UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA … · 2019. 11. 27. · dihasilkan terowongan angin...
Transcript of UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA … · 2019. 11. 27. · dihasilkan terowongan angin...
i
UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS DUA SUDU DUA
TINGKAT DENGAN SUDUT KEMIRINGAN PELAT PENGARAH
ANGIN 40º, 45º, DAN 50º
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin
Disusun oleh :
ARYA PRADITYA
NIM : 155214048
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
TWO-BLADES TWO-LEVELS SAVONIUS WINDMILL
PERFORMANCE WITH STEERING PLATES AND ANGLES 40º,
45º, 50º
FINAL PROJECT
Presented as partitial fulfilment of the requirement to obtain the Sarjana
Teknik degree in Mechanical engineering
Presented by :
ARYA PRADITYA
NIM : 155214048
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
ABSTRAK
Kegiatan dibidang energi yang semakin lama semakin meningkat
disatu pihak menuntut ditingkatkannya jumlah tenaga ahli dalam bidang
konversi energi dan energi terbarukan. Berbagai upaya pencarian sumber
energi baru dilakukan oleh para peneliti diberbagai negara untuk
mendapatkan energi alternatif. Salah satu energi alternatif tersebut adalah
energi angin. Dengan memanfaatkan energi angin yang tersedia di
Indonesia, kincir angin Savonius sangat cocok diterapkan di Indonesia.
Maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui koefisien daya
puncak dari model-model kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat
dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut
40°,45°,50° dan tanpa pelat pengarah angin kemudian menentukan model-
model kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya puncak tertinggi.
Model kincir angin yang diteliti adalah Savonius dua sudu dua
tingkat, berdiameter 64 cm dan tinggi 86 cm dengan pelat pengarah
berjumlah 9 dan 12 buah dengan lebar 13 cm dan tinggi 90 cm. Kecepatan
angin yang digunakan adalah kecepatan angin rata-rata 6m/s yang
dihasilkan terowongan angin yang ada di Laboratorium Konversi Energi
Teknik Mesin Universits Sanata Dharma Yogyakarta. Penelitian kincir
angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan tambahan 12 dan 9 pelat
pengarah angin bersudut 40°,45°,50° dan tanpa pelat pengarah akan dicari
unjuk kerja kincir angin terbaik.
Berdasarkan data dan analisa pengolahan data diperoleh karakteristik
dari beberapa jenis kincir yang diteliti. Diketahui bahwa koefisien daya, Cp
kincir angin Savonius tertinggi sebesar 1,67 % dengan TSR 0,35 terjadi
pada hasil penelitian kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan
tambahan 9 pelat pengarah bersudut 45°.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
ABSTRACT
The activities in the field of energy is now progressively increasing.
In the other side, it is demanded to increase the number of experts of
conversion energy and renewable energy. Various efforts to find new energy
sources conducted by researchers in the various countries. It is intended to
get the alternative energies. Of the several alternatives, one of them is wind
energy. By utilizing wind energy that available in Indonesia, Savonius
Windmills are very well implemented in Indonesia. Therefore, the aim of
this study is to find out the peak power coefficient of Savonius Windmill
models with two-blades and two-level. This variation has 12 and 9 wind
steering plates, at 40o, 45
o, 50
o angles, and without wind steering plates.
Finally, this study is purposed to specify the Savonius Windmill models
which have the highest coefficient peak power.
The windmill model that studied was Savonius two blades and two
levels, by diameter of 64 cm and 86 cm height, 9 and 12 wind steering
plates with 13 cm width and 90 cm hight. Wind velocity that generated by
wind tunnel in Energy Conversion Laboratory of Mechanincal Engineering
of Sanata Dharma University Yogyakarta is about 6 m/s. The research that
focused on Savonius Windmill models with two-blades and two-level, with
12 and 9 wind steering plates, at 40o, 45
o, 50
o angles, and without wind
steering plates, will look for the best performance of windmills.
The data and data anlysis process was obtained the characteristics of
several types of windmills. It is noted that the highest coefficient power (Cp)
of Savonius Windmills is 1.67% with tip speed ratio (TSR) of 0.35. This
result was obtained from Savonius Windmill research with two-blades and
two-levels, in addition 9 steering plates by 45o angle.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur senantiasa penulis panjatkan keapada Tuhan Yang Maha Esa,
atas segala berkat dan karunia-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat
terlaksana dengan lancar serta penulis dapat menyelesaikan naskah tugas
akhir yang berjudul “UNJUK KERJA KINCIR ANGIN SAVONIUS
DUA SUDU DUA TINGKAT DENGAN SUDUT KEMIRINGAN
PELAT PENGARAH ANGIN 40º, 45º, DAN 50º”. Tugas akhir ini
disusun sebagai syarat kelulusan pada program Studi Teknik Mesin Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
Penyusunan tugas akhir ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan
dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin
mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si, M.Math.Sc., Ph.D selaku Dekan Fakultas
Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Bapak Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi
Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak, Ir. Rines, S.T., M.T selaku dosen pembimbing yang telah banyak
membantu dan memberikan bimbingan dalam proses pengerjaan tugas
akhir ini.
4. Bapak Doddy Purwadianto, M.T., Selaku dosen pembimbing akademik
yang telah memberikan dukungan selama proses pengerjaan tugas akhir
ini.
5. Seluruh dosen dan laboran Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma, yang telah memberikan pengetahuan selama
kuliah.
6. Keluarga tercinta IG. Samsu Toto Triyono, Katarina Titik Hendari dan
Alek Prasetyo yang telah memberikan doa dan dukungan yang diberikan
baik secara moral maupun material yang tak ternilai harganya.
7. Teman dan sahabat : Albertus Sigit A, Robertus Landung Prasetyo Jati,
Juliato Thomas Geraldo, Michael Aji, Bayu Mohamad Rizal, Billy
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
Tyasto Anugrah Dewanto, Natan Andang P, dan teman-teman angkatan
2015 Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma atas bantuan dan
kebersamaan kita selama ini.
8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu secara langsung
maupun tidak langsung yang telah memberikan dukungan. Tugas akhir
ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu saran dan kritik sangat
diharapkan guna penyempurnaan. Semoga naskah tugas akhir ini dapat
bermanfaat sebagaimana mestinya untuk semua pihak.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR SIMBOL
Simbul Keterangan
A Luas penampang (m2)
Cp Koefisien daya (%)
d Diameter kincir (m)
Ek Energi kinetik (joule)
F Gaya pengimbang (N)
m Massa (kg)
ṁ Massa udara yang mengalir per satuan waktu (kg/s)
N Kecepatan putar kincir (rpm)
Pin Daya angin (watt)
Pout Daya kincir (watt)
L Panjang lengan torsi (m)
R Jari-jari
T Torsi (N.m)
tsr Tip speed ratio
V Kecepatan angin(m/s)
ρ Massa jenis udara (kg/m3)
ω Kecepatan sudu (rda/s)
h Tinggi kincir (m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
TITLE PAGE ................................................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii
HALAMAN PERSETUJUAN....................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR........................................... v
LEMBAR PUBLIKASI ................................................................................. vi
ABSTRAK ...................................................................................................... vii
ABSTRACT .................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR .................................................................................... ix
DAFTAR SIMBOL ........................................................................................ xi
DAFTAR ISI ................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL........................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Identifikasi Masalah ................................................................................... 1
1.3 Rumusan Masalah ...................................................................................... 1
1.4 Batasan Masalah......................................................................................... 2
1.5 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 2
1.6 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI
2.1 Energi Angin .............................................................................................. 4
2.2 Kincir Angin............................................................................................... 4
2.2.1 Kincir Angin Horisontal .................................................................. 5
2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal ............................................................ 5
2.3 Kincir Angin Savonius ............................................................................... 6
2.3.1 Prinip Kerja Kincir Angin ................................................................ 6
2.4 Perhitungan Pada Kincir ............................................................................ 7
2.4.1 Daya Angin ...................................................................................... 7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
2.4.2 Torsi Kincir Angin ........................................................................... 8
2.4.3 Daya Kincir Angin ........................................................................... 8
2.4.4 Tip Speed Ratio ................................................................................ 9
2.4.5 Koefisien Daya ................................................................................. 10
2.5 Tinjauan Pustaka ....................................................................................... 10
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Objek Penelitian ......................................................................................... 11
3.2 Metode Penelitian....................................................................................... 11
3.2.1 Pengumpulan Data ........................................................................... 11
3.2.2 Analisa Data ..................................................................................... 12
3.3 Proses Pembuatan Kincir, Pengambilan Data dan Penelitian .................... 13
3.4 Variabel Penelitian dan Pengambilan Data ................................................ 18
3.5 Langkah Pengolahan Data.......................................................................... 19
BAB IV DATA PENELITIAN
4.1 Data Penelitian ........................................................................................... 20
4.2 Hasil Penelitian dan Perhitungan ............................................................... 39
4.2.1 Perhitumhan Daya Angin ................................................................. 39
4.2.2 Perhitungan Daya Kincir Angin ....................................................... 40
4.2.3 Perhitungan tip speed ratio .............................................................. 40
4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya ............................................................ 41
4.3 Grafik Hasil Perhitungan............................................................................ 41
4.3 Grafik Perbandingan ................................................................................. 48
4.4 Pembahasan ................................................................................................ 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 51
5.2 Saran ........................................................................................................... 51
DAFTAR PUSTAKA
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin tanpa
pelat pengarah angin ........................................................................................ 20
Tabel 4.2 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 40º ............................................................................. 22
Tabel 4.3 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 45º ............................................................................. 24
Tabel 4.4 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 50º ............................................................................. 28
Tabel 4.5 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 40º ............................................................................. 30
Tabel 4.6 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 45º ............................................................................. 33
Tabel 4.7 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 50º ............................................................................. 36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kincir angin poros horisontal ....................................................... 5
Gambar 2.2 Kincir angin poros vertikal ........................................................... 6
Gambar 2.3 Kerja kincir angin ......................................................................... 7
Gambar 2.4 Diagram Cp vs TSR ...................................................................... 8
Gambar 3.1 Diagram alir langkah kerja penelitian .......................................... 12
Gambar 3.2 Konstruksi kincir angin dua sudu dua tingkat dengan variasi
pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40º, 45º, dan 50º .............. 13
Gambar 3.3 Sudu kincir angin ......................................................................... 13
Gambar 3.4 Pelat pengarah angin .................................................................... 14
Gambar 3.5 Batang penyangga kincir angin atau poros .................................. 14
Gambar 3.6 Sistem pembebanan ...................................................................... 15
Gambar 3.7 Papan penyanggah pelat pengarah ............................................... 15
Gambar 3.8 Blower .......................................................................................... 16
Gambar 3.9 Takometer..................................................................................... 16
Gambar 3.10 Anemometer ............................................................................... 17
Gambar 3.11 Neraca pegas .............................................................................. 17
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah
12 pelat pengarah bersudut 40º ........................................................................ 41
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah
12 pelat pengarah bersudut 45º ........................................................................ 42
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah
12 pelat pengarah bersudut 50º ........................................................................ 42
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah
9 pelat pengarah bersudut 40º .......................................................................... 43
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah
9 pelat pengarah bersudut 45º .......................................................................... 43
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah
9 pelat pengarah bersudut 50º .......................................................................... 44
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi tanpa pelat
pengarah angin ................................................................................................. 44
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
pada jumlah 12 pelat pengarah angin bersudut 40º .......................................... 45
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
pada jumlah 12 pelat pengarah angin bersudut 45º .......................................... 45
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
pada jumlah 12 pelat pengarah angin bersudut 50º .......................................... 46
Gambar 4.11 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
pada jumlah 9 pelat pengarah angin bersudut 40º ............................................ 46
Gambar 4.12 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
pada jumlah 9 pelat pengarah angin bersudut 45º ............................................ 47
Gambar 4.13 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
pada jumlah 9 pelat pengarah angin bersudut 50º ............................................ 47
Gambar 4.14 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
tanpa pelat pengarah angin ............................................................................... 48
Gambar 4.15 Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) untuk
variasi yang digunakan ..................................................................................... 48
Gambar 4.16 Grafik hubungan antara koefisien daya ) dengan tip speed
rasio (TSR) untuk variasi yang digunakan ....................................................... 49
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring perkembangan jaman dan teknologi yang sangat pesat, sumber
energi sangat berperan penting dalam kehidupan manusia, maka kegiatan di
bidang energi semakin lama semakin meningkat. Berbagai upaya pencarian
sumber energi baru telah dilakukan oleh para peneliti di berbagai negara untuk
mendapatkan energi alternatif. Salah satu energi alternatif tersebut ialah energi
angin yang telah dimanfaatkan sejak 5000 tahun yang lalu oleh bangsa Mesir
kuno sebagai penggerak perahu-perahu layar untuk menyusuri sungai Nil.
