proposal program kreativitas mahasiswa ... -...
TRANSCRIPT
i
PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA
JUDUL PROGRAM:
NOZZLE LENS WIND TURBINE (NOWIR), STRATEGI OPTIMALISASI
DAYA LISTRIK TURBIN DI INDONESIA YANG BERKECEPATAN
ANGIN RENDAH
BIDANG KEGIATAN:
PKM PENELITIAN
Diusulkan oleh:
1. Nova Dany Setyawan (K2512049) Angkatan 2013
2. Frandhoni Utomo (K2513024) Angkatan 2013
3. Ramadhan Ozzy Febririyanto (K2512054) Angkatan 2012
4. Danur Lambang Pristiandaru (K2511013) Angkatan 2011
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
ii
LEMBAR PENGESAHAN
1. Judul Kegiatan : NOZZLE LENS WIND TURBINE (NOWIR),
STRATEGI OPTIMALISASI DAYA
TURBIN DI INDONESIA YANG
BERKECEPATAN ANGIN RENDAH
2. Bidang Kegiatan : PKM-P
3. Ketua Pelaksana Kegiatan
a. Nama Lengkap : Nova Dany Setyawan
b. NIM : K2513049
c. Jurusan : Pendidikan Teknik Mesin
d. Universitas : Universitas Sebelas Maret
e. Alamat Rumah dan No.HP : Padas Rejo, RT 01/ RW 12, Kemiri,
Kebakkramat, Karanganyar
085647527295
f. Alamat Email : [email protected]
4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 Orang
5. Dosen Pendamping
a. Nama Lengkap dan Gelar : Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng.
b. NIDN : 0024017904
c. Alamat Rumah dan No.Tel/HP : Ngreden RT 06/ RW 01, Wonosari, Klaten /
08122881713
6. Biaya Kegiatan Total
a. DIKTI : Rp 8.890.000,-
b. Sumber Lain : -
7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 Bulan
Surakarta, 25 September 2015
Menyetujui,
Wakil Dekan III FKIP UNS Ketua Pelaksana Kegiatan
(Dr. Sapta Kunta Purnama, M.Pd.) (Nova Dany Setyawan)
NIP. 196803231993031012 NIM. K2513049
Wakil Rektor III Dosen Pendamping
Bidang Kemahasiswaan UNS
(Prof. Dr. Ir. Darsono, M.Si.) (Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng.)
NIP. 196606111991031002 NIDN. 0024017904
iii
DAFTAR ISI
HALAMAN KULIT MUKA .............................................................................. i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ............................................................................................... iv
RINGKASAN ..................................................................................................... v
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
A. Latar Belakang .................................................................................. 1
B. Perumusan Masalah ........................................................................... 2
C. Tujuan Penelitian ............................................................................... 3
D. Urgensi Penelitian ............................................................................. 3
E. Luaran yang Diharapkan ................................................................... 3
F. Manfaat Penelitian ............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................... 4
A. Angin ................................................................................................. 4
B. Turbin Angin ..................................................................................... 4
C. Persamaan Kontinyuitas .................................................................... 6
D. Daya Listrik ....................................................................................... 7
BAB III METODE PELAKSANAAN ............................................................... 7
A. Alat dan Bahan Penelitian ................................................................. 7
B. Tahap Penelitian ................................................................................ 7
C. Luaran yang Dihasilkan dan Indikator yang Dicapai ........................ 8
D. Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data ................................... 8
BAB IV BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN ................................................. 9
A. Anggaran Biaya ................................................................................. 9
B. Jadwal Kegiatan ................................................................................ 9
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 10
LAMPIRAN ........................................................................................................ 11
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Turbin Angin Sumbu Horizontal........................................................ 5
Gambar 2. Grafik hubungan Koefisien Daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ) .... 6
Gambar 3. Persamaan Kontinyuitas ...................................................................... 6
v
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Pengelompokan Potensi Energi Angin, Pemanfaatan, dan Lokasi ............... 4
Tabel 2. Luaran yang Dihasilkan dan Hasil yang Dicapai .................................... 8
Tabel 3. Rencana Anggaran .................................................................................. 9
Tabel 4. Jadwal Kegiatan Program ....................................................................... 9
vi
RINGKASAN
Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia dengan garis
pantai 99.039 km. Dengan mempertimbangkan kondisi alam dan geografis,
Indonesia memiliki potensi energi angin yang melimpah. Oleh karena itu,
pengembangan teknologi turbin angin sebagai energi baru terbarukan dan ramah
lingkungan patut dikembangkan. Diperlukan pengembangan teknologi yang jitu
untuk mengatasi krisis energi listrik yang terus meningkat tiap tahun. Meskipun
memiliki potensi yang besar, Indonesia memiliki rata-rata kecepatan angin yang
relatif rendah, yaitu bekisar antara 3 m/s sampai 6 m/s, sehingga pengembangan
turbin angin skala besar cukup terhambat. Untuk memaksimalkan kecepatan angin
rendah, maka diperlukan inovasi teknologi Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR)
sebagai teknlogi yang dapat meningkatkan kecepatan angin dengan penambahan
alat berbentuk lensa nozzle. Lensa nozzle merupakan alat yang berbentuk pipa
pada hukum bernoulli, sehingga aliran kecepatan udara dapat meningkat seceara
signifikan.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini dilakukan secara eksperimen
dengan membandingkan daya listrik turbin angin biasa dengan turbin angin
berteknologi NOWIR. Pengukuran daya listrik menggunakan data logger serta
pengujian secara langsung di sistem terbuka. Adapun target luaran penelitian ini
dapat menjadi salah satu inovasi dalam mengembangkan teknologi turbin angin di
Indonesia yang memiliki kecepatan angin rendah.
