnya gaya pengimbang (𝐹) sendiri sebesar:

𝐹 = 𝑚. 𝑎

yang dalam hal ini:

27

𝑚 : massa pengimbang, kg

𝑎 : percepatan gravitasi, m/s2

Maka persamaan (6) dapat disederhanakan menjadi:

𝑇 = 𝑟.𝐹

𝑇 = 𝑟.𝑚.𝑎

Untuk contoh perhitungan dapat diambil data dari tabel 4.1 no. 1 tanpa

adanya beban variatif dari rangkaian lampu (0).

Dari data, diperoleh besarnya massa pengimbang (𝑚) 0,14 kg, sedangkan

jarak lengan ke poros (𝑟) diukur saat pengujian sepanjang 0,2 m. jika percepata

gravitasi dianggap 9,81 m/s2, maka besarnya torsi adalah:

𝑇 = 𝑟.𝑚.𝑎

𝑇 = 0,2 . 0,14 . 9,81

𝑇 = 0,27 𝑁𝑚

4.2.3 Perhitungan daya kincir

Daya kincir dihitung dengan persamaan (9) yang dibahas pada sub bab 2.4.2.2:

𝑃𝑘 =𝑇𝜋𝑛

30

yang dalam hal ini:

𝑃𝑘 : daya kincir, watt

28

𝑇 : besarnya torsi, Nm

𝑛 : putaran poros, rpm

Untuk contoh perhitungan dapat diambil dari table 4.1 no. 1 tanpa

pembebanan variatif rangkaian lampu (0).

Dari data, didapatkan bahwa pada kecepatan angin (𝑣) 6,76 m/s

didapatkan putaran poros (𝑛) sebesar 61,49 rpm, sedangkan besarnya torsi (𝑡)

telah diperhitungkan pada sub bab 4.2.2 sebesar 0,27 Nm, maka besarnya daya

poros:

𝑃𝑘 =𝑇𝜋𝑛

30

𝑃𝑘 =0,27 .𝜋 . 61,49

30

𝑃𝑘 = 1,74 𝑤𝑎𝑡𝑡s

4.2.4 Perhitungan tip speed ratio

Perhitungan tip speed ratio (tsr) mengacu pada persamaan (10) yang telah

dibahas pada sub bab 2.4.3 dimana:

𝑡𝑠𝑟 =2𝜋𝑟𝑛

60𝑣

yang dalam hal ini:

𝑟 : jari-jari kincir, m

𝑛 : putaran poros tiap menit, rpm

29


Untuk contoh perhitungan diambil data dari table 4.1 no. 1 tanpa beban

variatif rangkaian lampu (0).

Dari data, didapatkan putaran poros tiap menit (𝑛) sebesar 61,49 rpm pada

kecepatan angin (𝑣) 6,76 m/s, sedangkan jari-jari kincir (𝑟) sebesar 0.35 m. Maka

besarnya tip speed ratio:

𝑡𝑠𝑟 =2𝜋𝑟𝑛

60𝑣

𝑡𝑠𝑟 =2𝜋. 0,35 .61,49

60 . 6,76

𝑡𝑠𝑟 = 0,33

4.2.5 Perhitungan koefisen daya (𝑪𝒑)

Koefisen daya (𝐶𝑝) dapat dihitung dengan persamaan (11) yang

pembahasannya terdapat pada sub bab 2.4.4.

𝐶𝑝 =𝑃𝑘𝑃𝑎

. 100%

yang dalam hal ini:

𝐶𝑝 : koefisien daya, %

𝑃𝑘 : daya kincir, watt


30

Untuk contoh perhitungan diambil data dari table 4.1 no. 1 tanpa

pembebanan variatif rangkaian lampu (0).

Besarnya daya kincir (𝑃𝑘) didapatkan dari perhitungan pada sub bab 4.2.3

sebesar 1,74 watt. Sedangkan besarnya daya angin (𝑃𝑎 ) didapatkan dari

perhitungan pada sub bab 4.2.1 sebesar 51,90. Maka didapatkan koefisen daya

(𝐶𝑝) sebesar:


. 100%

𝐶𝑝 =1,74

51,9. 100%

𝐶𝑝 = 3,35%

4.3 Hasil dan Pembahasan

4.3.1 Persamaan garis polynomial.

Grafik hubungan 𝐶𝑝 dengan tsr untuk berbagai jenis kincir angin dapat dilihat

pada grafik batas Betz ( Betz limit, atas nama ilmuan Jerman Albert Betz) seperti

terlihat pada Gambar 4.1. Jika dilihat pada grafik batas Betz, hubungan 𝐶𝑝 da tsr

untuk kincir angin poros vertikal (savonius) merupakan fungsi persamaan garis

polynomial pangkat dua, sehingga dapat didekati dengan persamaan:

𝐶𝑝 = 𝑘1 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 𝑘2 ∙ 𝑡𝑠𝑟 + 𝑘3 (12)

dimana:

𝐶𝑝 : Koefisien daya, %

31

𝑡𝑠𝑟 : Tip speed ratio

𝑘1,𝑘2, 𝑘3 : konstanta

Seperti dalam Persamaan 10 yang dibahas pada sub bab 2.4.3, tsr

berbanding lurus dengan rpm, maka jika kincir tidak berputar, atau rpm = 0 (nol),

maka nilai dari tsr juga akan menjadi 0 (nol). Sedangkan koefisien daya sendiri

adalah perbandingan antara daya kincir (𝑃𝑘) dengan daya angin (𝑃𝑎 ), dimana

seperti yang dibahas pada sub bab 2.4.2.2, daya kincir juga berbanding lurus

dengan putaran poros (𝑛), maka jika kincir tidak berputar, nilai 𝑃𝑘 = 0 (nol),

dengan demikian Persamaan 12 dapat disederhanakan menjadi:

𝐶𝑝 = 𝑘1 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 𝑘2 ∙ 𝑡𝑠𝑟 (13)

𝑘3 dianggap 0 (nol), karena jika tsr = 0 (nol) maka nilai dari 𝐶𝑝 = 0 (nol).