Di Indonesia mempunyai potensi yang cukup tinggi dalam penggunaan
energi angin yang memiliki kecepatan angin rata-rata 5,5 meter per detik dan
bahkan di beberapa lokasi kecepatan angin diatas 6 meter per detik. Energi angin
dapat dimanfaatkan dengan menggunakan kincir angin. Kincir angin akan
mengubah energi kinetik menjadi energi mekanik yang kemudian dapat
dikonversikan menjadi energi listrik. Dalam penelitian ini, kincir angin yang
digunakan adalah kincir angin Savonius. Oleh sebab itu penelitian ini dilakukan
untuk tujuan mendapatkan karakteristik sebuah model kincir angin Savonius yang
dilengkapi dengan pelat-pelat pengarah angin.
1.2 Identifikasi Masalah
Dalam latar belakang telah dijelaskan bahwa kincir angin Savonius
dilengkapi dengan pelat-pelat pengarah angin. Pelat pengarah angin digunakan
untuk mengarahkan lebih banyak angin ke arah sudu kincir angin Savonius.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari jumlah pelat dan sudut pelat pengarah
angin terbaik.
1.3 Rumusan Masalah
Permasalahan yang dapat dirumuskan pada pembuatan alat ini
adalah sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
1. Bagaimana pengaruh kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan
sudut kemiringan pelat pengarah angin 40º, 45º, 50º, dan tanpa pelat
pengarah.
2. Model kincir angin manakah diantara penambahan pelat pengarah angin
dengan tanpa pengarah angin yang memiliki unjuk kerja terbaik.
1.4 Batasan Masalah
Agar topik tidak meluas penulis membatasi penelitian. Batasan-batasan
masalah yang diterapkan dalam penelitian ini adalah:
1. Turbin angin yang digunakan jenis Savonius tipe Savonius
2. Jumlah sudu yang digunakan adalah 2 sudu dan 2 tingkat
3. Diameter kincir 64 cm dan tinggi 86 cm.
4. Bahan yang digunakan tripleks dengan tebal 0,8 cm dan seng galvalum tebal
0,004 cm.
5. Variasi yang digunakan adalah penelitian pelat pengarah angin berjumlah 12
dan 9 dengan sudut pelat 40º, 45º, dan 50º
6. Beban menggunakan sistem pengereman.
7. Penelitian dilakukan dengan mengoperasikan blower di Laboratorium
Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma.
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui koefisien daya puncak pada model kincir angin Savonius dua
sudu dua tingkat dengan tambahan 12 pelat pengarah angin bersudut 40º,
45º, dan 50º.
2. Mengetahui koefisien daya puncak pada model kincir angin Savonius dua
sudu dua tingkat dengan tambahan 9 pelat pengarah angin bersudut 40º, 45º,
dan 50º.
3. Mengetahui koefisien daya puncak pada model kincir angin Savonius dua
sudu dua tingkat tanpa pelat pengarah.
4. Menentukan model kincir angin Savonius yang memiliki koefisien daya
puncak tertinggi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian adalah:
1. Dapat dikembangkan untuk membuat Pembangkit Listrik Tenaga Angin
sekala kecil, sehingga dapat membantu masyarakat khususnya di daerah
yang belum mendapatkan listrik PLN.
2. Memberi pengembangan teknologi terhadap energi alternatif terutama
energi angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Energi Angin
Energi angin didapatkan dari alam dan sangat bermanfaat bagi kehidupan
manusia. Energi kinetik yang terdapat pada angin dapat diubah menjadi energi
mekanik untuk memutar peralatan seperti pompa piston, penggilingan, dan lain-
lain. Itu berarti banyak kegiatan manusia yang sangat bergantung pada kekuatan
energi angin.
Energi mekanik selanjutnya berguna untuk memutar generator yang dapat
menghasilkan listrik. Kedua proses pengubahan ini disebut konversi energi angin
sedangkan sistem atau alat yang melakukannya disebut SKEA (Sistem Konversi
Energi Angin). Selanjutnya, untuk menghasilkan listrik disebut SKEA listrik atau
lebih dikenal sebagai turbin angin dan untuk mekanik disebut SKEA mekanik
atau kincir angin.
Sekarang ini, energi angin lebih umum dimanfaatkan dalam bentuk energi
listrik. Pemanfaatan energi angin secara langsung di bidang pertanian, peternakan,
dan untuk memutar peralatan seperti alat penggilingan sudah mulai jarang
dilakukan.
2.2 Kincir Angin
Kincir angin adalah sebuah alat yang didesain sehingga mampu
memanfaatkan energi angin kemudian mengubah kekuatan angin tersebut menjadi
energi mekanik. Kincir angin banyak ditemukan di Belanda dan Denmark yang
pada waktu itu banyak digunakan untuk irigasi, menyimpan hasil panen, dan
penggilingan gandum.
Berdasarkan posisi poros, kincir angin dapat dibedakan menjadi dua
kelompok utama, yaitu kincir angin poros horisontal dan kincir angin poros
vertikal
2.2.1 Kincir Angin Horisontal
Kincir angin poros horisontal atau Horizontal Axis Wind Turbin (HAWT)
adalah kincir angin yang banyak digunakan saat ini. Kincir angin poros horizontal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
adalah kincir angin yang memiliki poros rotasi yang horisontal, atau dengan kata
lain sejajar dengan arah tiupan angin. Jenis poros harisontal/datar ini bisa berupa
turbin angin maupun kincir angin dengan sudu yang terbuat dengan profil pelat
lengkung, layer, atau pun propeller. Kincir ini terdiri dari sebuah menara dan
kincir yang berada pada puncak menara tersebut. Poros kincir dapat berputar 360°
terhadap sumbu vertikal untuk menyesuaikan arah angin. Kincir angin sumbu
horizontal ini ditunjukan dalam Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Kincir Angin Poros Horisontal
(Sumber: www.indoenergi.com/2012/07/jenis-jenis-turbin-angin.html)
2.2.2 Kincir Angin Poros Vertikal
Kincir angin jenis kedua yaitu kincir angin poros vertikal atau Vertical Axis
Wind Turbin (VAWT) pada dasarnya cara kerja komponen-komponen turbin
angin bersumbu vertikal dan horisontal adalah sama, letak perbedaan utamanya
adalah pada turbin angin bersumbu vertikal, rotor berputar pada sumbu vertikal.
Pada Gambar 2.2 ditunjukan contoh desain kincir angin bersumbu vertikal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Gambar 2.2 Kincir Angin Poros Vertikal
(Sumber: http://www.satuenergi.com/2015/10/jenis-jenis-turbin-angin-serta.html)
2.3 Kincir Angin Savonius
Kincir angin Savonius ditawarkan oleh Insinyur Finlandia S.J. Savonius,
tahun 1922 yang memiliki dua atau tiga sudu berbentuk belahan silinder (scoops)
yang dipasang mengitari poros yang berrotasi, secara aerodinamika digolongkan
sebagai drag driven devices. Kincir angin ini mampu mengawali putaran dengan
sendirinya pada kecepatan angin rendah (< 2 m/s) dan efisiensi-nya relatif rendah
tetapi torsinya cukup tinggi. Kincir angin ini mempunyai beberapa kelebihan
diantaranya:
1. Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
2. Tidak berubah posisinya jika arah angin berubah.
3. Memiliki torsi yang besar pada putaran rendah.
2.3.1 Prinsip Kerja Kincir Angin
Prinsip kerja Kincir Angin adalah mengkonversikan energi angin menjadi
energi mekanis dalam bentuk gaya dorong (drag force) dan gaya angkat (lift
force). Kerja kincir angin ditunjukan pada Gambar 2.3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Gambar 2.3 Kerja Kincir angin
Gaya dorong adalah gaya yang sejajar dengan arah gerakan arah angin
untuk kincir angin Savonius. Gaya angkat adalah gaya yang tegak lurus terhadap
gerakan arah angin untuk kincir angin horisontal.
2.4 Perhitungan Pada Kincir
2.4.1 Daya Angin
Energi yang terdapat pada angin adalah energi kinetik, sehingga secara
umum disampaikan pada Persamaan (1):
Ek=1/2 mv2 (1)
dengan Ek adalah energi kinetik (J), m adalah massa udara (kg), dan v adalah
kecepatan angin (m/s).
Daya merupakan energi per satuan waktu, maka dari persamaan di atas
dapat dituliskan pada Persamaan (2):
Pin = 1/2 ṁv2 (2)
dengan Pin adalah daya yang dihasilkan angin J/s atau watt, ṁ adalah massa
udara yang mengalir per satuan waktu, (kg/detik), v adalah kecepatan angin
(m/detik).
Massa udara yang mengalir persatuan waktu adalah
ṁ= ρAv (3)
dengan ρ adalah massa jenis udara (1,18 kg/ m3 ) pada suhu sekitar 28°C, A adalah
luas penampang yang terkena angin (m2).
Dengan menggunakan persamaan (3), maka daya angin (Pin) dapat dirumuskan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
menjadi:
Pin =1/2 (ρAv) v2
di sederhanakan menjadi:
Pin =1/2 ρAv3 (4)
2.4.2 Torsi Kincir Angin
Torsi adalah gaya yang bekerja pada poros yang dihasilkan oleh gaya
dorong pada sumbu kincir, dimana gaya dorong ini memiliki jarak terhadap
sumbu poros yang berputar. Persamaannya:
T = F.I (5)
dengan T adalah torsi dinamis yang dihasilkan dari putaran poros (Nm), F adalah
gaya pada poros akibat puntiran (N), dan I adalah jarak lengan torsi ke poros (m).
2.4.3 Daya Kincir Angin
Daya kincir angin adalah daya yang dihasilkan oleh poros kincir akibat daya
angin yang melintasi sudu-sudu kincir. Pada tahun 1919 seorang fisikawan
Jerman, Albert Betz, menyimpulkan bahwa tidak akan pernah ada turbin angin
yang dapat mengkonversi energi kinetik angin ke dalam bentuk energi yang
menggerakkan rotor (kinetik) lebih dari 16/27 (59,3%). Dan hingga hari ini hal
tersebut dikenal dengan Betz Limit atau Hukum Betz. Batasan ini tidak ada
hubungannya dengan ketidak efisienan pada generator, tapi lebih kepada bentuk
turbin angin itu sendiri, Gambar karakteristik dari beberapa tipe kincir angin
ditunjukan dalam Gambar 2.4
Gambar 2.4 Diagram Cp vs tsr
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Umumnya perhitungan daya gerak melingkar dapat dituliskan dengan persamaan:
P = T.ω (6)
dengan T adalah torsi dinamis (Nm), ω adalah kecepatan sudut (rad/s)
kecepatan sudut (ω) didapat dari :
ω = n.rpm
ω =
ω =
dengan demikian daya yang dihasilkan oleh kincir dinyatakan dengan persamaan:
Pout = T ω
Pout =T
(7)
dengan Pout adalah daya yang dihasilkan kincir angin (watt), n adalah putaran
poros (rpm).