Kata kunci: turbin angin, kecepatan angin rendah, NOWIR, daya listrik
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia dengan jumlah
pulau sedikitnya 17.204 pulau dan memiliki luas wilayah darat 1.910.931,32 km2.
Indonesia juga memiliki wilayah laut yang sangat luas, dengan wilayah Zona
Ekonomi Eksklusif (ZEE) 2.981.211,00 km2, laut teritorial 284.210,90 km
2, dan
279 322,00 km2
(www.bps.go.id). Dengan mempertimbangkan kondisi alam dan
geografis, Indonesia memiliki potensi energi terbarukan yang melimpah.
Mengingat kebutuhan energi listrik yang terus meningkat, secara otomatis
kebutuhan energi untuk pembangkitannya pun juga meningkat. Hal ini menjadi
polemik, dikarenakan primadona pembangkit listrik (bahan bakar fosil) juga
semakin menipis dan akan habis suatu saat nanti. Apabila masih saja
ketergantungan kepada bahan bakar fosil, sama saja kita menggiring diri ke jurang
krisis energi yang akibatnya bisa kita rasakan kelak jika tidak adanya penggantian
pembangkit energi listrik. Disamping itu, penggunaan bahan bakar fosil juga
merupakan penyumbang terbesar pelubangan ozon akibat efek rumah kaca. Dan
energi listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok yang paling penting dalam
kehidupan manusia saat ini, dimana hampir seluruh aspek aktifitas kehidupan
manusia berhubungan dengan energi listrik. Seiiring dengan pertumbuhan
ekonomi dan tingkat populasi penduduk dunia pada umumnya dan Indonesia pada
khususnya maka permintaan akan energi listrik juga akan meningkat.
Diperlukanlah konversi, konservasi, dan pengembangan energi-energi
baru terbarukan (renewable energy) untuk mengatasi ketergantungan akan energi
bahan bakar fosil. Masuk ke aspek pengembangan, harus memperhatikan tiga “E”
yaitu energi, ekonomi, dan ekologi. Menyetimbangkan ketiga “E” ini secara tepat
adalah tantangan utama teknologi masa kini (Culp, 1991:3). Adapun yang
dimaksud dengan renewable energy adalah sumber energi yang persediaannya
tidak terbatas, dapat diperbarui dan atau dapat dibuat. Renewable energy
mendapatkan energi dari aliran energi yang berasal dari proses alam yang
berkelanjutanseperti sinar matahari, angin, air yang mengalir, proses biologi, dan
geotermal.
Salah satu pemanfaatan energi terbarukan yang saat ini memiliki potensi
besar untuk dikembangkan adalah energi angin. Energi ini merupakan energi yang
bersih dan proses produksinya tidak mencemari lingkungan. Angin sebagai
sumber energi yang jumlahnya melimpah merupakan sumber energi yang
terbarukan dan tidak menimbulkan polusi udara karena tidak menghasilkan gas
buang yang dapat menyebabkan efek rumah kaca. Energi angin adalah salah satu
energi yang tersedia di alam yang dapat diperoleh secara gratis dan ramah
lingkungan. Perkembangan pemanfaatan energi angin di Indonesia saat ini masih
tergolong rendah. Salah satu penyebab yang mendasar adalah karena kecepatan
angin rata-rata di wilayah indonesia tergolong kecepatan angin rendah, yaitu
2
bekisar antara 3 m/s sampai dengan 6 m/s sehingga sulit untuk menghasilkan
energi listrik dalam skala besar. Kecepatan sebesar itu tidak memungkinkan untuk
dapat membangun turbin angin berdiameter besar, dikarenakan turbin angin skala
besar memiliki cut-in yang bekisar pada kecepatan angin 5 m/s – 7 m/s (Burton,
2000). Meskipun demikian, potensi energi angin yang ada di Indonesia teramat
banyak, mengingat indonesia memiliki garis pantai terpanjang ke-empat didunia
yaitu 99.093 km (BIG, 2014) dengan asumsi potensi daya sebesar 9,29 MW
(DESDM, 2005). Hal ini bisa dimanfaatkan untuk wind farm (ladang angin)
sebagai tempat bercokolnya turbin angin. Dengan adanya potensi energi angin
yang melimpah (wind farm) perlu adanya teknologi yang dapat memanfatkan
potensi tersebut. Tapi perlu diketahui karena kecepatan angin rata-rata di wilayah
indonesia tergolong kecepatan angin rendah, yaitu bekisar antara 3 m/s sampai
dengan 6 m/s sehingga sulit untuk menghasilkan energi listrik dalam skala besar.
Dengan adanya kecepatan angin yang relatif rendah diterapkan teknologi yang
tepat untuk mengoptimalkan potensi angina tersebut. Kincir yang sesuai untuk
kecepatan rendah adalah kincir angina dengan teknologi Nozzle Lens Wind
Turbine (NOWIR).
Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR). adalah pengembangan turbin angin
horizontal dengan penambahan alat berupa lensa nozzle. Sebuah lensa nozzle akan
memfokuskan angin dan meningkatkan kecepatan angin yang melalui diameter
dalamnya. Berdasarkan prinsip bernoulli, udara bertekanan tinggi memiliki
kecepatan yang rendah sedangkan udara bertekanan rendah memiliki kecepatan
yang tinggi. Lensa berfungsi sebagai pengkonversi tekanan udara bebas yang
tinggi menjadi tekanan rendah, sehingga didapatkan kecepatan udara yang tinggi.