Gambar 4.1 Grafik Betz limit. (sumber: digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-

5125-4203109009-bab2.pdf)

32

Jika dijabarkan, maka persamaan dari koefisien daya (𝐶𝑝 ) adalah:


𝐶𝑝 =𝑇.𝜔

0,5 ∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣3

𝐶𝑝 =𝑇.𝜔

0,5 ∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣3

𝐶𝑝 =𝐹 ∙ 𝑟𝑝 ∙

2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑛60

0,5 ∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑣3

𝐶𝑝 =2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑝

30 ∙ 𝐴∙𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3

Jika

𝑐1 =2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑝

30 ∙ 𝐴

maka koefisien daya (𝐶𝑝 ) dapat disederhanakan menjadi:

𝐶𝑝 = 𝑐1 ∙

𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3

(14)

Sedangkan tsr sendiri memiliki persamaan:

𝑡𝑠𝑟 =2𝜋𝑟𝑘𝑛

60𝑣

𝑡𝑠𝑟 =𝜋𝑟𝑘30

∙𝑛

𝑣

33

Jika

𝑐2 =𝜋𝑟𝑘30

maka, persamaan tsr dapat disederhanakn menjadi:

𝑡𝑠𝑟 = 𝑐2 ∙𝑛

𝑣

(15)

Sehingga jika Persamaan 14 dan Persamaan 15 disubtitusikan ke dalam

Persamaan 13, maka akan menjadi:

𝐶𝑝 = 𝑘1 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 𝑘2 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑐1 ∙𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3= 𝑘1 ∙ 𝑐2 ∙

𝑛

𝑣

2

+ 𝑘2 ∙ 𝑐2 ∙𝑛

𝑣

𝑐1 ∙𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3= 𝑘1 ∙ 𝑐2

2 ∙𝑛2

𝑣2+ 𝑘2 ∙ 𝑐2 ∙

𝑛

𝑣

jika persamaan dibagi dengan n/v, maka

𝑐1 ∙𝐹

𝜌 ∙ 𝑣2= 𝑘1 ∙ 𝑐2

2 ∙𝑛

𝑣+ 𝑘2 ∙ 𝑐2

sehingga menjadi,

𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3=

𝑘1 ∙ 𝑐22

𝑐1 ∙

𝑛2

𝑣2+

𝑘2 ∙ 𝑐2

𝑐1 ∙

𝑛

𝑣

(16)

yang dalam hal ini:

𝐹 : Gaya, N

𝑛 : Putaran poros setiap menit, rpm

34

𝜌 : Massa jenis udara pada suhu tertentu, kg/m3


𝑘1,𝑘2, 𝑐1, 𝑐2 : konstanta

Dari hasil pengujian didapatkan, grafik F.n/(ρ.v2) terhadap n/v sebagai berikut:

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 2 4 6 8 10 12

F/(ρ

.v2)

n/v

F/(ρ.v2)=-0,002(n/v)+0,053

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0 2 4 6 8 10 12

F/(ρ

.v2)

n/v

F/(ρ.v2)= -0,013(n/v)+0,163

Gambar 4.2 Grafik perbandingan F.n/(ρ.v2) terhadap n/v, untuk diameter kincir 70 cm

Gambar 4.3 Grafik perbandingan F.n/(ρ.v2) terhadap n/v, untuk diameter kincir 100 cm

35

Tabel 4.3. Perhitungan F/(ρxv2) dan n/v kincir angin diameter 70 cm.

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm)

𝑭

𝝆𝒙𝒗𝟐 n/v

6.76 140 61.49 0.03 9.10

6.57 140 61.13 0.03 9.30

6.6 140 64.3 0.03 9.74

6.84 140 64.68 0.02 9.46

6.78 140 63.43 0.02 9.36

6.92 140 64.87 0.02 9.37

6.1 110 46.95 0.02 7.70

6.1 110 51.6 0.02 8.46

5.97 110 51.8 0.03 8.68

5.46 100 34.37 0.03 6.29

5.51 100 34.86 0.03 6.33

5.41 100 37.04 0.03 6.85

6.76 180 52.08 0.03 7.70

6.57 180 51.99 0.03 7.91

6.6 180 51.37 0.03 7.78

6.84 190 54.49 0.03 7.97

6.78 190 55.75 0.03 8.22

6.92 190 54.95 0.03 7.94

6.1 150 39.9 0.03 6.54

6.1 150 39.45 0.03 6.47

5.97 150 40.07 0.03 6.71

5.46 130 25.75 0.04 4.72

5.51 130 27.64 0.04 5.02

5.41 130 27.16 0.04 5.02

6.76 210 49.53 0.04 7.33

6.57 210 47.06 0.04 7.16

6.6 210 47.72 0.04 7.23

6.84 200 50.61 0.03 7.40

6.78 200 52.12 0.04 7.69

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm)