2.4.4 Tip speed ratio (TSR)
Tip speed ratio (TSR) adalah perbandingan antara kecepatan ujung sudu
kincir angin yang berputar dengan kecepatan angin.
Rumus kecepatan diujung sudu (Vt) adalah:
Vt = ω r
dengan Vt adalah kecepatan ujung sudu, adalah kecepatan sudut (rad/detik), dan r
adalah jari-jari kincir (m).
sehingga TSR nya dapat dirumuskan dengan:
tsr =
(8)
dengan r adalah jari-jari kincir angin (m), n adalah kecepatan putaran kincir
dengan satuan (rpm), v adalah kecepatan angin (m/s).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.4.5 Koefisien Daya (Cp)
Koefisien daya (Cp) adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan oleh
kincir (Pout) dengan daya yang disediakan oleh angin (Pin), sehingga dapat
dirumuskan:
Cp =
(9)
dengan Cp adalah koefisien daya (%). Pout adalah daya yang dihasilkan oleh
kincir (watt), Pin adalah daya yang dihasilkan oleh angin (watt).
2.5 Tinjauan Pustaka
Berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan, faktor-faktor yang
mempengaruhi unjuk kerja dari kincir angin Savonius dengan tambahan pelat
pengarah angin diantaranya pengaruh jumlah pelat pengarah angin dan sudut pelat
pengarah angin. Penelitian–penenlitan yang telah dilakukan oleh peneliti lain
dengan menerapkan pelat pengarah angin ke kincir angin Savonius diantaranya :
Pada tahun 2011 telah dilakukan penelitian oleh Endro Pramulat Sito dengan
judul “Unjuk kerja model kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan
sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir”, melakukan penelitian terhadap
karakteristik kincir angin Savonius dengan variasi penambahan 8 pelat pengarah
bersudut 30º, dan 45º, pada tahun 2012 telah dilakukan penelitian oleh Suryo
Prasetyo dengan judul “Unjuk kerja kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat
dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir”, melakukan penelitian
terhadap kincir angin Savonius empat sudu dengan menerapkan variasi 8 pelat
pengarah angin bersudut 30º, dan 45 º, dan pada tahun 2012 oleh peneliti yang
bernama Natalis Riya dengan judul “Unjuk kerja model kincir angin Savonius tiga
sudu dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir”, melakukan
penelitian terhadap kincir angin Savonius tiga sudu dengan tambahan 8 pelat
pengarah angin bersudut 30º, dan 45 º.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Objek Penelitian
Penelitian ini membahas mengenai unjuk kerja kincir angin Savonius dua
sudu dua tingkat dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 yang
bersudut 40°, 45°, 50° dan tanpa pelat pengarah yang dilakukan di Laboratorium
Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3.2 Metode Penelitian
Dalam metode penelitian data ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu
pengumpulan data dan analisa data.
3.2.1 Pengumpulan Data
Penelitian ini menggunakan metode sampling. Sampelnya didapatkan dari
hasil penelitian kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan variasi pelat
pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°, 45°, 50° dan tanpa pelat
pengarah angin. Penelitian ini tidak menggunakan metode populasi karena tidak
meneliti semua tipe kincir vertikal yang ada. Penelitian ini mencari unjuk kerja
terbaik kincir angin Savonius dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12
dan 9 bersudut 40°, 45°, 50° dan tanpa pelat pengarah angin untuk mengetahui
koefisien daya tertinggi. Hasil penelitian didapatkan dari hasil proses pembuatan
kincir dan pengujian di Laboratorium Konversi Energi Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
3.2.1 Analisa Data
Langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian ini disajikan dalam diagram
alir penelitian seperti yang ditunjukan dalam Gambar 3.1
Gambar 3.1 Diagram Alir Langkah Kerja Penelitian
Mulai
Perancangan Kincir Angin
Savonius
Pembuatan Kincir Angin Savonius Dengan Variasi Pelat
Pengarah Angin berjumlah 12 Dan 9 Bersudut 40°,45°,dan 50°
Persiapan uji coba dengan penyetelan kecepatan
angin rata-rata 6 m/s dan pengukuran suhu ruangan
Pengambilan data n dan F pada kincir angin
Savonius tanpa pelat pengarah
Pengolahan data Pin, Pout, Cp, dan TSR
Pembahasan dan pembuatan laporan
Selesai
Uji Coba
Pengambilan data n dan F pada kincir angin Savonius
12 pelat pengarah bersudut 40°,45°, dan 50°
Pengambilan data n dan F pada kincir angin
Savonius 9 pelat pengarah bersudut 40°,45°, dan 50°
Salah
Benar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
3.3 Proses Pembuatan Kincir, Pengambilan Data, dan Penelitian
Proses pembuatan kincir, pengambilan data, dan penelitian dimulai pada
semester genap Tahun Ajaran 2019/2020 di Laboratorium Konversi Energi
Jurusan Teknik Mesin Sanata Dharma Yogyakarta. Model kincir angin dua sudu
dua tingkat dengan variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°,
45°, dan 50° dapat dilihat pada Gambar 3.2
Gambar 3.2 Konstruksi kincir angin dua sudu dua tingkat dengan variasi pelat
pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°, 45°, dan 50°.
Kincir angin Savonius pada konstruksi diatas terdiri dari beberapa bagian yaitu:
1. Sudu
Sudu kincir angin terbuat dari seng dengan tebal 0,4 mm yang digunakan
untuk menangkap angin yang melintasi kincir. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
pada Gambar 3.3
Gambar 3.3 Sudu Kincir Angin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
2. Pelat Pengarah Angin
Pelat pengarah berfungsi sebagai penangkap dan mengarahkan angin
menuju sudu utama. Pelat ini terbuat dari triplek dengan panjang 90 cm, lebar 13
cm dan tebal 0,9 cm. Pada sisi bagian atas dan bawah dipasangkan penyanggah
pelat pengarah angin berbentuk lingkaran berdiameter 90 cm yang terbuat dari
triplek dengan cara di baut bagian atas dan bawah pada pelat pengarah angin agar
pelat pengarah angin dapat berdiri untuk mengarahkan angin ke sudu. Untuk lebih
jelasnya terdapat pada Gambar 3.4
Gambar 3.4 Pelat Pengarah Angin
3. Batang Penyanggah Kincir Angin Atau Poros
Penyangga kincir atau poros terbuat dari pipa besi berdiameter 2,45 cm
dengan panjang 120 cm dan tiap ujungnya di satukan dengan pipa alumunium
berdiamer 3 cm dengan panjang 3 cm untuk dudukan pada laker. Poros ini
berfungsi untuk mentransmisikan putaran kincir menuju alat pembebanan. Poros
dapat dilihat pada Gambar 3.5
Gambar 3.5 Batang Penyangga Kincir Atau Poros
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
4. Sistem Pembebanan atau Rem
Sistem pembebanan yang dipakai adalah sistem pengereman mekanis. Cara
kerja sistem ini yaitu dengan menjepit pelat yang berputar yang terhubung dengan
poros kincir angin kemudian dihimpit 2 buah batang kayu yang dilapisi karet
kemudian untuk kekuatan menjepitnya menggunakan karet gelang sebagai
pengereman, jadi semakin banyak karet gelang yang digunakan maka pengereman
semakin besar. Kemudian dari pengereman tersebut menghasilkan gaya yang
menyebabkan alat pengereman berputar sehingga putaran tersebut dihubungkan
dengan neraca pegas menggunakan tali sehingga beban dapat di baca pada neraca
pegas. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 3.6
Gambar 3.6 Sistem Pembebanan
5. Papan Penyanggah Pelat Pengarah
Papan penyanggah pelat pengarah terbuat dari papan triplek dengan tebal
0.8 mm berdiameter luar 90 cm dan diameter dalam 68 cm. Permukaan bagian
atas terdapat lubang baut untuk memasang pelat pengarah angin dengan sudut (ɑ)
40˚,45˚,dan 50˚ seperti ditunjukan pada Gambar 3.7
Gambar 3.7 Papan Penyanggah Pelat Pengarah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
6. Blower
Blower adalah mesin atau alat yang digunakan untuk menaikkan atau
memperbesar tekanan udara atau gas yang akan dialirkan dalam suatu ruangan
tertentu. Blower digerakan oleh motor listrik berdaya 5,5 KW, untuk transmisi
blower sendiri menggunakan sabuk dan puli, seperti ditunjukan pada Gambar 3.8
Gambar 3.8 Blower
7. Takometer
Jenis takometer yang digunakan adalah digital light tachometer, prinsip
kerjanya berdasarkan pantulan yang diterima sensor dari reflektor, reflektor ini
berupa alumunium foil dipasang pada poros kincir angin. Takometer ditunjukkan
pada Gambar 3.9
Gambar 3.9 Takometer
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
8. Anemometer
Anemometer diletakkan didepan terowongan angin. Alat ini terdiri dari dua
komponen utama, yaitu sensor elektrik yang diletakkan di depan terowongan
angin dan modul digital yang menerjemahkan data dari sensor yang kemudian
ditampilkan pada layar digital, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10
Gambar 3.10 Anemometer
9. Neraca Pegas
Neraca pegas digunakan untuk mengukur gaya pengimbang torsi kincir
angin saat kincir berputar, alat ditunjukan pada Gambar 3.11
Gambar 3.11 Neraca Pegas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
3.4 Variabel Penelitian dan Pengambilan Data
Variabel penelitian yang digunakan adalah:
1. Variasi pembebanan yaitu dari posisi kincir berputar maksimal atau tanpa
pembebanan sampai kincir berputar minimum akibat pengereman.
2. Variasi kemiringan pelat pengarah yaitu 40o, 45
o, dan 50
o.
3. Variasi jumlah pelat pengarah angin adalah 12, 9, dan tanpa pelat pengarah.
Variabel yang diambil adalah:
1. Kecepatan Angin, (v)
2. Gaya Pengimbang, (F)
3. Putaran Kincir, (n)
Pengambilan data kecepatan angin, beban, suhu dan kecepatan putar kincir
dilakukan secara bersama-sama. Hal pertama yang dilakukan adalah memasang
kincir angin pada terowongan angin lalu mengencangkan pelat pengarah dan
papan penyanggah pelat agar tidak bergerak karena hanya sudu dalam saja yang
bergerak. Selanjutnya untuk pengambilan data memerlukan proses sebagai
berikut:
1. Memasang neraca pegas serta pengaitnya pada tempat yang sudah
ditentukan.
2. Memasang tali pengait pada neraca pegas yang dihubungkan dengan sistem
pembebanan.
3. Memasang anemometer di depan blower.
4. Menyiapkan tachometer.
5. Menghidupkan blower kemudian mengatur kecepatan angin 6 m/s pada
blower dan mendiamkan beberapa saat untuk mendapat kecepatan yang
konstan sehingga pengambilan data dapat dimulai.
6. Mengatur sistem pembebanan dengan cara menghubungkan sistem
pengereman dengan neraca pegas menggunakan tali dan mengatur neraca
pegas pada posisi nol.
7. Pengambilan data pertama kali menggunakan kincir angin tanpa pelat
pengarah dengan mengambil data tanpa beban meliputi rpm, kecepatan
angin, dan suhu ruangan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
8. Pengambilan data selanjutnya dengan menambahkan 1 gelang karet pada
tuas pengereman dan mengambil data rpm dan beban. Kemudian tambahkan
gelang karet satu per satu sambil mengambil data disetiap penambahan
gelang karet hingga kincir angin tidak dapat berputar karna pembebanan
yang semakin besar.
9. Mengulangi langkah 4 sampai 8 untuk variasi jumlah pelat pengarah 12 dan
9 dengan sudut 40°, 45°, dan 50° disetiap jumlah pelat pengarah angin.
10. Satu variasi diambil 3 kali percobaan dalam pengambilan data sehingga
jumlah pengambilan data sebanyak 21 kali.