Lensa nozzle inilah yang akan digunakan sebagai alat optimasi yang dipasangkan
pada turbin angin. Oleh karena itu dalam penelitian ini akan dilakukan penerapan
teknologi Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) pada turbin angin sebagai
pengoptimalan daya turbin di Indonesia yang berkeceatan angin rendah.
B. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan
sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh penerapan teknologi Nozzle Lens Wind Turbine
(NOWIR) pada turbin angin yang berkecepatan rendah dibandingkan
dengan turbin angina tanpa Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) ?
2. Berapakah daya turbin yang dihasilkan dengan adanya penerapan teknologi
Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) pada turbin yang berkecepatan angina
rendah ?
3. Bagaimana efektifitas penerapan teknologi Nozzle Lens Wind Turbine
(NOWIR) pada turbin yang berkecepatan angina rendah ?
3
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujua penelitian ini antara lain:
1. Mengetahui pengaruh turbin angin dengan adanya penerapan teknologi
Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) pada turbin yang berkecepatan angin
rendah dibandingkan dengan turbin angin biasa.
2. Mengetahui daya turbin yang dihasilkan dengan adanya penerapan
teknologi Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) pada turbin yang
berkecepatan angin rendah .
3. Mengetahui efektifitas penerapan teknologi Nozzle Lens Wind Turbine
(NOWIR) pada turbin yang berkecepatan angina rendah.
D. Urgensi Penelitian
Dengan adanya potensi energi angin yang melimpah (wind farm) perlu
adanya teknologi yang dapat memanfatkan potensi tersebut. Tapi perlu diketahui
karena kecepatan angin rata-rata di wilayah Indonesia tergolong kecepatan angin
rendah, yaitu bekisar antara 3 m/s sampai dengan 6 m/s sehingga sulit untuk
menghasilkan energi listrik dalam skala besar. Dengan adanya penerapan
teknologi Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) pada turbin yang berkecepatan
angin rendah sangat dibututuhkan untuk pengotimalisasian daya turbin di
Indonesia dengan angin berkecepatan rendah sehingga dapat menjadi tambahan
sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan.
E. Luaran Yang Diharapkan
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah:
1. Penerapan teknologi Nozzle Lens Wind Turbine (NOWIR) pada turbin
yang berkecepatan angin rendah sebagai upaya dalam meningkatkan
sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan.
2. Publikasi artikel ilmiah yang akan diterbitkan dalam jurnal terakreditasi
nasional atau internasional.
3. Sebagai bahan masukan atau referensi untuk mendukung pengembangan
teknologi yang sejenis.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat dari program penelitian ini antara lain:
1. Menambahkan minat dan sebagai ajang penelitian bagi mahasiswa.
2. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan konstribusi dalam
memajukan iptek bidang konversi energi khususnya energi terbarukan
yang ramah lingkungan.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Angin
Angin adalah udara yang bergerak yang disebabkan akibat rotasi bumi
dan akibat perbedaan tekanan, udara bertekanan tinggi akan berpindah ke tekanan
yang lebih rendah. Udara di bumi mengalami perbedaan temperatur yang
disebabkan oleh sinar matahari, dimana udara bertemperatur tinggi memiliki
tekanan yang rendah, dan udara bertemperatur rendah memiliki tekanan yang
tinggi.
Perbedaan tekanan sendiri terjadi karena pemanasan yang tidak merata
pada permukaan bumi. Daerah tropis memiliki temperatur yang lebih tinggi akibat
mendapatkan paparan radiasi panas matahari yang lebih banyak, sehingga udara
memuai dan bergerak ke atmosfir (Nugroho, 2009). Pergerakan udara panas
keatas menyebabkan udara dingin dari garis lintang yang lebih tinggi mengalir
menuju daerah tropis. Udara menyusut menjadi lebih berat dan kembali ke tanah.
Di atas tanah udara menjadi panas lagi, begitulah seterusnya sehingga terjadi
sirkulasi. Sirkulasi ini selain menyebabkan perbedaan iklim pada zona yang
berbeda, kecepatan angin yang dihasilkan juga berbeda.
Tabel 1. Pengelompokan Potensi Energi Angin, Pemanfaatan, dan Lokasi Potensial
Kelas/Kategori
Kecepatan
Angin
(m/s)
Daya
Spesifik
Kapasitas
(kW) Lokasi
Skala Kecil 2,5 – 4,0 <75 0 – 10 Jawa, NTB, NTT,
Maluku, Sulawesi
Skala
Menengah 4,0 – 5,0 75 – 150 10 – 100
NTB, NTT, Sulsel,
Sultra
Skala Besar >5,0 >5,0 >100 Sulsel, NTB, NTT,
Pantai Selatan Jawa
(Sumber: LAPAN, 2005)
B. Turbin Angin
Turbin angin merupakan alat yang digunakan pada sistem konversi
energi angin dengan memanfaatkan energi angin untuk mengubah energi kinetik
dari angin menjadi energi mekanik didalam bentuk putaran poros dan akhirnya
energi finalnya berupa listrik dari generator (Hansen, 2008).
Turbin Angin Sumbu Horizontal merupakan turbin angin dengan posisi
sumbu/poros horisontal (mendatar). Turbin angin jenis ini poros utamanya
menyesuakan arah angin. Agar rotor dapat berputar dengan baik, arah angin harus
sejajar dengan poros turbin dan tegak lurus terhadap arah putaran rotor. TASH
memiliki beberapa keunggulan diantaranya cut-in pada kecepatan angin rendah
5
dan mudah berputar. Secara umum, tipe ini memiliki koefisien tenaga yang relatif
tinggi (Mathew, 2006).