𝑭


6.92 200 50.85 0.03 7.35

6.1 180 36.03 0.04 5.91

6.1 180 35.16 0.04 5.76

5.97 180 34.58 0.04 5.79

5.46 140 19.13 0.04 3.50

5.51 140 18.93 0.04 3.44

5.41 140 18.2 0.04 3.36

6.76 240 42.87 0.04 6.34

6.57 240 42.91 0.05 6.53

6.6 240 43.4 0.05 6.58

6.84 230 45.26 0.04 6.62

6.78 230 45.42 0.04 6.70

6.92 230 45.1 0.04 6.52

6.1 200 30.24 0.04 4.96

6.1 200 33.02 0.04 5.41

5.97 200 31.19 0.05 5.22

5.46 150 16.33 0.04 2.99

5.51 150 12.11 0.04 2.20

5.41 150 14.71 0.04 2.72

6.76 270 39.89 0.05 5.90

6.57 270 39.7 0.05 6.04

6.6 240 39.26 0.05 5.95

6.84 260 42.36 0.05 6.19

6.78 260 41.01 0.05 6.05

6.92 260 42.03 0.04 6.07

6.1 220 26.27 0.05 4.31

6.1 220 26.2 0.05 4.30

5.97 220 25.41 0.05 4.26

5.46 170 9.42 0.05 1.73

5.51 170 10.52 0.05 1.91

5.41 170 13.31 0.05 2.46

36

Tabel 4.4. Perhitungan F/(ρxv2) dan n/v kincir angin diameter 100 cm.

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm)

𝑭


6.71 160 66.25 0.03 9.87

6.74 160 67.02 0.03 9.94

6.68 160 64.94 0.03 9.72

6.6 160 62.12 0.03 9.41

6.52 160 60.13 0.03 9.22

6.63 160 61.99 0.03 9.35

5.91 160 51.24 0.04 8.67

5.85 160 49.48 0.04 8.46

5.87 160 51.64 0.04 8.80

5.6 160 47.49 0.04 8.48

5.48 160 45.91 0.04 8.38

5.52 160 44.96 0.04 8.14

5.19 150 37.1 0.05 7.15

5.11 150 36.6 0.05 7.16

5.11 150 35.71 0.05 6.99

6.71 230 63.46 0.04 9.46

6.74 230 63.01 0.04 9.35

6.68 230 61.85 0.04 9.26

6.6 230 56.41 0.04 8.55

6.52 230 57 0.04 8.74

6.63 230 58.2 0.04 8.78

5.91 220 45.47 0.05 7.69

5.85 220 43.51 0.05 7.44

5.87 220 46.42 0.05 7.91

5.6 220 40.97 0.06 7.32

5.48 220 40.09 0.06 7.32

5.52 220 39.53 0.06 7.16

5.19 210 33.69 0.06 6.49

5.11 210 33.21 0.07 6.50

5.11 210 32.07 0.07 6.28

6.71 280 59.8 0.05 8.91

6.74 280 57.02 0.05 8.46

6.68 280 58.06 0.05 8.69

6.6 280 53.9 0.05 8.17

6.52 280 53.16 0.05 8.15

6.63 280 52.93 0.05 7.98

5.91 270 42.26 0.06 7.15

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm)

𝑭


5.85 270 41.32 0.06 7.06

5.87 270 42.74 0.06 7.28

5.6 250 39.23 0.07 7.01

5.48 250 37.63 0.07 6.87

5.52 250 37.64 0.07 6.82

5.19 240 31.4 0.07 6.05

5.11 240 31.32 0.08 6.13

5.11 240 31.52 0.08 6.17

6.71 330 53.75 0.06 8.01

6.74 330 54.67 0.06 8.11

6.68 330 56.35 0.06 8.44

6.6 330 51.28 0.06 7.77

6.52 330 50.23 0.06 7.70

6.63 330 49.02 0.06 7.39

5.91 310 39.67 0.07 6.71

5.85 310 40.65 0.07 6.95

5.87 310 39.62 0.07 6.75

5.6 290 35.91 0.08 6.41

5.48 290 36.14 0.08 6.59

5.52 290 37.06 0.08 6.71

5.19 290 29.92 0.09 5.76

5.11 290 28.43 0.09 5.56

5.11 290 29.27 0.09 5.73

6.71 350 52.84 0.06 7.87

6.74 350 52 0.06 7.72

6.68 350 51.19 0.06 7.66

6.6 370 47.62 0.07 7.22

6.52 370 48.84 0.07 7.49

6.63 370 49.86 0.07 7.52

5.91 340 37.68 0.08 6.38

5.85 340 38.2 0.08 6.53

5.87 340 37.55 0.08 6.40

5.6 310 34.4 0.08 6.14

5.48 310 34.38 0.08 6.27

5.52 310 33.31 0.08 6.03

5.19 310 28.52 0.09 5.50

5.11 310 28.39 0.10 5.56

5.11 310 26.96 0.10 5.28

37

Dari Gambar 4.2 didapatkan persamaan untuk kincir dengan diameter 70 cm:

𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3= −0,002 ∙

𝑛2

𝑣2+ 0,053 ∙

𝑛

𝑣

Sehingga harga 𝑘1 untuk kincir dengan diameter 70 cm dapat dicari dengan cara:

𝑘1 ∙ 𝑐22

𝑐1= −0,002

𝑘1 =−0,002 ∙ 𝑐1

𝑐22

𝑘1 =−0,002 ∙

2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑝30 ∙ 𝐴

𝜋 ∙ 𝑟𝑘

30

2

𝑘1 =−0,002 ∙ 60 ∙ 𝑟𝑝

𝜋 ∙ 𝑟𝑘2 ∙ 𝐴

𝑘1 =−0,002 ∙ 60 ∙ 0,2

𝜋 ∙ 0.352 ∙ 0,7 ∙ 0,4

𝑘1 = −0,223

Sedangkan harga 𝑘2 untuk kincir dengan diameter 70 cm dicari dengan cara:

𝑘2 ∙ 𝑐2

𝑐1= 0,053

𝑘2 =0,053 ∙ 𝑐1

𝑐2

𝑘2 =0,053 ∙

2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑝30 ∙ 𝐴

𝜋 ∙ 𝑟𝑘30

38

𝑘2 =0,053 ∙ 2 ∙ 𝑟𝑝

𝑟𝑘 ∙ 𝐴

𝑘2 =0,053 ∙ 2 ∙ 0,2

0,35 ∙ 0,7 ∙ 0,4

𝑘2 = 0,216

Jika harga 𝑘1 dan 𝑘2 disubtitusikan ke Persamaan 13, maka diperoleh

persamaan garis polynomial perbadingan 𝐶𝑝 terhadap tsr untuk kincir dengan

diameter 70 cm sebagai berikut:

𝐶𝑝 = −0,223 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,216 ∙ 𝑡𝑠𝑟 (17)

Sedangkan dari Gambar 4.3. didapatkan persamaan untuk kincir dengan

diameter 100 cm:

𝐹 ∙ 𝑛

𝜌 ∙ 𝑣3= −0,013 ∙

𝑛2

𝑣2+ 0,163 ∙

𝑛

𝑣

Sehingga harga 𝑘1 untuk kincir dengan diameter 100 cm dapat dicari dengan cara:

𝑘1 ∙ 𝑐22

𝑐1= −0,013

𝑘1 =−0,013 ∙ 𝑐1

𝑐22

𝑘1 =−0,013 ∙

2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑝30 ∙ 𝐴

𝜋 ∙ 𝑟𝑘

30 2

𝑘1 =−0,013 ∙ 60 ∙ 𝑟𝑝

𝜋 ∙ 𝑟𝑘2 ∙ 𝐴

39

𝑘1 =−0,013 ∙ 60 ∙ 0,2

𝜋 ∙ 0.52 ∙ 1,0 ∙ 0,4

𝑘1 = −0,497

Sedangkan harga 𝑘2 untuk kincir dengan diameter 100 cm dicari dengan cara:

𝑘2 ∙ 𝑐2

𝑐1= 0,163

𝑘2 =0,163 ∙ 𝑐1

𝑐2

𝑘2 =0,163 ∙

2 ∙ 𝜋 ∙ 𝑟𝑝30 ∙ 𝐴

𝜋 ∙ 𝑟𝑘30

𝑘2 =0,163 ∙ 2 ∙ 𝑟𝑝

𝑟𝑘 ∙ 𝐴

𝑘2 =0,163 ∙ 2 ∙ 0,2

0,5 ∙ 1,0 ∙ 0,4

𝑘2 = 0,326

Jika harga 𝑘1 dan 𝑘2 disubtitusikan ke Persamaan 13, maka diperoleh

persamaan garis polynomial perbadingan 𝐶𝑝 terhadap tsr untuk kincir dengan

diameter 70 cm sebagai berikut:

𝐶𝑝 = −0,497 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,326 ∙ 𝑡𝑠𝑟 (18)

4.3.2 Grafik hubungan antara Cp terhadap tsr

Dengan Persamaan 17 dan Persamaan 18, maka diperoleh grafik perbandingan

antara 𝐶𝑝 terhadap tsr yag dapat dilihat pada Gambar 4.4.

40

Dari Gambar 4.4, koefisien daya tertinggi sebesar 5,34 % diperoleh dari kincir

angin dengan diameter 100 cm pada tsr 0,32.

4.3.3 Grafik hubungan antara putaran poros, torsi dan daya kincir.

Dengan menggunakan Persamaan 17 untuk kincir dengan diameter 70 cm,

didapatkan persamaan garis polynomial hubungan antara torsi dengan daya kincir

dengan cara:

𝐶𝑝 = −0,223 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,216 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑃𝑘𝑃𝑎

= −0,223 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,216 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑇 ∙ 𝜔

𝑃𝑎= −0,223 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,216 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑇 =

−0,223 ∙ 𝑃𝑎𝜔

∙ 𝑡𝑠𝑟2 +0,216 ∙ 𝑃𝑎

𝜔∙ 𝑡𝑠𝑟

(19)

0

1

2

3

4

5

6

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

koe

fisi

en d

aya

(%)

tsr

diameter kincir 70 cm diameter kincir 100 cm

Gambar 4.4. Grafik hubungan antara Cp terhadap tsr untuk 2 model kincir

41

Sedangkan persamaan polynomial hubungan antara torsi dengan daya

kincir untuk kincir dengan diameter 100 dapat dicari menggunakan Persamaan 18,

dengan cara:

𝐶𝑝 = −0,497 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,326 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑃𝑘𝑃𝑎

= −0,497 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,326 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑇 ∙ 𝜔

𝑃𝑎= −0,497 ∙ 𝑡𝑠𝑟2 + 0,326 ∙ 𝑡𝑠𝑟

𝑇 =

−0,497 ∙ 𝑃𝑎𝜔

∙ 𝑡𝑠𝑟2 +0,326 ∙ 𝑃𝑎

𝜔∙ 𝑡𝑠𝑟

(20)

Dengan Persamaan 19, didapatkan grafik hubungan antara putaran poros,

torsi dan daya kincir untuk diameter kincir 70 cm, yang dapat dilihat pada Gambar

4.5.

Dengan Persamaan 20, didapatkan grafik hubungan antara putaran poros,

torsi dan daya kincir untuk diameter kincir 100 cm, yang dapat dilihat pada

Gambar 4.6.