3.5 Langkah Pengolahan Data
Dari data yang telah didapat, maka data tersebut dapat diolah dengan
langkah-langkah sebagai berikut:
1. Dari data kecepatan angin (v) dan dengan mengetahui luasan frontal kincir
(A), maka daya angin (Pin) dapat dicari dengan Persamaan 4.
2. Data beban pegas (F) dapat digunakan untuk mencari torsi (T) dengan
Persamaan 5.
3. Data putaran poros (n) dan torsi (T) dapat digunakan untuk mencari daya
yang dihasilkan kincir (Pout) dengan Persamaan 7.
4. Dengan membandingkan kecepatan keliling diujung sudu dan kecepatan
angin, maka tip speed ratio dapat dicari dengan Persamaan 8.
5. Dari data daya kincir (Pout) dan daya angin (Pin) maka koefisien daya
dapat diketahui dengan Persamaan 9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Penelitian
Berikut ini adalah data-data yang diperoleh selama selama penelitian. Data
hasil percobaan ditampilkan pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, Tabel 4.3, Tabel 4.4, Tabel
4.5, Tbale 4.6, dan Tabel 4.7.
Tabel 4.1 Data percobaan dan data perhitungn kincir angin tanpa pelat
pengarah dengan kecepatan angin rata-rata 6 m/s.
No N F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1
1 127,28 0,00 0,00 0,55 13,32 71,33 0,00 0,71 0,00
2 86,67 0,50 0,10 0,55 9,07 71,33 0,91 0,48 1,27
3 78,88 0,55 0,11 0,55 8,26 71,33 0,91 0,44 1,27
4 62,11 0,70 0,14 0,55 6,50 71,33 0,91 0,35 1,28
5 53,11 0,75 0,15 0,55 5,56 71,33 0,83 0,30 1,17
6 51,29 0,80 0,16 0,55 5,37 71,33 0,86 0,29 1,20
7 47,76 0,90 0,18 0,55 5,00 71,33 0,90 0,27 1,26
8 40,33 0,95 0,19 0,55 4,22 71,33 0,80 0,23 1,12
9 33,71 1,05 0,21 0,55 3,53 71,33 0,74 0,19 1,04
10 32,48 1,10 0,22 0,55 3,40 71,33 0,75 0,18 1,05
11 30,93 1,25 0,25 0,55 3,24 71,33 0,81 0,17 1,13
12 30,09 1,30 0,26 0,55 3,15 71,33 0,82 0,17 1,15
13 27,46 1,35 0,27 0,55 2,87 71,33 0,78 0,15 1,09
14 21,20 1,40 0,28 0,55 2,22 71,33 0,62 0,12 0,87
15 21,28 1,45 0,29 0,55 2,23 71,33 0,65 0,12 0,91
16 18,09 1,50 0,30 0,55 1,89 71,33 0,57 0,10 0,80
17 17,20 1,55 0,31 0,55 1,80 71,33 0,56 0,10 0,78
18 10,76 1,60 0,32 0,55 1,13 71,33 0,36 0,06 0,51
19 9,98 1,65 0,33 0,55 1,04 71,33 0,34 0,06 0,48
20 4,12 1,75 0,35 0,55 0,43 71,33 0,15 0,02 0,21
2
1 124,90 0,00 0,00 0,55 13,07 71,33 0,00 0,70 0,00
2 84,80 0,50 0,10 0,55 8,88 71,33 0,89 0,47 1,24
3 73,43 0,60 0,12 0,55 7,69 71,33 0,92 0,41 1,29
4 67,31 0,65 0,13 0,55 7,05 71,33 0,92 0,38 1,28
5 57,17 0,70 0,14 0,55 5,98 71,33 0,84 0,32 1,17
6 44,07 0,80 0,16 0,55 4,61 71,33 0,74 0,25 1,03
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Tabel 4.1 Data percobaan dan data perhitungn kincir angin tanpa pelat
pengarah dengan kecepatan angin rata-rata 6 m/s.
No N F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
7 41,66 0,85 0,17 0,55 4,36 71,33 0,74 0,23 1,04
8 40,97 0,90 0,18 0,55 4,29 71,33 0,77 0,23 1,08
9 40,35 1,00 0,20 0,55 4,22 71,33 0,84 0,23 1,18
10 34,67 1,05 0,21 0,55 3,63 71,33 0,76 0,19 1,07
11 27,34 1,10 0,22 0,55 2,86 71,33 0,63 0,15 0,88
12 19,38 1,15 0,23 0,55 2,03 71,33 0,47 0,11 0,65
13 17,53 1,20 0,24 0,55 1,83 71,33 0,44 0,10 0,62
14 16,83 1,25 0,25 0,55 1,76 71,33 0,44 0,09 0,62
15 14,70 1,30 0,26 0,55 1,54 71,33 0,40 0,08 0,56
16 12,18 1,35 0,27 0,55 1,27 71,33 0,34 0,07 0,48
17 10,57 1,40 0,28 0,55 1,11 71,33 0,31 0,06 0,43
18 9,84 1,45 0,29 0,55 1,03 71,33 0,30 0,05 0,42
19 8,80 1,50 0,30 0,55 0,92 71,33 0,28 0,05 0,39
20 4,46 1,55 0,31 0,55 0,47 71,33 0,14 0,02 0,20
21 122,04 0,00 0,00 0,55 12,77 71,33 0,00 0,68 0,00
3
1 85,20 0,50 0,10 0,55 8,92 71,33 0,89 0,48 1,25
2 77,78 0,55 0,11 0,55 8,14 71,33 0,90 0,43 1,26
3 71,55 0,60 0,12 0,55 7,49 71,33 0,90 0,40 1,26
4 64,05 0,65 0,13 0,55 6,70 71,33 0,87 0,36 1,22
5 62,03 0,70 0,14 0,55 6,49 71,33 0,91 0,35 1,27
6 58,24 0,75 0,15 0,55 6,10 71,33 0,91 0,33 1,28
7 52,60 0,80 0,16 0,55 5,51 71,33 0,88 0,29 1,23
8 42,82 0,85 0,17 0,55 4,48 71,33 0,76 0,24 1,07
9 33,86 0,90 0,18 0,55 3,54 71,33 0,64 0,19 0,89
10 28,62 0,95 0,19 0,55 3,00 71,33 0,57 0,16 0,80
11 22,17 1,00 0,20 0,55 2,32 71,33 0,46 0,12 0,65
12 21,96 1,05 0,21 0,55 2,30 71,33 0,48 0,12 0,68
13 15,99 1,10 0,22 0,55 1,67 71,33 0,37 0,09 0,52
14 15,12 1,15 0,23 0,55 1,58 71,33 0,36 0,08 0,51
15 10,73 1,20 0,24 0,55 1,12 71,33 0,27 0,06 0,38
16 8,20 1,25 0,25 0,55 0,86 71,33 0,21 0,05 0,30
17 6,98 1,30 0,26 0,55 0,73 71,33 0,19 0,04 0,27
18 4,08 1,40 0,28 0,55 0,43 71,33 0,12 0,02 0,17
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Tabel 4.2 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
N F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1
1 103,50 0,00 0,00 0,55 10,83 71,33 0,00 0,58 0,00
2 65,28 0,50 0,10 0,55 6,83 71,33 0,68 0,36 0,96
3 60,77 0,55 0,11 0,55 6,36 71,33 0,70 0,34 0,98
4 54,15 0,60 0,12 0,55 5,67 71,33 0,68 0,30 0,95
5 45,79 0,65 0,13 0,55 4,79 71,33 0,62 0,26 0,87
6 40,19 0,70 0,14 0,55 4,21 71,33 0,59 0,22 0,83
7 37,68 0,80 0,16 0,55 3,94 71,33 0,63 0,21 0,88
8 34,90 0,85 0,17 0,55 3,65 71,33 0,62 0,19 0,87
9 30,67 0,90 0,18 0,55 3,21 71,33 0,58 0,17 0,81
10 24,71 0,95 0,19 0,55 2,59 71,33 0,49 0,14 0,69
11 23,52 1,00 0,20 0,55 2,46 71,33 0,49 0,13 0,69
12 22,27 1,10 0,22 0,55 2,33 71,33 0,51 0,12 0,72
13 17,85 1,15 0,23 0,55 1,87 71,33 0,43 0,10 0,60
14 16,14 1,20 0,24 0,55 1,69 71,33 0,41 0,09 0,57
15 15,20 1,25 0,25 0,55 1,59 71,33 0,40 0,08 0,56
16 13,93 1,30 0,26 0,55 1,46 71,33 0,38 0,08 0,53
17 11,18 1,35 0,27 0,55 1,17 71,33 0,32 0,06 0,44
18 10,38 1,40 0,28 0,55 1,09 71,33 0,30 0,06 0,43
19 9,81 1,45 0,29 0,55 1,03 71,33 0,30 0,05 0,42
20 8,10 1,50 0,30 0,55 0,85 71,33 0,25 0,05 0,36
21 7,45 1,60 0,32 0,55 0,78 71,33 0,25 0,04 0,35
22 6,25 1,65 0,33 0,55 0,65 71,33 0,22 0,03 0,30
23 5,43 1,70 0,34 0,55 0,57 71,33 0,19 0,03 0,27
2
1 106,40 0,00 0,00 0,55 11,14 71,33 0,00 0,59 0,00
2 86,84 0,50 0,10 0,55 9,09 71,33 0,91 0,48 1,27
3 74,46 0,60 0,12 0,55 7,79 71,33 0,94 0,42 1,31
4 66,32 0,65 0,13 0,55 6,94 71,33 0,90 0,37 1,27
5 47,21 0,70 0,14 0,55 4,94 71,33 0,69 0,26 0,97
6 45,42 0,75 0,15 0,55 4,75 71,33 0,71 0,25 1,00
7 41,09 0,80 0,16 0,55 4,30 71,33 0,69 0,23 0,96
8 36,60 0,85 0,17 0,55 3,83 71,33 0,65 0,20 0,91
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Tabel 4.2 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
N F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
9 31,69 0,95 0,19 0,55 3,32 71,33 0,63 0,18 0,88
10 27,60 1,00 0,20 0,55 2,89 71,33 0,58 0,15 0,81
11 24,91 1,10 0,22 0,55 2,61 71,33 0,57 0,14 0,80
12 23,34 1,15 0,23 0,55 2,44 71,33 0,56 0,13 0,79
13 20,28 1,20 0,24 0,55 2,12 71,33 0,51 0,11 0,71
14 17,07 1,25 0,25 0,55 1,79 71,33 0,45 0,10 0,63
15 16,65 1,30 0,26 0,55 1,74 71,33 0,45 0,09 0,64
16 14,39 1,35 0,27 0,55 1,51 71,33 0,41 0,08 0,57
17 11,51 1,40 0,28 0,55 1,20 71,33 0,34 0,06 0,47
18 10,96 1,45 0,29 0,55 1,15 71,33 0,33 0,06 0,47
19 10,26 1,50 0,30 0,55 1,07 71,33 0,32 0,06 0,45
20 9,81 1,55 0,31 0,55 1,03 71,33 0,32 0,05 0,45
21 9,14 1,60 0,32 0,55 0,96 71,33 0,31 0,05 0,43
22 7,20 1,65 0,33 0,55 0,75 71,33 0,25 0,04 0,35
23 5,83 1,70 0,34 0,55 0,61 71,33 0,21 0,03 0,29
3
1 99,20 0,00 0,00 0,55 10,38 71,33 0,00 0,55 0,00
2 62,06 0,50 0,10 0,55 6,50 71,33 0,65 0,35 0,91
3 57,65 0,60 0,12 0,55 6,03 71,33 0,72 0,32 1,02
