“ PENGGUNAAN KINCIR ANGIN SAVONIUS

sebagai SUMBER ENERGI LISTRIK ”

Dosen Pengampu : Drs. Purwandari

Disusun Oleh :

Rizcy Dwi Prastikasari (09421.127)Septya Sri Ekawaty (09421.135)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

IKIP PGRI MADIUN

2012

PEMBAHASAN

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 modern adalah mesin yang digunakan untuk

menghasilkan energi listrik, disebut juga dengan turbin angin.

Sejarah Kincir Angin

Sebetulnya, kincir angin yang pertama kali digunakan adalah di Persia

pada abad 5. Kemudian kincir angin tersebut menyebar ke seluruh Eropa. Di

Belanda sendiri, kincir angin digunakan pertama kali sekitar abad 13. Pada saat

itu, masih banyak lokasi di Belanda yang masih berada di bawah air. Dengan

menggunakan kincir air yang ada di dalam bangunan kincir angin tersebut, air

yang ada di tanah Belanda dialihkan, disalurkan dan dibendung sehingga kita bisa

melihat saat ini tidak banyak air di sini. Selanjutnya, tanah yang masih sedikit

basah dikeringkan dengan kincir angin. Dengan adanya perkembangan teknologi

dan arsitektur, penggunaan kincir angin pun juga berkembang. Sekitar abad 17,

banyak terjadi revolusi di negara-negara Eropa. Karena faktor tersebut,

masyarakat di Belanda menggunakan kincir angin untuk kepentingan lain. Tidak

hanya digunakan sebagai alat untuk mengalihkan dan membendung air, kincir

angin juga dipergunakan sebagai salah satu sarana pembantu dalam bidang

pertanian dan industri. Kincir angin memang memegang peran penting dalam

berbagai bidang di negara ini.

Pada akhir 1890-an, di Denmark, kincir angin dimanfaatkan untuk

membangkitkan listrik. Sejak saat itu, penggunaan kincir angin pembangkit

tenaga listrik berkembang secara luas dengan segala penyempurnaannya. Ada

beberapa contoh Kincir Angin misal : kincir angin untuk menggergaji (sawmill

red.) atau kincir angin untuk menggiling jagung (cornmill red.), Kincir Angin

SAVONIUS.

Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh insinyur Finlandia Sigurd

J. Savonius pada tahun 1922. Turbin angin sumbu vertikal yang terdiri dari dua

sudu berbentuk setengah silinder (atau elips) yang dirangkai sehingga membentuk

‘S’, satu sisi setengah silinder berbentuk cembung dan sisi lain berbentuk cekung

yang dilalui angin seperti berikut:

A. MANFAAT KINCIR ANGIN SAVONIUS

1. Sebagai sumber energi penerangan di daerah petani / nelayan yang belum

mendapat sambungan. Listrik Kincir model ini sengaja dikembangkan

khusus untuk teknologi rakyat.

2. Daya dan putaran yang dihasilkan turbin savonius relatif rendah, sehingga

pada penerapannya digunakan untuk keperluan yang membutuhkan daya

kecil dan sederhana seperti memompa air.

B. APLIKASI KINCIR ANGIN SAVONIUS

1. Energi listrik mempunyai banyak kegunaan dari pemanas sampai penggerak

mesin-mesin industri, dari penghasil cahaya sampai penghidup komputer dan

sebagainya.

2. Turbin angin tipe Savonius sendiri digunakan pada lampu-lampu

penerangan di jalan tol. Selain itu, bisa digunakan sebagai kebutuhan

rumah tangga, dll. Lampu-lampu jalan tol tidak perlu lagi menggunakan

listrik. Cukup dengan turbin angin Savonius ini, lampu akan menyala.

C. BAGIAN-BAGIAN KINCIR ANGIN SAVONIUS

1. Papan kayu digunakan sebagai alas tempat pembentukan kincir angin

2. Stator adalah bagian yang tak berputar (diam) yang mempunyai bagian

terdiri dari rangka stator yang merupakan salah satu bagian utama dari

generator yang terbuat dari besi tuang dan ini merupakan rumah dari

semua bagian-bagian generator

3. Rotor adalah merupakan elemen yang berputar, pada rotor terdapat kutub-

kutub magnet dengan lilitan-lilitan kawatnya dialiri oleh arus searah.

4. 2 buah sudu (baling-baling)

5. LED

6. Tiiang penyangga

D. CARA KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS

Kincir angin Savonius merupakan sumber energi alternatif yang ramah

Cara kincir angin bekerja yaitu:

- Angin (energy kinetic) meniup kincir angin sehingga sudu dan rotor

bergerak.

- Sudu dan rotor akan berputar pada porosnya.

- Putaran sudu dan rotor ini mempengaruhi kumparan stator yang ada di

bawah rotor.

- Dengan rotor berisi magnet dan stator berisi kumparan (generator), maka

akan menghasilkan energy.

- Melelui generator tersebut terjadi perubahan energy mekanik menjadi

energy listrik yang dapat menyalakan lampu.

Berdasarkan prinsip aerodinamis, rotor turbin ini memanfaatkan gaya

hambat (drag) saat mengekstrak energi angin dari aliran angin yang melalui sudu

turbin. Koefisien hambat permukaan cekung lebih besar daripada permukaan

cembung. Oleh sebab itu, sisi permukaan cekung setengah silinder yang dilalui

angin akan memberikan gaya hambat yang lebih besar daripada sisi lain sehingga

rotor berputar. Setiap turbin angin yang memanfaatkan potensi angin dengan gaya

hambat memiliki efisiensi yang terbatasi karena kecepatan sudu tidak dapat

melebihi kecepatan angin yang melaluinya. Dengan memanfaatkan gaya hambat,

turbin angin savonius memiliki putaran dan daya yang rendah. Meskipun

demikian turbin savonius tidak memerlukan energi awal memulai rotor untuk

berputar yang merupakan keunggulan turbin ini.