Gambar 1. Turbin Angin Sumbu Horizontal
(Mathew, 2006)
Prinsip kerjanya, blade pada tubin bergerak karena serangan angin.
Pergerakan blade ini dinamakan gaya lift. Bentuk dari blade biasanya berbentuk
airfoil seperti pada sayap pesawat. Ini dimaksudkan agar meningkatkan efisiensi
dan performansi dari TASH.
Berdasarkan dari arah penerimaan angin, TASH dibedakan menjadi
upwind dan downwind. Turbin upwind memiliki rotor yang langsung menghadap
kearah angin, sedangkan turbin angin jenis downwind memiliki rotor yang
membelakangi arah angin (Mathew, 2006). Tipe upwind memerlukan mekanisme
yaw (perputaran poros tower) untuk tetap menjaga rotor tetap berhadapan dengan
arah angin. Berbeda dengan tipe upwind, tipe downwind memiliki desain yang
lebih fleksibel dan tidak memerlukan mekanisme yaw (pergerakan sumbu rotor
mengikuti arah angin). Meskipun begitu, rotor downwind menerima aliran udara
yang kurang laminar karena tertahan oleh tower dan menyebabkan distribusi
aliran yang tidak merata pada tiap blade.
Parameter untuk mengetahui karakteristik secara teoritis dari turbin angin
savonius dapat diperoleh dengan persamaan sebagai berikut:
1. Daya turbin angin
Daya turbin angin diperoleh dari penerimaan energi angin oleh sudu
turbin dan dikonversi menjadi gerak putaran poros. Persamaan yang
digunakan adalah:
(1)
dimana P adalah daya turbin (Watt), Cp adalah koefisien daya, adalah
densitas udara (1,225 kg/m3), A adalah luas rotor, dan v adalah kecepatan
angin.
Tahun 1927 melaui bukunya, Albert Bezt, serang insinyur dari
Jerman meyatakan bahwa harga maksimal Cp keseluruhan seluruh desain
turbin tidak lebih dari 0,59 atau 59% dari keseluruhan daya angin yang dapat
dikonversi.
2. Tip Speed Ratio
6
Tip speed ratio merupakan perbandingan antara kecepatan ujung
sudu terhadap kecepatan angin. Tip speed ratio merupakan besaran tak
berdimensi yang menyatakan hubungan antara kecepatan angin dengan rata-
rata putaran rotor. Persamaan yang digunakan adalah:
(2)
dimana λ adalah tip speed ratio, π adalah konstanta, D adalah diameter rotor
(m), n adalah putaran rotor (rpm), dan v adalah kecepatan angin (m/s).
3. Torsi
Torsi merupakan harga momen atau gaya untuk menyatakan benda
berputar pada suatu sumbu. Besaran torsi dapat ditentukan dengan
persamaan:
⁄ (3)
dimana T adalah torsi turbin (Nm), P adalah daya rotor (Watt), dan ω adalah
kecepatan putaran poros (rad/s).
Gambar 2. Grafik hubungan Koefisien Daya (Cp) dengan tip speed ratio (λ)
(Menet,2004)
C. Persamaan Kontinyuitas
Banyaknya fluida yang mengalir melalui penampang tiap satuan waktu
disebut debit atau Q. Berikut ini gambar aliran sebuah fluida dalam sebuah pipa
yangluaspenampangnya berada pada A1 dan A2:
Gambar 3. Persamaan Kontinyuitas
7
Kecepatan fluida tergantung pada luas penampang
(4)
Dimana V1 adalah kecepatan fluida (m/s) pada luas penampang A1, sedangkan V2
adalah kecepatan fluida (m/s) pada luas penampang A2.
D. Daya Listrik
Daya listrik merupakan laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Daya
listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik.
Pada rangkaian arus dc, daya listrik sesaat dihitung menggunakan hukum Joule :
(5)
Dimana P adalah daya listrik (Watt), V adalah Tegangan (Volt), I adalah Arus
Listrik (Ampere).
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang digunakan antara adalah blower, data logger, accu
12V, anemometer, tachometer, lensa nozzle, kabel, generator DC 10 Watt, dan
prototipe turbin angin.
B. Tahap Penelitian
1. Pembuatan Prototipe Turbin Angin
Prototipe turbin angin menggunakan blade airfoil tipe NACA (National
Airfoil Committe Advisory) dengan diameter 50 cm. Generator turbin angin
menggunakan generator sepeda. Sudut pitch diatur sebesar 10° dengan jumlah
blade 3 buah. Blade turbin menggunakan kayu mahoni karena momen
inersianya kecil. Bahan prototipe turbin adalah besi pelat u 4mm dengan tinggi
1 mater.
3. Pembuatan Lensa Nozzle
Lensa nozzle dibuat dengan diameter ujung 65 cm dan diameter
pangkal 50 cm. bahan yang digunakan untuk tower lensa adalah besi profil u 4
mm.
4. Pembuatan Blower
Penggerak blower menggunakan motor dengan daya 250 Watt. Sudu
blower menggunakan pipa PVC dengan diameter 80 cm. untuk mengatur
kecepatan putaran motor, digunakan regulator arus.
5. Pengujian Kecepatan Putaran Poros
Pengujian ini dilakukan untuk mengkomparasikan kecepatan putaran
poros turbin angin biasa dengan NOWIR dengan menggunakan tachometer.
Variabel kecepatan angin dalam pengujian ini menggunakan 3 kecepatan angin
yaitu 3 m/s, 4 m/s, dan 5 m/s.