4 49,35 0,65 0,13 0,55 5,17 71,33 0,67 0,28 0,94
5 48,37 0,75 0,15 0,55 5,06 71,33 0,76 0,27 1,06
6 45,15 0,80 0,16 0,55 4,73 71,33 0,76 0,25 1,06
7 40,80 0,85 0,17 0,55 4,27 71,33 0,73 0,23 1,02
8 40,01 0,90 0,18 0,55 4,19 71,33 0,75 0,22 1,06
9 31,01 1,00 0,20 0,55 3,25 71,33 0,65 0,17 0,91
10 30,91 1,05 0,21 0,55 3,24 71,33 0,68 0,17 0,95
11 25,77 1,20 0,24 0,55 2,70 71,33 0,65 0,14 0,91
12 21,52 1,25 0,25 0,55 2,25 71,33 0,56 0,12 0,79
13 19,80 1,30 0,26 0,55 2,07 71,33 0,54 0,11 0,76
14 18,84 1,35 0,27 0,55 1,97 71,33 0,53 0,11 0,75
15 17,18 1,40 0,28 0,55 1,80 71,33 0,50 0,10 0,71
16 16,11 1,45 0,29 0,55 1,69 71,33 0,49 0,09 0,69
17 14,73 1,50 0,30 0,55 1,54 71,33 0,46 0,08 0,65
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Tabel 4.2 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
N F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
18 13,18 1,55 0,31 0,55 1,38 71,33 0,43 0,07 0,60
19 11,11 1,60 0,32 0,55 1,16 71,33 0,37 0,06 0,52
20 10,00 1,65 0,33 0,55 1,05 71,33 0,35 0,06 0,48
21 9,93 1,70 0,34 0,55 1,04 71,33 0,35 0,06 0,50
22 7,18 1,75 0,35 0,55 0,75 71,33 0,26 0,04 0,37
23 5,64 1,80 0,36 0,55 0,59 71,33 0,21 0,03 0,30
Tabel 4.3 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-
rata 6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1
1 90,77 0,00 0,00 0,55 9,50 71,33 0,00 0,51 0,00
2 52,01 0,70 0,14 0,55 5,44 71,33 0,76 0,29 1,07
3 49,98 0,75 0,15 0,55 5,23 71,33 0,78 0,28 1,10
4 45,93 0,85 0,17 0,55 4,81 71,33 0,82 0,26 1,15
5 45,55 0,90 0,18 0,55 4,77 71,33 0,86 0,25 1,20
6 44,47 0,95 0,19 0,55 4,65 71,33 0,88 0,25 1,24
7 43,22 1,00 0,20 0,55 4,52 71,33 0,90 0,24 1,27
8 42,88 1,05 0,21 0,55 4,49 71,33 0,94 0,24 1,32
9 38,30 1,10 0,22 0,55 4,01 71,33 0,88 0,21 1,24
10 36,49 1,15 0,23 0,55 3,82 71,33 0,88 0,20 1,23
11 33,59 1,20 0,24 0,55 3,52 71,33 0,84 0,19 1,18
12 31,22 1,25 0,25 0,55 3,27 71,33 0,82 0,17 1,15
13 27,20 1,30 0,26 0,55 2,85 71,33 0,74 0,15 1,04
14 25,48 1,35 0,27 0,55 2,67 71,33 0,72 0,14 1,01
15 24,97 1,40 0,28 0,55 2,61 71,33 0,73 0,14 1,03
16 23,09 1,45 0,29 0,55 2,42 71,33 0,70 0,13 0,98
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Tabel 4.3 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-
rata 6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
17 22,70 1,50 0,30 0,55 2,38 71,33 0,71 0,13 1,00
18 16,96 1,55 0,31 0,55 1,78 71,33 0,55 0,09 0,77
19 15,62 1,60 0,32 0,55 1,63 71,33 0,52 0,09 0,73
20 14,11 1,65 0,33 0,55 1,48 71,33 0,49 0,08 0,68
21 13,05 1,70 0,34 0,55 1,37 71,33 0,46 0,07 0,65
22 11,71 1,75 0,35 0,55 1,23 71,33 0,43 0,07 0,60
23 10,92 1,80 0,36 0,55 1,14 71,33 0,41 0,06 0,58
24 9,71 1,85 0,37 0,55 1,02 71,33 0,38 0,05 0,53
25 8,67 1,90 0,38 0,55 0,91 71,33 0,34 0,05 0,48
26 5,31 2,00 0,40 0,55 0,56 71,33 0,22 0,03 0,31
2
1 91,66 0,00 0,00 0,55 9,59 71,33 0,00 0,51 0,00
2 58,69 0,50 0,10 0,55 6,14 71,33 0,61 0,33 0,86
3 52,36 0,55 0,11 0,55 5,48 71,33 0,60 0,29 0,85
4 47,97 0,60 0,12 0,55 5,02 71,33 0,60 0,27 0,84
5 49,74 0,65 0,13 0,55 5,21 71,33 0,68 0,28 0,95
6 40,37 0,70 0,14 0,55 4,23 71,33 0,59 0,23 0,83
7 36,75 0,75 0,15 0,55 3,85 71,33 0,58 0,21 0,81
8 31,07 0,80 0,16 0,55 3,25 71,33 0,52 0,17 0,73
9 29,68 0,90 0,18 0,55 3,11 71,33 0,56 0,17 0,78
10 27,44 0,95 0,19 0,55 2,87 71,33 0,55 0,15 0,77
11 24,36 1,00 0,20 0,55 2,55 71,33 0,51 0,14 0,71
12 22,34 1,05 0,21 0,55 2,34 71,33 0,49 0,12 0,69
13 21,88 1,10 0,22 0,55 2,29 71,33 0,50 0,12 0,71
14 20,11 1,15 0,23 0,55 2,10 71,33 0,48 0,11 0,68
15 19,81 1,20 0,24 0,55 2,07 71,33 0,50 0,11 0,70
16 17,52 1,25 0,25 0,55 1,83 71,33 0,46 0,10 0,64
17 16,32 1,30 0,26 0,55 1,71 71,33 0,44 0,09 0,62
18 15,59 1,35 0,27 0,55 1,63 71,33 0,44 0,09 0,62
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Tabel 4.3 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-
rata 6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
19 14,05 1,40 0,28 0,55 1,47 71,33 0,41 0,08 0,58
20 13,52 1,45 0,29 0,55 1,42 71,33 0,41 0,08 0,58
21 12,08 1,50 0,30 0,55 1,26 71,33 0,38 0,07 0,53
22 9,72 1,55 0,31 0,55 1,02 71,33 0,32 0,05 0,44
23 8,72 1,60 0,32 0,55 0,91 71,33 0,29 0,05 0,41
24 7,32 1,65 0,33 0,55 0,77 71,33 0,25 0,04 0,35
25 6,79 1,70 0,34 0,55 0,71 71,33 0,24 0,04 0,34
26 5,29 1,75 0,35 0,55 0,55 71,33 0,19 0,03 0,27
3
1 91,87 0,00 0,00 0,55 9,62 71,33 0,00 0,51 0,00
2 61,62 0,40 0,08 0,55 6,45 71,33 0,52 0,34 0,72
3 50,05 0,50 0,10 0,55 5,24 71,33 0,52 0,28 0,73
4 44,70 0,60 0,12 0,55 4,68 71,33 0,56 0,25 0,79
5 42,71 0,65 0,13 0,55 4,47 71,33 0,58 0,24 0,81
6 40,01 0,70 0,14 0,55 4,19 71,33 0,59 0,22 0,82
7 39,04 0,75 0,15 0,55 4,09 71,33 0,61 0,22 0,86
8 36,03 0,80 0,16 0,55 3,77 71,33 0,60 0,20 0,85
9 35,07 0,85 0,17 0,55 3,67 71,33 0,62 0,20 0,87
10 30,06 0,90 0,18 0,55 3,15 71,33 0,57 0,17 0,79
11 26,26 0,95 0,19 0,55 2,75 71,33 0,52 0,15 0,73
12 25,27 1,00 0,20 0,55 2,64 71,33 0,53 0,14 0,74
13 22,16 1,05 0,21 0,55 2,32 71,33 0,49 0,12 0,68
14 21,99 1,10 0,22 0,55 2,30 71,33 0,51 0,12 0,71
15 20,69 1,15 0,23 0,55 2,17 71,33 0,50 0,12 0,70
16 18,77 1,20 0,24 0,55 1,96 71,33 0,47 0,10 0,66
17 16,23 1,25 0,25 0,55 1,70 71,33 0,42 0,09 0,60
18 15,56 1,30 0,26 0,55 1,63 71,33 0,42 0,09 0,59
19 13,34 1,40 0,28 0,55 1,40 71,33 0,39 0,07 0,55
20 10,16 1,50 0,30 0,55 1,06 71,33 0,32 0,06 0,45
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Tabel 4.3 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-
rata 6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
21 9,01 1,70 0,34 0,55 0,94 71,33 0,32 0,05 0,45
22 8,60 1,75 0,35 0,55 0,90 71,33 0,32 0,05 0,44
23 7,69 1,80 0,36 0,55 0,80 71,33 0,29 0,04 0,41
24 6,22 1,85 0,37 0,55 0,65 71,33 0,24 0,03 0,34
25 5,98 1,90 0,38 0,55 0,63 71,33 0,24 0,03 0,33
26 5,31 1,95 0,39 0,55 0,56 71,33 0,22 0,03 0,30
Tabel 4.4 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1
1 109,90 0,00 0,00 0,55 11,50 71,33 0,00 0,61 0,00
2 71,69 0,50 0,10 0,55 7,50 71,33 0,75 0,40 1,05
3 61,61 0,55 0,11 0,55 6,45 71,33 0,71 0,34 0,99
4 58,83 0,60 0,12 0,55 6,16 71,33 0,74 0,33 1,04
5 55,59 0,65 0,13 0,55 5,82 71,33 0,76 0,31 1,06
6 52,98 0,70 0,14 0,55 5,55 71,33 0,78 0,30 1,09
7 50,56 0,80 0,16 0,55 5,29 71,33 0,85 0,28 1,19
8 43,02 0,85 0,17 0,55 4,50 71,33 0,77 0,24 1,07
9 42,02 0,90 0,18 0,55 4,40 71,33 0,79 0,23 1,11
10 42,14 1,05 0,21 0,55 4,41 71,33 0,93 0,24 1,30
11 39,39 1,10 0,22 0,55 4,12 71,33 0,91 0,22 1,27
12 34,40 1,15 0,23 0,55 3,60 71,33 0,83 0,19 1,16
13 32,25 1,20 0,24 0,55 3,38 71,33 0,81 0,18 1,14
14 30,20 1,25 0,25 0,55 3,16 71,33 0,79 0,17 1,11
15 29,23 1,30 0,26 0,55 3,06 71,33 0,80 0,16 1,12
16 28,82 1,35 0,27 0,55 3,02 71,33 0,81 0,16 1,14
17 26,47 1,40 0,28 0,55 2,77 71,33 0,78 0,15 1,09
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Tabel 4.4 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
18 21,16 1,45 0,29 0,55 2,21 71,33 0,64 0,12 0,90
19 20,39 1,50 0,30 0,55 2,13 71,33 0,64 0,11 0,90
20 18,64 1,55 0,31 0,55 1,95 71,33 0,60 0,10 0,85
21 17,52 1,60 0,32 0,55 1,83 71,33 0,59 0,10 0,82
22 14,40 1,70 0,34 0,55 1,51 71,33 0,51 0,08 0,72
23 13,69 1,75 0,35 0,55 1,43 71,33 0,50 0,08 0,70
24 12,34 1,80 0,36 0,55 1,29 71,33 0,46 0,07 0,65
25 11,43 1,85 0,37 0,55 1,20 71,33 0,44 0,06 0,62