P r i n s i p k e r j a u n t u k k i n c i r a n g i n m o d e l s a v o n i u s

y a i t u k i n c i r a n g i n m o d e l penampang dua daun dipasang tegak

lurus pada kincir (berporos vertikalatau tegak) dengan putaran ke arah

kanan.

1. Dengan prinsip kerja bahwa setiap pada t e rpaan / t i upan ang in

yang mengena i daun k inc i r , menyebabkan daun kincir tersebut

berputar dengan arah putar satu arah yaitu kearah kanan secara terus

menerus walaupun angin yang menerpa daun kincir datang dari arah yang

b e r b e d a - b e d a , s e h i n g g a e n e r g i p u t a r y a n g d i h a s i l k a n

d a p a t s t a b i l d a n menghasilkan energi putar yang cukup untuk

dapat memulai alternator chass beke r j a men chas s ba t e r ey

s ec a r a kon t i nyu , s eh ingga dapa t mens t ab i l kan inverter yang

digunakan untuk menghasilkan energi listrik AC.

2. Elemen-elemen konstruksi kincir angin model savonius adalah

penampang daun k in c i r dua daun d ipa sa ng t eg ak l u r u s pada

k in c i r ( be rpo ros ve r t i c a l ) terbuat dari bahan fiber glass, AS kincir,

kopel bearing (pil blok) riga buah, dan satu buah pulley kincir.

3. B e s a r n y a t e g a n g a n A C y a n g d i h a s i l k a n o l e h

k i n c i r a n g i n m o d e l S a v o n i u s ditentukan seberapa besar

kapasitas inverter yang digunakan.

4. Semakin besar kecepatan angin, rapat massa udara luas

penampang rotor/kincirangin, semakin besar pula daya yang dihasilkan.

E. KELEBIHAN dan KEKURANGAN KINCIR ANGIN- Kelebihan

Ramah lingkungan ( tidak polusi, bersih)

Merupakan renewable energy (energi yang tidak dapat habis)

Sering dipadukan dengan sumber energi lain terutama sumber energi yang

terbarukan.

Merendahkan efek rumah kaca.

- Kekurangan

Hanya bisa di tempat-tempat tertentu yang memiliki banyak angin (tidak

bisa di sembarang tempat)

Butuh lahan yang cukup besar

Materi berhubungan dengan kincir angin

Energi angin dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan kincir angin

yang langsung dihubungkan dengan turbin pembangkitlistrik. Stasiun

pembangkit energi hidroelektrik dan termoelektrik setiap hari mengubah

energi panas menjadi energi mekanik kemudian menjadi energi listrik. Energi listrik

mempunyai banyak kegunaan dari pemanas sampai penggerak mesin-mesin

industri, dari penghasil cahaya sampai penghidup komputer dan sebagainya. Keberadaan

energi dalam suatu sistem dapat berwujud banyak tipe yang berbeda seperti energi

kinetik, energi potensial, energi listrik, energi nuklir dan lain-lain. Jenis energi

sistem berubah menjadi energi bentuk lain dapat sekaligus beberapa jenis energi; sebagai contoh

energi listrik diubah menjadi energi panas pada kabel, menjadi energi cahaya pada lampu,

menjadi energi gerak pada mesin cuci. Energi total sistem disebut sebagai energi

mekanik. Maka energi mekanik sistem mencakup energi kinetik sistem, energi

potensial gravitasi dan energi pitensial elastik, tetapi tidak mencakup

energi listrik dan energi nuklir.

Kebanyakan tipe-tipe energi saat itu adalah energi mekanik, sehingga

fisikawan sejak awal mendifinisikan bentuk energi kinetik adalah bagian dari energi

mekanik.. Leibnitz merupakan fisikawan pertama yang meneliti tergantung pada

apa sajakah tipe-tipe energi itu. Leibnitz mencatat , setelah percobaannya

yang mencakup tentangtumbukan antara dua benda, bahwa jumlah besar ½

(massa).(kecepatan) benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Dia

menamakan besaran ini sebagai “vis viva” yang artinya “gaya hidup”. Maka

Leibnitz menemukan bahwa energi mekanik sebuah benda berbanding lurus

dengan massanya dan kuadrat kecepatannya. Pada akhir abad ke 18, fisikawan

Thomas Young mulai menggunakan istilah energi kinetik untuk menyebutkan

“gaya hidup” .

Jadi energi kinetik benda sebanding dengan massa benda dan kuadrat

kecepatannya.Satuan energi kinetik dalam SI adalah joule(J), sedangkan dalam

sisten cgs adalah erg.

SIMPULAN

Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh insinyur Finlandia

Sigurd J. Savonius pada tahun 1922. Kincir angin Savonius merupakan sumber

energi alternatif yang ramah. Digunakan dalam berbagai bidang, misal :

penerangan, memompa air, bidang industri : pemanas, penggerak. Cara kerja

Kincir Angin ini mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik lalu

menghasilkan energi listrik.

DAFTAR PUSTAKA

- http://nugrohoadi.wordpress.com/2008/05/03/pembangkit-listrik-tenaga-

angin-di-indonesia/http://pemanfaatan kincir angin .com, di unduh tanggal

31-3-2012 pukul 17:46

- http://konsep kerja kincir air.htm di unduh tanggal 1-4-2012 pukul 06:27

- Kanginan Marthen, IPA FISIKA SMP KELAS VII, 2006, Erlangga,

Jakarta