42

4.4 Pembahasan

Pada tugas akhir ini telah diketahui bahwa cara kerja kincir angin model

ini adalah dengan sudu yang membuka dan menutup secara otomatis karena

adanya tiupan angin. Saat posisi sudu terbuka, itulah sudu yang menerima angin


diameter kincir 70 cm


diameter kincir 100 cm

43

dan secara otomatis sudu yang seporos akan menutup, hal ini memungkinkan

untuk meminimalkan rugi-rugi gesekan yang terjadi karena melawan arah angin.

Pada prinsip kerjanya, tiupan angin akan memutar kincir angin sehingga

memutar poros yang akan diteruskan keberbagai aplikasi, misalnya diteruskan ke

generator untuk menghasilkan listrik, atau ke transmisi lain yag digunakan untuk

menggiling gandum.

Dari data perhitungan dapat diketahui bahwa daya kincir model ini relatif

kecil atau sebesar 3,79 watt pada kecepatan angin 6,71 m/s menggunakan kincir

dengan diameter 100 cm. Sedangkan koefisien daya terbesarnya diperoleh pada

putaran poros 28,39 rpm dan kecepatan angin 5,11 m/s didapatkan sebesar 5,64

%.pada kincir dengan diameter 100 cm dengan tsr sebesar 0,29.

Kecilnya daya kincir disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya kontur

kincir yang kurang aerodinamis menyebabkan masih besarnya gaya drag yang

ditimbulkan saat salah satu sudu dalam posisi menentang arah angin. Kesentrisan

poros, baik poros utama maupun poros sudu juga mempengaruhi kinerja kincir.

Berat kincir angin model 8 kg, mempengaruhi efisiensi kincir model, pemilihan

material yang lebih ringan memungkinkan untuk menambah efisiensi kincir angin.

Putaran poros yang terukur juga relatif kecil antara 9,42 rpm hingga 67,02 rpm.

Dari hasil penelitian dapat diketahui, bahwa semakin besar diameter kincir maka

kinerja kincir juga akan menjadi semakin baik.

44

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari pengujian model kincir angin yang telah dilakukan, maka dapat diambil

beberapa kesimpulan:

1. Koefisien daya tertinggi untuk kincir angin dengan diameter 70 cm sebesar

5,23 % didapatkan pada saat tsr 0,5.

2. Koefisien daya tertinggi untuk kincir angin dengan diameter 100 cm

sebesar 5,34 % didapatkan pada saat tsr 0,32.

3. Daya kincir tertinggi untuk kincir angin dengan diameter 70 cm sebesar

2,81 watt didapatkan saat kecepatan angin 6,84 m/s pada torsi sebesar 0,3

Nm dan putaran poros 90 rpm.

4. Daya kincir tertinggi untuk kincir angin dengan diameter 100 cm sebesar

3,87 watt didapatkan saat kecepatan angin 6,71 m/s pada torsi sebesar 1,85

Nm dan putaran poros 20 rpm.

5. Semakin besar diameter dari kincir angin maka semakin besar torsi, daya

kincir dan koefisien daya.

6. Dilihat dari hasil unjuk kerja, kincir model ini belum bisa diterapkan untuk

memenuhi kebutuhan energi dimasyarakat.

45

5.2 Saran

Beberapa hal penting yang dapat digunakan untuk penelitian berikutnya:

1. Berat material kincir angin dibuat seringan mungkin, untuk meningkatkan

efisiensi kincir.

2. Bentukan kincir dibuat aerodinamis, untuk meminimalkan gaya drag yang

dapat menghambat putaran kincir.

3. Poros kincir harus lurus, agar saat berputar tidak oleng.

46

DAFTAR PUSTAKA

Burton, Tony. Sharpe, David. Jenkins, Nick. Bossanyi, Ervin., Wind Energy

Handbook, Wiley : New York, 2001

Irwin, J. David.,Mechanical Engineer’s Handbook, Auburn Universty :Auburn,

Alabama, 2001

Arifudin, Momon., Model Kincir Angin Poros Vertikal Dengan Empat Sudu

Datar Empat Ruang yang Dapat Membentang dan Mengatup Secara Otomatis,

FST – Universitas Sanata Dharma: Yogyakarta, 2010

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


http:// id.wikipedia.org/wiki/Gayahambat

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


47

LAMPIRAN

48


diameter 70 cm.

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm) F (N)