8
6. Pengujian Daya Listrik
Pengujian ini dilakukan untuk mengkomparasikan kecepatan putaran
poros turbin angin biasa dengan NOWIR dengan menggunakan data logger.
Variabel kecepatan angin dalam pengujian ini menggunakan 3 kecepatan angin
yaitu 3 m/s, 4 m/s, dan 5 m/s.
C. Luaran yang Dihasilkan dan Indikator yang Dicapai
Tabel 2. Luaran yang dihasilkan dan indikator yang dicapai
No. Tahap Penelitian Target Luaran Indikator Capaian
1. Pembuatan prototipe
turbin angin
Spesimen untuk
pengujian
Diperoleh prototipe
yang sudah jadi
2. Pembuatan lensa
nozzle
Alat modifikasi untuk
dipasangkan pada
turbin angin
Diperoleh NOWIR
3. Pembuatan blower Sebagai penghasil angin
untuk pengujian
Penggerak blade
turbin angin
4 Pengujian kecepatan
putaran poros
Mengetahui kecepatan
putaran poros turbin
angin
Diketahui data
kecepatan putaran
poros turbin angin
5. Pengujian daya listrik Mengetahui daya listrik
yang dihasilkan turbin
angin
Diperoleh data daya
listrik yang dihasilkan
turbin angin
D. Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data
Metode pengumpulan data yang digunakan pada penelitan ini adalah
metode pengukuran. Pengumpulan data atau informasi pada penelitian ini
menggunakan data primer yaitu data yang diperoleh sendiri melalui metode
eksperimen. Data tersebut diperoleh dengan melakukan pengukuran daya
listrik oleh generator dengan melakukan percobaan menggunakan blower untuk
menggerakkan turbin. Penulis menggunakan teknik analisis data berupa
analisis deskriptif kuantitatif, yaitu dengan mengamati secara langsung
keadaan penelitian dan hasil pengujian alat. Daya listrik pada pengujian ini
diukur dan dicatat menggunakan data logger sedangkan pengukuran kecepatan
poros menggunakan tachometer. Pengujian dan pencatatan data tiap perlakuan
dilakukan sebanyak 3 kali masing-masing selama satu menit, kemudian hasil
tersebut dirata-rata. Setelah mendapatkan rata-rata, dibuat tabel yang kemudian
disajikan dalam bentuk grafik, sehingga dapat dianalisis dan ditarik
kesimpulannya. Kemudian dianalisis lagi pengaruh penambahan lensa dan
jumlah blade terhadap daya listrik yang dihasilkan.
9
BAB IV
BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN
A. ANGGARAN BIAYA
Rencana anggaran dan pengeluaran yang disusun per kebutuhan dan
komponen adalah sebagai berikut:
Tabel 4. Rencana Anggaran
No. Jenis Pengeluaran Biaya (Rp.)
1 Peralatan penunjang 1.690.000
2 Bahan habis pakai 3.225.000
3 Perjalanan 1.800.000
4 Lain-lain 2.175.000
Jumlah (Rp) 8.890.000
B. JADWAL KEGIATAN
Jadwal rencana kegiatan program diuraikan dalam tabel berikut:
Tabel 5. Jadwal Kegiatan Program
No. Kegiatan Bulan ke-
1 2 3 4 5
1. Identifikasi masalah
2. Studi kasus dan literatur
3. Perencanaan eksperimen
4. Pembuatan prototipe dan instrumen
penguji
5. Pengujian NOWIR
6. Analisis hasil eksperimen
7. Pembuatan Laporan
10
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Perkembangan Beberapa Indikator Utama Sosial-Ekonomi
Indonesia. http://www.bps.go.id/booklet/Booklet_Agustus_2011.pdf.
(Diakses pukul 16.30 WIB; 20 September 2015).
Burton, T., Jenkins, N., Sharpe, D., & Bossanyi, E., 2001. Wind Energy
Handbook 2nd Edition. West Sussex: John Wiley & Sons, Ltd.
Culp, Archie W. 1991. Prinsip-prinsip Konversi Energi, Jakarta: Erlangga.
Daryanto, Y. 2007. Kajian Potensi Angin untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu.
Balai PPTAGG-UPT-LAGG.
Dewan Energi dan Sumber Daya Mineral RI. 2005. Kebijakan Energi Nasional
2003 – 2020 (National Energy Policy: 2003 – 2020). Jakarta:
Indonesia’s Ministry for Energy and Mineral Resources.
Dewan Energi dan Sumber Daya Mineral RI. 2014. Outlook Energi Indonesia
2014.
Hansen, Martin O.L. 2008. Aerodynamics of Wind Turbines-2nd Edition. London:
Earthscan.
LAPAN. 2005. Monitoring dan Inventarisasi Data Angin Indonesia. Jakarta:
LAPAN.
Menet J.L., 2004, A Double-step Savonius Rotor for Local Production of
Electricity: a Design Study, GREEn Universit de Valenciennes:
Valenciennes.
Mathew, Sathyajith. 2006. Wind Energy: Fundamentals, Resources Analysis, and
Economics. Berlin: Springer.
Nugroho, Difi Nuary, 2009. Analisis Pengisian Baterai pada Rancang Bangun
Turbin Angin Poros Vertikal Tipe Savionus untuk Pencatuan Beban
Listrik. Skripsi. Depok: UI.