26 10,11 1,90 0,38 0,55 1,06 71,33 0,40 0,06 0,56
27 9,15 1,95 0,39 0,55 0,96 71,33 0,37 0,05 0,52
28 6,71 2,00 0,40 0,55 0,70 71,33 0,28 0,04 0,39
29 7,45 2,05 0,41 0,55 0,78 71,33 0,32 0,04 0,45
30 5,26 2,10 0,42 0,55 0,55 71,33 0,23 0,03 0,32
2
1 108,10 0,00 0,00 0,55 11,31 71,33 0,00 0,60 0,00
2 74,66 0,50 0,10 0,55 7,81 71,33 0,78 0,42 1,10
3 66,56 0,60 0,12 0,55 6,97 71,33 0,84 0,37 1,17
4 58,45 0,65 0,13 0,55 6,12 71,33 0,80 0,33 1,11
5 52,20 0,70 0,14 0,55 5,46 71,33 0,76 0,29 1,07
6 50,01 0,75 0,15 0,55 5,23 71,33 0,79 0,28 1,10
7 45,56 0,80 0,16 0,55 4,77 71,33 0,76 0,25 1,07
8 40,77 0,85 0,17 0,55 4,27 71,33 0,73 0,23 1,02
9 39,35 0,90 0,18 0,55 4,12 71,33 0,74 0,22 1,04
10 35,74 0,95 0,19 0,55 3,74 71,33 0,71 0,20 1,00
11 31,97 1,05 0,21 0,55 3,35 71,33 0,70 0,18 0,99
12 26,96 1,10 0,22 0,55 2,82 71,33 0,62 0,15 0,87
13 24,94 1,15 0,23 0,55 2,61 71,33 0,60 0,14 0,84
14 23,73 1,20 0,24 0,55 2,48 71,33 0,60 0,13 0,84
15 22,53 1,25 0,25 0,55 2,36 71,33 0,59 0,13 0,83
16 21,65 1,30 0,26 0,55 2,27 71,33 0,59 0,12 0,83
17 20,03 1,35 0,27 0,55 2,10 71,33 0,57 0,11 0,79
18 19,92 1,40 0,28 0,55 2,08 71,33 0,58 0,11 0,82
19 18,06 1,45 0,29 0,55 1,89 71,33 0,55 0,10 0,77
20 17,02 1,50 0,30 0,55 1,78 71,33 0,53 0,10 0,75
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Tabel 4.4 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
21 16,16 1,55 0,31 0,55 1,69 71,33 0,52 0,09 0,74
22 14,42 1,60 0,32 0,55 1,51 71,33 0,48 0,08 0,68
23 12,51 1,65 0,33 0,55 1,31 71,33 0,43 0,07 0,61
24 11,12 1,70 0,34 0,55 1,16 71,33 0,40 0,06 0,55
25 8,24 1,80 0,36 0,55 0,86 71,33 0,31 0,05 0,44
26 7,02 1,85 0,37 0,55 0,73 71,33 0,27 0,04 0,38
27 6,87 1,90 0,38 0,55 0,72 71,33 0,27 0,04 0,38
28 5,44 2,00 0,40 0,55 0,57 71,33 0,23 0,03 0,32
3
1 114,06 0,00 0,00 0,55 11,94 71,33 0,00 0,64 0,00
2 83,20 0,50 0,10 0,55 8,71 71,33 0,87 0,46 1,22
3 68,88 0,60 0,12 0,55 7,21 71,33 0,87 0,38 1,21
4 60,71 0,70 0,14 0,55 6,35 71,33 0,89 0,34 1,25
5 52,65 0,75 0,15 0,55 5,51 71,33 0,83 0,29 1,16
6 47,20 0,80 0,16 0,55 4,94 71,33 0,79 0,26 1,11
7 42,31 0,85 0,17 0,55 4,43 71,33 0,75 0,24 1,06
8 41,45 0,90 0,18 0,55 4,34 71,33 0,78 0,23 1,09
9 35,60 0,95 0,19 0,55 3,73 71,33 0,71 0,20 0,99
10 32,86 1,00 0,20 0,55 3,44 71,33 0,69 0,18 0,96
11 31,02 1,05 0,21 0,55 3,25 71,33 0,68 0,17 0,96
12 26,37 1,20 0,24 0,55 2,76 71,33 0,66 0,15 0,93
13 22,25 1,25 0,25 0,55 2,33 71,33 0,58 0,12 0,82
14 20,42 1,30 0,26 0,55 2,14 71,33 0,56 0,11 0,78
15 19,11 1,35 0,27 0,55 2,00 71,33 0,54 0,11 0,76
16 17,85 1,40 0,28 0,55 1,87 71,33 0,52 0,10 0,73
17 16,56 1,50 0,30 0,55 1,73 71,33 0,52 0,09 0,73
18 15,19 1,55 0,31 0,55 1,59 71,33 0,49 0,08 0,69
19 13,36 1,60 0,32 0,55 1,40 71,33 0,45 0,07 0,63
20 12,09 1,70 0,34 0,55 1,27 71,33 0,43 0,07 0,60
21 11,98 1,75 0,35 0,55 1,25 71,33 0,44 0,07 0,62
22 10,77 1,80 0,36 0,55 1,13 71,33 0,41 0,06 0,57
23 9,27 1,85 0,37 0,55 0,97 71,33 0,36 0,05 0,50
24 8,77 1,90 0,38 0,55 0,92 71,33 0,35 0,05 0,49
25 7,49 1,95 0,39 0,55 0,78 71,33 0,31 0,04 0,43
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Tabel 4.4 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 12
pelat pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
26 6,87 2,05 0,41 0,55 0,72 71,33 0,29 0,04 0,41
27 5,21 2,15 0,43 0,55 0,55 71,33 0,23 0,03 0,33
Tabel 4.5 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1
1 105,60 0,00 0,00 0,55 11,05 71,33 0,00 0,59 0,00
2 78,58 0,50 0,10 0,55 8,22 71,33 0,82 0,44 1,15
3 71,19 0,55 0,11 0,55 7,45 71,33 0,82 0,40 1,15
4 68,87 0,65 0,13 0,55 7,21 71,33 0,94 0,38 1,31
5 58,83 0,70 0,14 0,55 6,16 71,33 0,86 0,33 1,21
6 53,06 0,75 0,15 0,55 5,55 71,33 0,83 0,30 1,17
7 51,55 0,80 0,16 0,55 5,40 71,33 0,86 0,29 1,21
8 46,11 0,85 0,17 0,55 4,83 71,33 0,82 0,26 1,15
9 40,08 0,90 0,18 0,55 4,20 71,33 0,76 0,22 1,06
10 33,73 1,00 0,20 0,55 3,53 71,33 0,71 0,19 0,99
11 31,75 1,05 0,21 0,55 3,32 71,33 0,70 0,18 0,98
12 29,16 1,10 0,22 0,55 3,05 71,33 0,67 0,16 0,94
13 25,87 1,15 0,23 0,55 2,71 71,33 0,62 0,14 0,87
14 21,29 1,20 0,24 0,55 2,23 71,33 0,53 0,12 0,75
15 20,42 1,25 0,25 0,55 2,14 71,33 0,53 0,11 0,75
16 17,37 1,35 0,27 0,55 1,82 71,33 0,49 0,10 0,69
17 16,48 1,40 0,28 0,55 1,72 71,33 0,48 0,09 0,68
18 15,97 1,45 0,29 0,55 1,67 71,33 0,48 0,09 0,68
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Tabel 4.5 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
19 14,24 1,50 0,30 0,55 1,49 71,33 0,45 0,08 0,63
20 13,51 1,55 0,31 0,55 1,41 71,33 0,44 0,08 0,61
21 12,06 1,60 0,32 0,55 1,26 71,33 0,40 0,07 0,57
22 11,49 1,65 0,33 0,55 1,20 71,33 0,40 0,06 0,56
23 11,10 1,70 0,34 0,55 1,16 71,33 0,40 0,06 0,55
24 9,36 1,75 0,35 0,55 0,98 71,33 0,34 0,05 0,48
25 8,73 1,80 0,36 0,55 0,91 71,33 0,33 0,05 0,46
26 8,54 1,85 0,37 0,55 0,89 71,33 0,33 0,05 0,46
27 8,03 1,90 0,38 0,55 0,84 71,33 0,32 0,04 0,45
28 6,69 1,95 0,39 0,55 0,70 71,33 0,27 0,04 0,38
29 4,72 2,00 0,40 0,55 0,49 71,33 0,20 0,03 0,28
2
1 102,70 0,00 0,00 0,55 10,75 71,33 0,00 0,57 0,00
2 80,64 0,50 0,10 0,55 8,44 71,33 0,84 0,45 1,18
3 72,27 0,55 0,11 0,55 7,56 71,33 0,83 0,40 1,17
4 62,74 0,60 0,12 0,55 6,57 71,33 0,79 0,35 1,10
5 53,37 0,65 0,13 0,55 5,59 71,33 0,73 0,30 1,02
6 46,07 0,75 0,15 0,55 4,82 71,33 0,72 0,26 1,01
7 42,37 0,80 0,16 0,55 4,43 71,33 0,71 0,24 0,99
8 34,37 0,85 0,17 0,55 3,60 71,33 0,61 0,19 0,86
9 30,73 0,90 0,18 0,55 3,22 71,33 0,58 0,17 0,81
10 28,51 1,00 0,20 0,55 2,98 71,33 0,60 0,16 0,84
11 27,84 1,10 0,22 0,55 2,91 71,33 0,64 0,16 0,90
12 25,76 1,15 0,23 0,55 2,70 71,33 0,62 0,14 0,87
13 20,86 1,20 0,24 0,55 2,18 71,33 0,52 0,12 0,73
14 20,24 1,25 0,25 0,55 2,12 71,33 0,53 0,11 0,74
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Tabel 4.5 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
15 18,80 1,30 0,26 0,55 1,97 71,33 0,51 0,10 0,72
16 17,59 1,35 0,27 0,55 1,84 71,33 0,50 0,10 0,70
17 15,70 1,40 0,28 0,55 1,64 71,33 0,46 0,09 0,65
18 14,78 1,45 0,29 0,55 1,55 71,33 0,45 0,08 0,63
19 13,05 1,50 0,30 0,55 1,37 71,33 0,41 0,07 0,57
20 12,89 1,55 0,31 0,55 1,35 71,33 0,42 0,07 0,59
21 12,72 1,60 0,32 0,55 1,33 71,33 0,43 0,07 0,60
22 10,54 1,65 0,33 0,55 1,10 71,33 0,36 0,06 0,51
23 9,40 1,70 0,34 0,55 0,98 71,33 0,33 0,05 0,47
24 9,13 1,75 0,35 0,55 0,96 71,33 0,33 0,05 0,47
25 7,58 1,80 0,36 0,55 0,79 71,33 0,29 0,04 0,40
26 7,38 1,85 0,37 0,55 0,77 71,33 0,29 0,04 0,40
27 7,15 1,90 0,38 0,55 0,75 71,33 0,28 0,04 0,40
28 6,37 1,95 0,39 0,55 0,67 71,33 0,26 0,04 0,36
29 5,02 2,00 0,40 0,55 0,53 71,33 0,21 0,03 0,29
3
1 106,40 0,00 0,00 0,55 11,14 71,33 0,00 0,59 0,00
2 73,42 0,50 0,10 0,55 7,68 71,33 0,77 0,41 1,08
3 72,45 0,55 0,11 0,55 7,58 71,33 0,83 0,40 1,17
4 69,52 0,60 0,12 0,55 7,28 71,33 0,87 0,39 1,22
5 66,77 0,65 0,13 0,55 6,99 71,33 0,91 0,37 1,27
6 63,50 0,70 0,14 0,55 6,65 71,33 0,93 0,35 1,30
7 54,68 0,80 0,16 0,55 5,72 71,33 0,92 0,31 1,28
8 48,03 0,85 0,17 0,55 5,03 71,33 0,85 0,27 1,20
9 42,53 0,90 0,18 0,55 4,45 71,33 0,80 0,24 1,12
10 38,97 0,95 0,19 0,55 4,08 71,33 0,77 0,22 1,09
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Tabel 4.5 Data percobaan dan data perhitungan kincir angin dengan 9
pelat pengarah bersudut 40° dengan kecepatan angin rata-rata
6 m/s.