𝑭


6.76 140 61.49 1.3734 0.02505 9.09615

6.57 140 61.13 1.3734 0.02651 9.30441

6.6 140 64.3 1.3734 0.02627 9.74242

6.84 140 64.68 1.3734 0.02446 9.45614

6.78 140 63.43 1.3734 0.0249 9.35546

6.92 140 64.87 1.3734 0.0239 9.37428

6.1 110 46.95 1.0791 0.02417 7.69672

6.1 110 51.6 1.0791 0.02417 8.45902

5.97 110 51.8 1.0791 0.02523 8.67672

5.46 100 34.37 0.981 0.02742 6.29487

5.51 100 34.86 0.981 0.02693 6.32668

5.41 100 37.04 0.981 0.02793 6.84658

6.76 180 52.08 1.7658 0.0322 7.70414

6.57 180 51.99 1.7658 0.03409 7.91324

6.6 180 51.37 1.7658 0.03378 7.78333

6.84 190 54.49 1.8639 0.0332 7.96637

6.78 190 55.75 1.8639 0.03379 8.22271

6.92 190 54.95 1.8639 0.03244 7.94075

6.1 150 39.9 1.4715 0.03295 6.54098

6.1 150 39.45 1.4715 0.03295 6.46721

5.97 150 40.07 1.4715 0.03441 6.71189

5.46 130 25.75 1.2753 0.03565 4.71612

5.51 130 27.64 1.2753 0.035 5.01633

5.41 130 27.16 1.2753 0.03631 5.02033

6.76 210 49.53 2.0601 0.03757 7.32692

6.57 210 47.06 2.0601 0.03977 7.16286

6.6 210 47.72 2.0601 0.03941 7.2303

6.84 200 50.61 1.962 0.03495 7.39912

6.78 200 52.12 1.962 0.03557 7.68732

6.92 200 50.85 1.962 0.03414 7.34827

6.1 180 36.03 1.7658 0.03955 5.90656

6.1 180 35.16 1.7658 0.03955 5.76393

5.97 180 34.58 1.7658 0.04129 5.79229

5.46 140 19.13 1.3734 0.03839 3.50366

5.51 140 18.93 1.3734 0.0377 3.43557

5.41 140 18.2 1.3734 0.0391 3.36414

6.76 240 42.87 2.3544 0.04293 6.34172

49

(lanjutan) Tabel L1. Data perhitungan hubungan F/(ρxv2) terhadap n/v

kincir model dengan diameter 70 cm.

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm) F (N)

𝑭


6.57 240 42.91 2.3544 0.04545 6.5312

6.6 240 43.4 2.3544 0.04504 6.57576

6.84 230 45.26 2.2563 0.04019 6.61696

6.78 230 45.42 2.2563 0.0409 6.69912

6.92 230 45.1 2.2563 0.03926 6.51734

6.1 200 30.24 1.962 0.04394 4.95738

6.1 200 33.02 1.962 0.04394 5.41311

5.97 200 31.19 1.962 0.04587 5.22446

5.46 150 16.33 1.4715 0.04113 2.99084

5.51 150 12.11 1.4715 0.04039 2.19782

5.41 150 14.71 1.4715 0.0419 2.71904

6.76 270 39.89 2.6487 0.0483 5.90089

6.57 270 39.7 2.6487 0.05114 6.04262

6.6 240 39.26 2.3544 0.04504 5.94848

6.84 260 42.36 2.5506 0.04543 6.19298

6.78 260 41.01 2.5506 0.04624 6.04867

6.92 260 42.03 2.5506 0.04439 6.0737

6.1 220 26.27 2.1582 0.04833 4.30656

6.1 220 26.2 2.1582 0.04833 4.29508

5.97 220 25.41 2.1582 0.05046 4.25628

5.46 170 9.42 1.6677 0.04662 1.72527

5.51 170 10.52 1.6677 0.04578 1.90926

5.41 170 13.31 1.6677 0.04748 2.46026

50


diameter 100 cm.

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm) F (N)

𝑭


6.71 160 66.25 1.5696 0.02905 9.87332

6.74 160 67.02 1.5696 0.02879 9.94362

6.68 160 64.94 1.5696 0.02931 9.72156

6.6 160 62.12 1.5696 0.03003 9.41212

6.52 160 60.13 1.5696 0.03077 9.22239

6.63 160 61.99 1.5696 0.02976 9.34992

5.91 160 51.24 1.5696 0.03745 8.67005

5.85 160 49.48 1.5696 0.03822 8.45812

5.87 160 51.64 1.5696 0.03796 8.79727

5.6 160 47.49 1.5696 0.04171 8.48036

5.48 160 45.91 1.5696 0.04356 8.37774

5.52 160 44.96 1.5696 0.04293 8.14493

5.19 150 37.1 1.4715 0.04552 7.14836

5.11 150 36.6 1.4715 0.04696 7.16243

5.11 150 35.71 1.4715 0.04696 6.98826

6.71 230 63.46 2.2563 0.04176 9.45753

6.74 230 63.01 2.2563 0.04139 9.34866

6.68 230 61.85 2.2563 0.04214 9.25898

6.6 230 56.41 2.2563 0.04316 8.54697

6.52 230 57 2.2563 0.04423 8.74233

6.63 230 58.2 2.2563 0.04277 8.77828

5.91 220 45.47 2.1582 0.05149 7.69374

5.85 220 43.51 2.1582 0.05255 7.43761

5.87 220 46.42 2.1582 0.0522 7.90801

5.6 220 40.97 2.1582 0.05735 7.31607

5.48 220 40.09 2.1582 0.05989 7.31569

5.52 220 39.53 2.1582 0.05902 7.16123

5.19 210 33.69 2.0601 0.06373 6.49133

5.11 210 33.21 2.0601 0.06575 6.49902

5.11 210 32.07 2.0601 0.06575 6.27593

6.71 280 59.8 2.7468 0.05084 8.91207

6.74 280 57.02 2.7468 0.05039 8.45994

6.68 280 58.06 2.7468 0.0513 8.69162

6.6 280 53.9 2.7468 0.05255 8.16667

6.52 280 53.16 2.7468 0.05385 8.15337

6.63 280 52.93 2.7468 0.05207 7.98341

5.91 270 42.26 2.6487 0.06319 7.15059

51

(lanjutan) Tabel L2. Data perhitungan hubungan F/(ρxv2) terhadap n/v

kincir model dengan diameter 100 cm.