11
LAMPIRAN
Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota
Biodata Ketua Pelaksana
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Nova Dany Setyawan
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
4 NIM K2513049
5 Tempat dan Tanggal Lahir Karanganyar, 22 November 1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085647527295
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN 03 Kemiri SMP N 1
Kebakkramat SMK N 2 Surakarta
Jurusan - - Teknik Pemesinan
Tahun Masuk-
Lulus 2001-2007 2007-2010 2010-2013
C. Penghargaan
No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi
Penghargaan
Tahun
1 Finalis 5 besar Call of
Paper Indonesia Ocean
Expo 2015 Institut
Teknologi Bandung
Himpunan Mahasiswa Jurusan
Teknik Kelautan Institut
Teknologi Bandung
2015
2 Juara 5 Lomba Paper
SAMPAN LOKARINA
2015 Institut Sepuluh
Nopember
Himpunan Mahasiswa Teknik
Perkapalan Institut Sepuluh
Nopember Surabaya
2015
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketdaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) 2015.
Surakarta, 25 September 2015
Pengusul,
Nova Dany Setyawan
NIM. K2513049
12
Biodata Anggota 1
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Frandhoni Utomo
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
4 NIM K2513024
5 Tempat dan Tanggal Lahir Sukoharjo, 17 Februari 1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085291400534
D. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN 1 Kartasura SMP N 1 Kartasura SMK 2 Surakarta
Jurusan - - Teknik Pemesinan
Tahun Masuk-
Lulus 2001-2007 2007-2010 210-2013
E. Penghargaan
No. Judul Event Sebagai Tahun
1. - - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketdaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) 2015.
Surakarta, 25 September 2015
Pengusul,
Frandhoni Utomo
NIM. K2513024
13
Biodata Anggota 2
B. Identitas Diri
1 Nama Lengkap Ramadhan Ozzy Febririyanto
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
4 NIM K2512054
5 Tempat dan Tanggal Lahir Sukoharjo, 17 Februari 1994
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085291400534
F. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SDN Blimbing 1 SMP N 9 Surakarta SMK 2 Surakarta
Jurusan - - Teknik Pemesinan
Tahun Masuk-
Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012
G. Penghargaan
No. Judul Event Sebagai Tahun
1. - - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketdaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) 2015.
Surakarta, 25 September 2015
Pengusul,
Ramadhan Ozzy Febririyanto
NIM. K2512054
14
Biodata Anggota 3
A. Identitas Diri
1 Nama Lengkap (dengan gelar) Danur Lambang Pristiandaru
2 Jenis Kelamin Laki-laki
3 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin
4 NIM K2511013
5 Tempat dan Tanggal Lahir Karanganyar, 24 Mei 1993
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085647677138
B. Riwayat Pendidikan
SD SMP SMA
Nama Institusi SD N 1
Gayamdompo
SMP N 2
Karanganyar SMKWarga Surakarta
Jurusan - - Teknik Pemesinan
Tahun Masuk-
Lulus 1999-2005 2005-2008 2008-2011
C. Penghargaan
No. Judul Event Sebagai Tahun
1. - - - -
Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata
dijumpai ketdaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
persyaratan dalam pengajuan Hibah Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) 2015.
Surakarta, 25 September 2015
Pengusul,
Danur Lambang Pristiandaru
NIM. K2511013
15
Biodata Dosen Pembimbing
Nama : Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng.
NIP : 19790124 200212 1 002
NIDN : 0024017904
Tempat / Tanggal Lahir : Wonosari Klaten, 24 Januari 1979
Golongan Pangkat : III b
Jabatan Fungsional : Lektor
Fakultas / Jurusan / Prodi : KIP / PTK / Pendidikan Teknik Mesin
Bidang keahlian yang ditekuni : Produksi dan Konversi Energi
Mata Kuliah yang diampu : 1. Teori Pemesinan
2. Praktek Pemesinan
3. Perpindahan Kalor
4. Thermodinamika
5. Pompa dan Kompresor
Pendidikan : 1. S-1 Teknik Mesin Universitas Diponegoro
(lulus tahun 2002)
2. S-2 Teknik Mesin Universitas Gadjah Mada
(lulus tahun 2009)
Pengalaman Penelitian :
1. Danar Susilo Wijayanto dan Efflita Yohana (2002), Kaji Eksperimental Alat
Penukar Kalor Ganda Sirip Spiral, Universitas Diponegoro Semarang.
2. Danar Susilo Wijayanto, Budi Harjanto, dan Abdul Haris Setyawan (2007),
Rekayasa Balancer sebagai Dasar Perakitan Kendaraan di Tepi Jalan, DIKTI.
3. Danar Susilo Wijayanto dan Samsul Kamal (2009), Pengaruh Butiran
Alumina terhadap Karakteristik Penukar Kalor Aliran Silang, Universitas
Gadjah Mada Yogyakarta.
4. Indah Widiastuti, Danar Susilo Wijayanto, dan Budi Harjanto (2009),
Pereancangan Model Estimasi Waktu Pemesinan Produk Prismatik Berbasis
Feature.
5. Danar Susilo Wijayanto, Herman Saputro, dan Budi Harjanto (2010)
Pembuatan Media Pembelajaran Mesin Bubut Mini sebagai Upaya untuk
Mengurangi Kesulitan Belajar pada Mata Kuliah Teori Pemesinan.
6. Suhardi, Danar Susilo Wijayanto, Bambang Prawiro, dan Budi Harjanto,
(2010) Upaya Peningkatan Kualitas Pembelajaran Mata Kuliah Teknologi
Pengecoran melalui Penggunaan Media Model dan Kunjungan Industri
Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS.
Pengalaman Pengabdian pada Masyarakat :
1. Danar Susilo Wijayanto, dkk. (2004), Perencanaan Proyek Perluasan
Bangunan Pondok Pesantren Al-Qulyubi, Boyolali.