No
n F T A ω Pin Pout
TSR
Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
11 32,03 1,00 0,20 0,55 3,35 71,33 0,67 0,18 0,94
12 29,58 1,05 0,21 0,55 3,10 71,33 0,65 0,17 0,91
13 27,59 1,10 0,22 0,55 2,89 71,33 0,64 0,15 0,89
14 24,48 1,15 0,23 0,55 2,56 71,33 0,59 0,14 0,83
15 22,01 1,20 0,24 0,55 2,30 71,33 0,55 0,12 0,78
16 21,31 1,25 0,25 0,55 2,23 71,33 0,56 0,12 0,78
17 17,96 1,30 0,26 0,55 1,88 71,33 0,49 0,10 0,69
18 17,37 1,35 0,27 0,55 1,82 71,33 0,49 0,10 0,69
19 15,90 1,40 0,28 0,55 1,66 71,33 0,47 0,09 0,65
20 15,35 1,50 0,30 0,55 1,61 71,33 0,48 0,09 0,68
21 14,83 1,55 0,31 0,55 1,55 71,33 0,48 0,08 0,67
22 12,88 1,60 0,32 0,55 1,35 71,33 0,43 0,07 0,60
23 11,61 1,70 0,34 0,55 1,22 71,33 0,41 0,06 0,58
24 10,22 1,75 0,35 0,55 1,07 71,33 0,37 0,06 0,52
25 9,71 1,80 0,36 0,55 1,02 71,33 0,37 0,05 0,51
26 9,24 1,85 0,37 0,55 0,97 71,33 0,36 0,05 0,50
27 7,92 1,90 0,38 0,55 0,83 71,33 0,32 0,04 0,44
28 6,55 1,95 0,39 0,55 0,69 71,33 0,27 0,04 0,37
29 4,95 2,00 0,40 0,55 0,52 71,33 0,21 0,03 0,29
Tabel 4.6 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1 1 110,50 0,00 0,00 0,55 11,57 71,33 0,00 0,62 0,00
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Tabel 4.6 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
2 79,96 0,50 0,10 0,55 8,37 71,33 0,84 0,45 1,17
3 71,97 0,55 0,11 0,55 7,53 71,33 0,83 0,40 1,16
4 69,64 0,60 0,12 0,55 7,29 71,33 0,87 0,39 1,23
5 67,51 0,65 0,13 0,55 7,07 71,33 0,92 0,38 1,29
6 64,13 0,70 0,14 0,55 6,71 71,33 0,94 0,36 1,32
7 58,61 0,75 0,15 0,55 6,13 71,33 0,92 0,33 1,29
8 55,55 0,85 0,17 0,55 5,81 71,33 0,99 0,31 1,39
9 47,77 0,95 0,19 0,55 5,00 71,33 0,95 0,27 1,33
10 38,14 1,00 0,20 0,55 3,99 71,33 0,80 0,21 1,12
11 30,75 1,05 0,21 0,55 3,22 71,33 0,68 0,17 0,95
12 24,46 1,10 0,22 0,55 2,56 71,33 0,56 0,14 0,79
13 22,45 1,15 0,23 0,55 2,35 71,33 0,54 0,13 0,76
14 19,93 1,20 0,24 0,55 2,09 71,33 0,50 0,11 0,70
15 19,71 1,30 0,26 0,55 2,06 71,33 0,54 0,11 0,75
16 15,58 1,35 0,27 0,55 1,63 71,33 0,44 0,09 0,62
17 15,46 1,40 0,28 0,55 1,62 71,33 0,45 0,09 0,64
18 14,09 1,45 0,29 0,55 1,47 71,33 0,43 0,08 0,60
19 12,31 1,50 0,30 0,55 1,29 71,33 0,39 0,07 0,54
20 11,94 1,55 0,31 0,55 1,25 71,33 0,39 0,07 0,54
21 10,34 1,60 0,32 0,55 1,08 71,33 0,35 0,06 0,49
22 9,58 1,65 0,33 0,55 1,00 71,33 0,33 0,05 0,46
23 7,65 1,70 0,34 0,55 0,80 71,33 0,27 0,04 0,38
24 6,15 1,75 0,35 0,55 0,64 71,33 0,23 0,03 0,32
25 5,68 1,80 0,36 0,55 0,59 71,33 0,21 0,03 0,30
2
1 101,50 0,00 0,00 0,55 10,62 71,33 0,00 0,57 0,00
2 80,36 0,50 0,10 0,55 8,41 71,33 0,84 0,45 1,18
3 66,58 0,55 0,11 0,55 6,97 71,33 0,77 0,37 1,07
4 56,98 0,70 0,14 0,55 5,96 71,33 0,83 0,32 1,17
5 51,36 0,80 0,16 0,55 5,38 71,33 0,86 0,29 1,21
6 47,97 0,85 0,17 0,55 5,02 71,33 0,85 0,27 1,20
7 41,41 0,90 0,18 0,55 4,33 71,33 0,78 0,23 1,09
8 37,32 0,95 0,19 0,55 3,91 71,33 0,74 0,21 1,04
9 30,96 1,00 0,20 0,55 3,24 71,33 0,65 0,17 0,91
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Tabel 4.6 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
10 28,97 1,05 0,21 0,55 3,03 71,33 0,64 0,16 0,89
11 25,63 1,10 0,22 0,55 2,68 71,33 0,59 0,14 0,83
12 26,27 1,20 0,24 0,55 2,75 71,33 0,66 0,15 0,93
13 23,45 1,25 0,25 0,55 2,45 71,33 0,61 0,13 0,86
14 23,31 1,30 0,26 0,55 2,44 71,33 0,63 0,13 0,89
15 19,50 1,35 0,27 0,55 2,04 71,33 0,55 0,11 0,77
16 16,88 1,40 0,28 0,55 1,77 71,33 0,49 0,09 0,69
17 18,03 1,45 0,29 0,55 1,89 71,33 0,55 0,10 0,77
18 17,05 1,50 0,30 0,55 1,78 71,33 0,54 0,10 0,75
19 16,94 1,55 0,31 0,55 1,77 71,33 0,55 0,09 0,77
20 15,49 1,60 0,32 0,55 1,62 71,33 0,52 0,09 0,73
21 12,64 1,65 0,33 0,55 1,32 71,33 0,44 0,07 0,61
22 12,55 1,70 0,34 0,55 1,31 71,33 0,45 0,07 0,63
23 11,57 1,75 0,35 0,55 1,21 71,33 0,42 0,06 0,59
24 11,09 1,80 0,36 0,55 1,16 71,33 0,42 0,06 0,59
25 10,08 1,85 0,37 0,55 1,06 71,33 0,39 0,06 0,55
26 9,78 1,90 0,38 0,55 1,02 71,33 0,39 0,05 0,55
27 8,04 2,00 0,40 0,55 0,84 71,33 0,34 0,04 0,47
28 6,05 2,25 0,45 0,55 0,63 71,33 0,28 0,03 0,40
29 5,44 2,10 0,42 0,55 0,57 71,33 0,24 0,03 0,34
3
1 109,30 0,00 0,00 0,55 11,44 71,33 0,00 0,61 0,00
2 82,05 0,50 0,10 0,55 8,59 71,33 0,86 0,46 1,20
3 71,75 0,60 0,12 0,55 7,51 71,33 0,90 0,40 1,26
4 70,60 0,65 0,13 0,55 7,39 71,33 0,96 0,39 1,35
5 70,16 0,70 0,14 0,55 7,34 71,33 1,03 0,39 1,44
6 67,65 0,80 0,16 0,55 7,08 71,33 1,13 0,38 1,59
7 64,50 0,85 0,17 0,55 6,75 71,33 1,15 0,36 1,61
8 63,30 0,90 0,18 0,55 6,63 71,33 1,19 0,35 1,67
9 53,48 1,00 0,20 0,55 5,60 71,33 1,12 0,30 1,57
10 51,76 1,10 0,22 0,55 5,42 71,33 1,19 0,29 1,67
11 46,63 1,20 0,24 0,55 4,88 71,33 1,17 0,26 1,64
12 32,88 1,30 0,26 0,55 3,44 71,33 0,89 0,18 1,25
13 23,22 1,40 0,28 0,55 2,43 71,33 0,68 0,13 0,95
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
Tabel 4.6 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 45° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
14 23,15 1,45 0,29 0,55 2,42 71,33 0,70 0,13 0,99
15 25,16 1,50 0,30 0,55 2,63 71,33 0,79 0,14 1,11
16 21,54 1,60 0,32 0,55 2,25 71,33 0,72 0,12 1,01
17 21,77 1,65 0,33 0,55 2,28 71,33 0,75 0,12 1,05
18 18,12 1,75 0,35 0,55 1,90 71,33 0,66 0,10 0,93
19 17,95 1,80 0,36 0,55 1,88 71,33 0,68 0,10 0,95
20 15,50 1,90 0,38 0,55 1,62 71,33 0,62 0,09 0,86
21 14,51 1,95 0,39 0,55 1,52 71,33 0,59 0,08 0,83
22 13,97 2,00 0,40 0,55 1,46 71,33 0,58 0,08 0,82
23 13,28 2,05 0,41 0,55 1,39 71,33 0,57 0,07 0,80
24 12,93 2,10 0,42 0,55 1,35 71,33 0,57 0,07 0,80
25 10,65 2,15 0,43 0,55 1,11 71,33 0,48 0,06 0,67
26 10,06 2,20 0,44 0,55 1,05 71,33 0,46 0,06 0,65
27 9,55 2,25 0,45 0,55 1,00 71,33 0,45 0,05 0,63
28 8,60 2,30 0,46 0,55 0,90 71,33 0,41 0,05 0,58
29 6,08 2,35 0,47 0,55 0,64 71,33 0,30 0,03 0,42
30 5,56 2,40 0,48 0,55 0,58 71,33 0,28 0,03 0,39
Tabel 4.7 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
1
1 108,20 0,00 0,00 0,55 11,32 71,33 0,00 0,60 0,00
2 77,15 0,50 0,10 0,55 8,08 71,33 0,81 0,43 1,13
3 75,05 0,55 0,11 0,55 7,86 71,33 0,86 0,42 1,21
4 73,01 0,60 0,12 0,55 7,64 71,33 0,92 0,41 1,29
5 61,79 0,65 0,13 0,55 6,47 71,33 0,84 0,34 1,18
6 60,26 0,70 0,14 0,55 6,31 71,33 0,88 0,34 1,24
7 53,66 0,75 0,15 0,55 5,62 71,33 0,84 0,30 1,18
8 51,69 0,80 0,16 0,55 5,41 71,33 0,87 0,29 1,21
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Tabel 4.7 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
9 35,54 0,90 0,18 0,55 3,72 71,33 0,67 0,20 0,94
10 32,80 0,95 0,19 0,55 3,43 71,33 0,65 0,18 0,91
11 30,94 1,00 0,20 0,55 3,24 71,33 0,65 0,17 0,91
12 30,20 1,05 0,21 0,55 3,16 71,33 0,66 0,17 0,93
13 25,18 1,10 0,22 0,55 2,64 71,33 0,58 0,14 0,81
14 21,99 1,15 0,23 0,55 2,30 71,33 0,53 0,12 0,74
15 21,55 1,25 0,25 0,55 2,26 71,33 0,56 0,12 0,79
16 21,25 1,30 0,26 0,55 2,22 71,33 0,58 0,12 0,81
17 20,56 1,35 0,27 0,55 2,15 71,33 0,58 0,11 0,81
18 16,78 1,40 0,28 0,55 1,76 71,33 0,49 0,09 0,69
19 14,50 1,45 0,29 0,55 1,52 71,33 0,44 0,08 0,62
20 14,14 1,50 0,30 0,55 1,48 71,33 0,44 0,08 0,62
21 12,79 1,55 0,31 0,55 1,34 71,33 0,41 0,07 0,58
22 12,19 1,60 0,32 0,55 1,28 71,33 0,41 0,07 0,57
23 12,02 1,65 0,33 0,55 1,26 71,33 0,42 0,07 0,58
24 8,70 1,70 0,34 0,55 0,91 71,33 0,31 0,05 0,43
25 7,24 1,75 0,35 0,55 0,76 71,33 0,27 0,04 0,37
26 6,46 1,80 0,36 0,55 0,68 71,33 0,24 0,04 0,34
27 6,10 1,85 0,37 0,55 0,64 71,33 0,24 0,03 0,33
28 4,82 1,90 0,38 0,55 0,50 71,33 0,19 0,03 0,27
2
1 114,60 0,00 0,00 0,55 11,99 71,33 0,00 0,64 0,00
2 80,65 0,55 0,11 0,55 8,44 71,33 0,93 0,45 1,30
3 67,62 0,60 0,12 0,55 7,08 71,33 0,85 0,38 1,19
4 61,61 0,65 0,13 0,55 6,45 71,33 0,84 0,34 1,18
5 55,75 0,70 0,14 0,55 5,84 71,33 0,82 0,31 1,15
6 45,68 0,75 0,15 0,55 4,78 71,33 0,72 0,25 1,01
7 35,24 0,80 0,16 0,55 3,69 71,33 0,59 0,20 0,83
8 33,32 0,85 0,17 0,55 3,49 71,33 0,59 0,19 0,83
9 30,78 0,90 0,18 0,55 3,22 71,33 0,58 0,17 0,81
10 27,74 0,95 0,19 0,55 2,90 71,33 0,55 0,15 0,77
11 25,84 1,00 0,20 0,55 2,70 71,33 0,54 0,14 0,76
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Tabel 4.7 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
12 24,17 1,05 0,21 0,55 2,53 71,33 0,53 0,13 0,74
13 21,35 1,15 0,23 0,55 2,23 71,33 0,51 0,12 0,72