Va

(m/s)

m

(gram)

n

(rpm) F (N)

𝑭


5.85 270 41.32 2.6487 0.0645 7.06325

5.87 270 42.74 2.6487 0.06406 7.28109

5.6 250 39.23 2.4525 0.06517 7.00536

5.48 250 37.63 2.4525 0.06806 6.86679

5.52 250 37.64 2.4525 0.06707 6.81884

5.19 240 31.4 2.3544 0.07284 6.0501

5.11 240 31.32 2.3544 0.07514 6.12916

5.11 240 31.52 2.3544 0.07514 6.1683

6.71 330 53.75 3.2373 0.05992 8.01043

6.74 330 54.67 3.2373 0.05939 8.11128

6.68 330 56.35 3.2373 0.06046 8.43563

6.6 330 51.28 3.2373 0.06193 7.7697

6.52 330 50.23 3.2373 0.06346 7.70399

6.63 330 49.02 3.2373 0.06137 7.39367

5.91 310 39.67 3.0411 0.07256 6.71235

5.85 310 40.65 3.0411 0.07405 6.94872

5.87 310 39.62 3.0411 0.07355 6.74957

5.6 290 35.91 2.8449 0.0756 6.4125

5.48 290 36.14 2.8449 0.07895 6.59489

5.52 290 37.06 2.8449 0.07781 6.71377

5.19 290 29.92 2.8449 0.08801 5.76493

5.11 290 28.43 2.8449 0.09079 5.5636

5.11 290 29.27 2.8449 0.09079 5.72798

6.71 350 52.84 3.4335 0.06355 7.87481

6.74 350 52 3.4335 0.06298 7.71513

6.68 350 51.19 3.4335 0.06412 7.66317

6.6 370 47.62 3.6297 0.06944 7.21515

6.52 370 48.84 3.6297 0.07115 7.4908

6.63 370 49.86 3.6297 0.06881 7.52036

5.91 340 37.68 3.3354 0.07958 6.37563

5.85 340 38.2 3.3354 0.08122 6.52991

5.87 340 37.55 3.3354 0.08067 6.39693

5.6 310 34.4 3.0411 0.08081 6.14286

5.48 310 34.38 3.0411 0.08439 6.27372

5.52 310 33.31 3.0411 0.08317 6.03442

5.19 310 28.52 3.0411 0.09408 5.49518

5.11 310 28.39 3.0411 0.09705 5.55577

5.11 310 26.96 3.0411 0.09705 5.27593

52


kecepatan angin 6,84 m/s.