2. Danar Susilo Wijayanto, dkk. (2007), Pelatihan Menggunakan Mesin CNC
bagi Guru-guru SMK se-kabupaten Wonogiri.
Pembimbing Kemahasiswaan :
1. Pembimbing Kemahasiswaan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK
FKIP UNS (2003 – sekarang).
16
2. Pembimbing Mahasiswa Berprestasi tingkat Fakultas KIP a.n. Kelik
Wardiyono (2005).
3. Pembimbing PKMM a.n. Kelik Wardiyono, dkk. (2005), Budidaya Jamur
Merang sebagai Pembuka Lapangan Pekerjaan di Dukuh Jagan Desa Kurung
Kecamatan Ceper Kabupaten Klaten.
4. Pembimbing PKMT a.n. Mohammad Dandy Ismanto, dkk. (2009) Desain Alat
Pengrajang Karak dengan Multi Bladeyang Ergonomis.
5. Pembimbing PKMM a.n. Zainuddin, dkk. (2010), Usaha Peningkatan
Pemberdayaan Masyarakat dengan Pembuatan BriketMemanfaatkanLimbah
Meubel di Desa Ngawen Sidowarno Wonosari Klaten.
Publikasi :
No. Publikasi Judul Tempat,
Tahun Sebagai
1. Buku Teks Teknologi Mekanik Mesin
Perkakas UNS, 2005 Penulis I
2. Seminar
Nasional
Pengaruh Bentuk Sudu terhadap
Karakteristik Turbin Angin
Horisontal Sudu Tiga
Dimensional
UGM, 2007 Pemakalah
3. Seminar
Nasional
Pengaruh Variasi Jarak antar
Sirip Annular pada Pipa Lurus
terhadap Karakteristik
Fluidisasi
UGM, 2008 Pemakalah
4. Jurusan PTK
FKIP UNS
Pengaruh Pipa bersirip Spiral
terhadap Karakteristik Penukar
Kalor Aliran Silang
JIPTEK
PTK FKIP
UNS,
Volume I
No. 2 Juli
2008
Penulis
tunggal
5. Seminar
Internasional
Pengaruh Pipa bersirip Spiral
terhadap Karakteristik
Fluidisasi
UMP, 2009 Pemakalah
6. Seminar
Nasional
KompetensiGuru-Guru yang
Tersertifikasi pada Sekolah
Menengah Kejuruan di Kota
Surakarta
ADGVI,
2009 Pemakalah
Surakarta, 25 September 2015
Danar Susilo Wijayanto, S.T., M.Eng.
NIP. 19790124 200212 1 002
17
Lampiran 2. Justifikasi Anggaran kegiatan
1. Peralatan penunjang
Material Justifikasi
Pemakaian Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
(Rp)
Sikat Kawat Pembersih
Kotoran
4 buah 5.000 20.000
Batu Gerinda Menghaluskan
Bekas Las
1 buah 15.000 15.000
Sewa Mesin
Bubut
Proses
Pemesinan Alat
10 hari 40.000 400.000
Sewa Mesin Las Pengelasan
Komponen
30 hari 10.000 300.000
Sewa Mesin
Gerinda Potong
Memotong
Komponen
Mentah
10 hari 10.000 100.000
Sewa Mesin Bor Melubangi
Komponen
10 hari 20.000 200.000
Sewa data
logger
Pengukur daya
listrik
2 minggu 10.000 140.000
Sewa
Tachometer
Mengukur
kecepatan
putaran poros
2 minggu 10.000 140.000
Sewa obeng set Merangkai
komponen
1 set 50.000 50.000
Sewa kunci pas
set
Merangkai
komponen
1 set 75.000 75.000
Gerinda tangan
bekas
Menggerinda
komponen
1 buah 150.000 150.000
18
Sewa Jangka
sorong
Alat ukur yang
presisi
2 buah 50.000 100.000
Sub Total 1.690.000
2. Bahan Habis Pakai
Material Justifikasi
Pemakaian Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Jumlah
Pelat U
Sebagai
rangka dan
tower turbin
20 meter 30.000 600.000
Blade airfoil Sebagai sudu
turbin
6 buah 10.000 60.000
Generator
sepeda
Penghasil arus
listrik
1 buah 100.000 100.000
Kabel Penghantar
listrik
10 meter 5.000 50.000
Besi plat 2 mm
Bahan
pembuat lensa
nozzle
10 meter 20.000 200.000
Anemometer
Pengukur
kecepatan
angin
1 buah 300.000 300.000
Besi pejal Sebagai poros
turbin
1 meter 50.000 50.000
Pipa PVC 1” Sebagai sudu
blower
4 meter 20.000 80.000
Motor AC 3
phase 250 Watt
Penggerak
sudu blower
1 buah 1.000.000 1.000.00
Regulator motor
Pengatur
kecepatan
putaran motor
1 buah 100.000 100.000
19
Nilon
Sebagai roller
untuk
menggerakkan
lensa nozzle
1 meter 20.000 20.000
Pelat L Sebagai tower
blower
10 meter 20.000 200.000
Lem Pipa Sebagai
Perekat
1 pcs 20.000 20.000
Accu 12V 1Ah
Pencatu daya
data logger
dan beban
generator
2 buah 200.000 400.000
Mur dan Baut
Penyambung
Antar
Komponen
2 set 50.000 100.000
Ring Bantalan mur
dan baut
2 set 30.000 60.000
Elektroda Untuk
Mengelas
1 pak 100.000 100.000
Amplas
Memperhalus
Permukaan
Benda
10 lembar 5.000 50.000
Kuas Mengecat alat 4 buah 10.000 40.000
Cat Pewarna
Benda
2 liter 25.000 50.000
Dempul +
Harderner
Pelapis Benda 1 set 50.000 50.000
Resibon gerinda
potong
Batu gerinda
untuk
pemotongan
1 buah 20.000 20.000
Resibon gerinda
tangan
Batu gerinda
untuk gerinda
tangan
2 buah 15.000 30.000
20
Pisau jigsaw Memotong
alat
5 buah 5.000 25.000
Thinner
Campuran cat
untuk
mengecat
2 liter 10.000 20.000
Vaseline
Pelumas
bearing dan
poros
1 buah 50.000 50.000
Meteran Mengukur
bahan
1 buah 50.000 50.000
Bevel protractor Mengatur
sudut pitch
1 buah 150.000 150.000
Penggaris siku Mengatur
kesikuan
1 buah 40.000 40.000
Lem Super Merekatkan
blade
3 buah 6.000 18.000
Masker Sebagai APD 1 pak 30.000 30.000
Kacamata las Sebagai APD 2 buah 50.000 100.000
Sarung tangan Sebagai APD 4 pasang 10.000 40.000
Spidol permanen
Penanda
komponen
yang akan
dipotong
2 buah 6.000 12.000
Gunting Alat
pemotong
2 buah 5.000 10.000
Sub Total 3.225.000
3. Perjalanan
Material Justifikasi
Perjalanan Kuantitas
Harga
Satuan (Rp) Jumlah (Rp)
Transport bahan Membeli 4 motor 200.000 800.000
21
peralatan dan
bahan
Transport Alat
Pengujian
alat di
lapangan
(Gunung
Kidul)
1 mobil 1.000.000 1.000.000
Sub Total 1.800.000
4. Lain-lain
Material Justifikasi
Pemakaian Kuantitas
Harga
Satuan
(Rp)
Keterangan
Fee akses
laboraturium
mesin produksi
PTM
Tempat untuk
membuat dan
menguji alat
3 80.000 240.000
Administrasi,
surat, dan
pengarsipan
Menyusun
laporan akhir
1 50.000 50.000
Kertas A4 Mencetak
laporan
2 rim 30.000 60.000
Fotocopy dan
penjilidan
Menyelesaikan
laporan
4 buah 20.000 80.000
Sewa kamera
digital
Sarana
dokumentasi
1 buah 100.000 100.000
Memori kamera
digital
Penyimpanan
foto
dokumentasi
1 buah 50.000 50.000
DVD-RW
Penyimpanan
laporan,
dokumen, dan
foto
5 buah 5.000 25.000
22
Tinta warna Mencetak
laporan
2 buah 25.000 50.000
Pulsa modem Studi literatur
internet
2 paket 100.000 200.000
Registrasi Publikasi
Ilmiah
4
Pemakalah
250.000 1.000.000
Pamflet Publikasi
ilmiah
50 5.000 250.000
X-banner Publikasi
ilmiah
1 buah 70.000 70.000
Sub Total 2.175.000
TOTAL KESELURUHAN 8.890.000
23
Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Kegiatan dan Pembagian Tugas
No Nama Program
Studi Ilmu
Alokasi
waktu
(jam/minggu)
Uraian Tugas
1 Nova Dany
Setyawan
Pendidikan
Teknik
Mesin
Teknik
Mesin
56
jam/Minggu
Merencanakan penelitian,
Pembuatan dan menguji alat
penelitian, evaluasi, dan
penyususunan laporan akhir
2
Frandhoni
Utomo
Pendidikan
Teknik
Mesin
Teknik
Mesin
56
jam/Minggu
Desain alat uji, Membantu
pembuatan dan menguji alat
penelitian, evaluasi, dan
penyususunan laporan akhir
3
Ramadhan
Ozzy F.
Pendidikan
Teknik
Mesin
Teknik
Mesin
56
jam/Minggu
Pembelian alat, Membantu
pembuatan dan menguji alat
penelitian , evaluasi, dan
penyususunan laporan akhir
4
Danur
Lambang
Pristiandaru
Pendidikan
Teknik
Mesin
Teknik
Mesin
56
jam/Minggu
Pembelian alat, pembuatan
alat penelitian, dokumentasi,
dan penyususunan laporan
akhir
24
Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Kegiatan
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
Jl. Ir Sutami 36 A Surakarta 57126
Telp. : 646994. Fax. 646655
Website UNS : http//www.uns.ac.id
SURATPERNYATAAN KETUA PENELITI/PELAKSANA
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Nova Dany Setyawan
NIM : K2513049
Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin
Fakultas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Dengan ini menyatakan bahwa proposal PKM Penelitian saya dengan judul:
NOZZLE LENS WIND TURBINE (NOWIR), STRATEGI OPTIMALISASI
DAYA TURBIN DI INDONESIA YANG BERKECEPATAN ANGIN
RENDAH
yang diusulkan untuk tahun anggaran 2016 bersifat original dan belum pernah
dibiayai oleh lembaga atau sumber dana lain.
Bilamana di kemudian hari ditemukan ketidaksesuaian dengan pernyataan ini,
maka saya bersedia dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku
dan mengembalikan seluruh biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-
benarnya.
Surakarta, 25 September 2015
Mengetahui, Yang Menyatakan,
Wakil Rektor III
Bidang Kemahasiswaan UNS
(Prof. Dr. Ir. Darsono, M.Si.)
(Nova Dany Setyawan)
NIP. 196606111991031002 NIM. K2513049
25