n tsr ω T 𝑷𝒌

10 0.05356 1.04667 0.56136 0.58756

15 0.08034 1.57 0.54493 0.85554

20 0.10712 2.09333 0.5285 1.10633

25 0.13389 2.61667 0.51207 1.33993

30 0.16067 3.14 0.49565 1.55633

35 0.18745 3.66333 0.47922 1.75554

40 0.21423 4.18667 0.46279 1.93755

45 0.24101 4.71 0.44636 2.10237

50 0.26779 5.23333 0.42993 2.24999

55 0.29457 5.75667 0.41351 2.38042

60 0.32135 6.28 0.39708 2.49365

65 0.34812 6.80333 0.38065 2.58969

70 0.3749 7.32667 0.36422 2.66854

75 0.40168 7.85 0.34779 2.73019

80 0.42846 8.37333 0.33137 2.77464

85 0.45524 8.89667 0.31494 2.8019

90 0.48202 9.42 0.29851 2.81197

95 0.5088 9.94333 0.28208 2.80484

100 0.53558 10.4667 0.26565 2.78052

105 0.56235 10.99 0.24923 2.739

110 0.58913 11.5133 0.2328 2.68029

115 0.61591 12.0367 0.21637 2.60438

120 0.64269 12.56 0.19994 2.51128

125 0.66947 13.0833 0.18351 2.40098

130 0.69625 13.6067 0.16709 2.27349

135 0.72303 14.13 0.15066 2.1288

53



n tsr ω T 𝑷𝒌

10 0.05517 1.04667 0.52808 0.55272

15 0.08276 1.57 0.51213 0.80404

20 0.11034 2.09333 0.49618 1.03868

25 0.13793 2.61667 0.48023 1.25661

30 0.16551 3.14 0.46429 1.45786

35 0.1931 3.66333 0.44834 1.64242

40 0.22068 4.18667 0.43239 1.81028

45 0.24827 4.71 0.41644 1.96145

50 0.27585 5.23333 0.4005 2.09593

55 0.30344 5.75667 0.38455 2.21372

60 0.33102 6.28 0.3686 2.31482

65 0.35861 6.80333 0.35265 2.39922

70 0.38619 7.32667 0.33671 2.46693

75 0.41378 7.85 0.32076 2.51795

80 0.44137 8.37333 0.30481 2.55228

85 0.46895 8.89667 0.28886 2.56992

90 0.49654 9.42 0.27292 2.57086

95 0.52412 9.94333 0.25697 2.55512

100 0.55171 10.4667 0.24102 2.52268

105 0.57929 10.99 0.22507 2.47355

110 0.60688 11.5133 0.20912 2.40772

115 0.63446 12.0367 0.19318 2.32521

120 0.66205 12.56 0.17723 2.226

125 0.68963 13.0833 0.16128 2.11011

130 0.71722 13.6067 0.14533 1.97752

135 0.7448 14.13 0.12939 1.82823

54



n tsr ω T 𝑷𝒌

10 0.060451 1.046667 0.43731 0.457718

15 0.090677 1.57 0.422755 0.663726

20 0.120902 2.093333 0.408201 0.8545

25 0.151128 2.616667 0.393646 1.03004

30 0.181353 3.14 0.379091 1.190347

35 0.211579 3.663333 0.364537 1.335419

40 0.241804 4.186667 0.349982 1.465258

45 0.27203 4.71 0.335427 1.579863

50 0.302255 5.233333 0.320873 1.679234

55 0.332481 5.756667 0.306318 1.763371

60 0.362706 6.28 0.291764 1.832275

65 0.392932 6.803333 0.277209 1.885944

70 0.423157 7.326667 0.262654 1.92438

75 0.453383 7.85 0.2481 1.947582

80 0.483608 8.373333 0.233545 1.95555

85 0.513834 8.896667 0.21899 1.948284

90 0.544059 9.42 0.204436 1.925784

95 0.574285 9.943333 0.189881 1.888051

100 0.60451 10.46667 0.175326 1.835083

105 0.634736 10.99 0.160772 1.766882

110 0.664961 11.51333 0.146217 1.683447

115 0.695187 12.03667 0.131663 1.584778

120 0.725413 12.56 0.117108 1.470875

125 0.755638 13.08333 0.102553 1.341739

130 0.785864 13.60667 0.087999 1.197368

135 0.816089 14.13 0.073444 1.037764

55



n tsr ω T 𝑷𝒌

10 0.067094 1.046667 0.352404 0.36885

15 0.100641 1.57 0.33929 0.532686

20 0.134188 2.093333 0.326177 0.682797

25 0.167735 2.616667 0.313063 0.819182

30 0.201282 3.14 0.29995 0.941842

35 0.234829 3.663333 0.286836 1.050776

40 0.268376 4.186667 0.273723 1.145985

45 0.301923 4.71 0.260609 1.227468

50 0.33547 5.233333 0.247495 1.295226

55 0.369017 5.756667 0.234382 1.349258

60 0.402564 6.28 0.221268 1.389564

65 0.436111 6.803333 0.208155 1.416145

70 0.469658 7.326667 0.195041 1.429001

75 0.503205 7.85 0.181927 1.428131

80 0.536752 8.373333 0.168814 1.413535

85 0.570299 8.896667 0.1557 1.385214

90 0.603846 9.42 0.142587 1.343167

95 0.637393 9.943333 0.129473 1.287395

100 0.67094 10.46667 0.11636 1.217897

105 0.704487 10.99 0.103246 1.134673

110 0.738034 11.51333 0.090132 1.037724

115 0.771581 12.03667 0.077019 0.92705

120 0.805128 12.56 0.063905 0.80265

125 0.838675 13.08333 0.050792 0.664524

130 0.872222 13.60667 0.037678 0.512673

135 0.905769 14.13 0.024565 0.347096

56



n tsr ω T 𝑷𝒌

5 0.07799 0.52333 3.10399 1.62442

10 0.15599 1.04667 2.6853 2.81062

15 0.23398 1.57 2.26661 3.55858

20 0.31197 2.09333 1.84792 3.86831

25 0.38997 2.61667 1.42923 3.73982

30 0.46796 3.14 1.01054 3.17309

35 0.54595 3.66333 0.59185 2.16814

40 0.62394 4.18667 0.17316 0.72495



n tsr ω T 𝑷𝒌

5 0.07953 0.52333 2.97693 1.55793

10 0.15907 1.04667 2.56635 2.68611

15 0.2386 1.57 2.15577 3.38456

20 0.31814 2.09333 1.74519 3.65327

25 0.39767 2.61667 1.33461 3.49224

30 0.4772 3.14 0.92403 2.90147

35 0.55674 3.66333 0.51345 1.88096

40 0.63627 4.18667 0.10288 0.43071



n tsr ω T 𝑷𝒌

5 0.089002 0.523333 2.3382 1.223658

10 0.178005 1.046667 1.9713 2.063294

15 0.267007 1.57 1.604399 2.518906

20 0.356009 2.093333 1.237498 2.590496

25 0.445011 2.616667 0.870598 2.278063

30 0.534014 3.14 0.503697 1.581608

35 0.623016 3.663333 0.136796 0.50113

57



n tsr ω T 𝑷𝒌

5 0.094635 0.523333 2.047588 1.071571

10 0.189271 1.046667 1.702527 1.781978

15 0.283906 1.57 1.357465 2.131221

20 0.378541 2.093333 1.012404 2.119299

25 0.473177 2.616667 0.667343 1.746213

30 0.567812 3.14 0.322281 1.011963



n tsr ω T 𝑷𝒌

5 0.101816 0.523333 1.746343 0.91392

10 0.203632 1.046667 1.425617 1.492146

15 0.305447 1.57 1.104891 1.734679

20 0.407263 2.093333 0.784165 1.641519

25 0.509079 2.616667 0.463439 1.212665

30 0.610895 3.14 0.142713 0.448118

58

GAMBAR KERJA

•

UJIAN PENDADARAN TUGAS AKHIR I SKRIPSI TANGGAL : 11 Februari 2011

Nama Mahasiswa STEFANUS ANDRYANTO EKO PRABOWO

NIM 095214071

Judull topik Unjuk kerja model kincir angin poros vertikal dengan empat sudu yang dapat membuka dan menutup seacara otomatis dengan variasi diameter

Pembimbing 1 Ir. Rines, M.T.

Pembimbing 2 .

USULAN REVISI DARI DOSEN PENGUJI 1. 1lembar untuk mahasiswa 2. 1lembar untuk dosen pembimbing

line ~ "1 . ~ . I AtvU feM1<~ ~ ~ Rd 7

j(~~ sviut McJlCUAfaNJ 10vlufM ~ult ~""11) (l,U~ ,~ tA<

~\'1A-w.0 1c '\:; ACpochzU.2vt-J/e.1ANllM-u...~ /"~~ -&cM~e ~wrclM~(~!

K~l!tuJ M 1:elGJ4 I

kincir angin poros vertikal

Documents