14 20,35 1,20 0,24 0,55 2,13 71,33 0,51 0,11 0,72
15 18,08 1,25 0,25 0,55 1,89 71,33 0,47 0,10 0,66
16 15,03 1,30 0,26 0,55 1,57 71,33 0,41 0,08 0,57
17 14,14 1,35 0,27 0,55 1,48 71,33 0,40 0,08 0,56
18 12,45 1,40 0,28 0,55 1,30 71,33 0,36 0,07 0,51
19 9,12 1,45 0,29 0,55 0,95 71,33 0,28 0,05 0,39
20 9,05 1,50 0,30 0,55 0,95 71,33 0,28 0,05 0,40
21 8,98 1,55 0,31 0,55 0,94 71,33 0,29 0,05 0,41
22 8,61 1,60 0,32 0,55 0,90 71,33 0,29 0,05 0,40
23 7,57 1,65 0,33 0,55 0,79 71,33 0,26 0,04 0,37
24 6,66 1,75 0,35 0,55 0,70 71,33 0,24 0,04 0,34
25 6,44 1,80 0,36 0,55 0,67 71,33 0,24 0,04 0,34
26 5,77 1,85 0,37 0,55 0,60 71,33 0,22 0,03 0,31
27 4,89 1,90 0,38 0,55 0,51 71,33 0,19 0,03 0,27
28 4,44 1,95 0,39 0,55 0,46 71,33 0,18 0,02 0,25
3
1 108,80 0,00 0,00 0,55 11,39 71,33 0,00 0,61 0,00
2 84,16 0,50 0,10 0,55 8,81 71,33 0,88 0,47 1,23
3 75,74 0,55 0,11 0,55 7,93 71,33 0,87 0,42 1,22
4 70,32 0,60 0,12 0,55 7,36 71,33 0,88 0,39 1,24
5 66,72 0,65 0,13 0,55 6,98 71,33 0,91 0,37 1,27
6 62,24 0,70 0,14 0,55 6,51 71,33 0,91 0,35 1,28
7 54,14 0,75 0,15 0,55 5,67 71,33 0,85 0,30 1,19
8 49,58 0,85 0,17 0,55 5,19 71,33 0,88 0,28 1,24
9 40,01 0,90 0,18 0,55 4,19 71,33 0,75 0,22 1,06
10 31,75 0,95 0,19 0,55 3,32 71,33 0,63 0,18 0,89
11 30,68 1,00 0,20 0,55 3,21 71,33 0,64 0,17 0,90
12 29,05 1,05 0,21 0,55 3,04 71,33 0,64 0,16 0,90
13 24,79 1,10 0,22 0,55 2,59 71,33 0,57 0,14 0,80
14 23,16 1,20 0,24 0,55 2,42 71,33 0,58 0,13 0,82
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Tabel 4.7 Data percobaan dan perhitungan kincir angin dengan 9 pelat
pengarah bersudut 50° dengan kecepatan angin rata-rata 6
m/s.
No n F T A ω Pin Pout
TSR Cp
(rpm) (N) (N/m) (m²) (rad/sec) (watt) (watt) (%)
15 21,28 1,25 0,25 0,55 2,23 71,33 0,56 0,12 0,78
16 19,56 1,30 0,26 0,55 2,05 71,33 0,53 0,11 0,75
17 17,06 1,35 0,27 0,55 1,79 71,33 0,48 0,10 0,68
18 17,31 1,40 0,28 0,55 1,81 71,33 0,51 0,10 0,71
19 16,67 1,45 0,29 0,55 1,74 71,33 0,51 0,09 0,71
20 16,11 1,50 0,30 0,55 1,69 71,33 0,51 0,09 0,71
21 14,74 1,55 0,31 0,55 1,54 71,33 0,48 0,08 0,67
22 13,79 1,60 0,32 0,55 1,44 71,33 0,46 0,08 0,65
23 10,16 1,70 0,34 0,55 1,06 71,33 0,36 0,06 0,51
24 10,01 1,75 0,35 0,55 1,05 71,33 0,37 0,06 0,51
25 8,89 1,80 0,36 0,55 0,93 71,33 0,33 0,05 0,47
26 6,51 1,85 0,37 0,55 0,68 71,33 0,25 0,04 0,35
27 5,79 1,90 0,38 0,55 0,61 71,33 0,23 0,03 0,32
28 4,53 1,95 0,39 0,55 0,47 71,33 0,18 0,03 0,26
4.2 Hasil Penelitian dan Perhitungan
Contoh perhitungan untuk kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat
dengan variasi penambahan pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut
40°, 45°, 50°, dan tanpa pelat pengarah angin. Contoh perhitungan pada jumlah 9
pelat pengarah bersudut 45° percobaan ke-3 pada Cp tertinggi yang dilakukan:
4.2.1 Perhitungan Daya Angin (Pin)
Besar daya yang tersedia pada angin pada kincir angin dengan luasan frontal
(A=d.h), kecepatan angin 6 m/s, dengan massa jenis udara 1,18 kg/m3 dengan
suhu ruangan 28°C maka daya angin dapat dicari dengan menggunakan
Persamaan 4 yaitu:
Pin =1/2ρAv3
=1/2 . 1,18 kg/m3 . 0,5504m² . (6m/s)
3
=70,14 watt
(Lanjutan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
jadi daya yang tersedia pada angin adalah 70,14 watt.
4.2.2 Perhitungan Daya Kincir Angin (Pout)
Untuk mendapatkan daya yang dihasilkan kincir, dapat menggunakan
Persamaan 6, namun untuk mendapatkan daya kincir sebelumnya harus
mengetahui kecepatan sudut dan torsi kincir, maka untuk itu perlu dicari terlebih
dahulu dengan menggunakan Persamaan 5 dan 6 yaitu:
ω =
= 63,30 rpm
= 6,63 rad/sec
maka kecepatan sudut yang didapatkan adalah 6,63 rad/sec
Untuk mencari besar torsi yang terjadi pada kincir, maka dapat
menggunakan Persamaan 5. Sehingga torsi yang didapat adalah:
T = F.I
= 0,90 N . 0,2 m
= 0,18 Nm
jadi torsi yang didapat adalah 0,18 Nm
Dengan kecepatan sudut 6,63 rad/sec dan torsi 0,18 Nm, maka daya yang
dihasilkan oleh kincir adalah:
Pout = T ω
= 0,18 Nm . 6,63 rad/sec
= 1,19 watt
sehingga daya yang dihasilkan kincir adalah 1,19 watt
4.2.3 Perhitungan tip speed ratio (TSR)
Dengan mengetahui kecepatan putar kincir 63,30 rpm dan kecepatan angin 6
m/s dan jari-jari kincir angin 0,32m, maka tsr dapat dicari dengan menggunakan
Persamaan 8 yaitu:
tsr =
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
=
= 0,35
jadi tsr yang didapat adalah 0,35
4.2.4 Perhitungan Koefisien Daya (Cp)
Cp =
=
= 1,67
maka Cp yang dihasilkan adalah 1,67 %
4.3 Grafik Hasil Perhitungan
Dari data yang diperoleh, kemudian diolah kedalam bentuk grafik untuk
mengetahui hubungan antara torsi (N.m) dengan kecepatan putar kincir (rpm) dan
koefisien daya kincir (%) dengan tip speed ratio (TSR). Grafik yang disajikan
untuk setiap percobaan variasi dengan percobaan terbaik dapat dilihat pada grafik
berikut ini:
1. Grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan putar kincir
Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan pada Tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4,
4.5, 4.6, dan 4.7 maka dapat dibuat grafik hubungan antara torsi dengan kecepatan
putar kincir yang disajikan pada Gambar 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, dan 4.7.
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 12
pelat pengarah bersudut 40°.
0
20
40
60
80
100
120
0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Gambar 4.2 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 12
pelat pengarah bersudut 45°.
Gambar 4.3 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 12
pelat pengarah bersudut 50°.
0
20
40
60
80
100
0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
0
20
40
60
80
100
120
0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Gambar 4.4 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 9
pelat pengarah bersudut 40°.
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 9
pelat pengarah bersudut 45°.
0
20
40
60
80
100
120
0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
0
20
40
60
80
100
120
0 , 0 0 0 , 1 0 0 , 2 0 0 , 3 0 0 , 4 0 0 , 5 0 0 , 6 0
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Gambar 4.6 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi pada jumlah 9
pelat pengarah bersudut 50°.
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara putaran poros dengan torsi tanpa variasi
pengarah angin.
2. Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio
Berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan pada Tabel 4.1, 4.2, 4.3, 4.4,
4.5, 4.6, dan 4.7 maka dapat dibuat grafik hubungan antara koefisien daya dengan
0
20
40
60
80
100
120
140
0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5 0 , 4 0 0 , 4 5
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
0
20
40
60
80
100
120
140
0 , 0 0 0 , 0 5 0 , 1 0 0 , 1 5 0 , 2 0 0 , 2 5 0 , 3 0 0 , 3 5
Puta
ran p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Tip Speed Ratio yang disajikan pada Gambar 4.8, 4.9, 4.10, 4.11, 4.12, 4.13, dan
4.14.
Gambar 4.8 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada
jumlah 12 pelat pengarah bersudut 40°.
Gambar 4.9 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada
jumlah 12 pelat pengarah bersudut 45°.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Gambar 4.10 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada
jumlah 12 pelat pengarah bersudut 50°.
Gambar 4.11 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada
jumlah 9 pelat pengarah bersudut 40°.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Gambar 4.12 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada
jumlah 9 pelat pengarah bersudut 45°.
Gambar 4.13 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio pada
jumlah 9 pelat pengarah bersudut 50°.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Gambar 4.14 Grafik hubungan antara koefisien daya dengan tip speed ratio tanpa
variasi pengarah angin.
4.4 Grafik Perbandingan
Setelah mendapatkan grafik dari setiap variasi selanjutnya akan dilakukan
perbandingan dari setiap variasi kincir angin Savonius dengan variasi 12 dan 9
pelat pengarah angin bersdut 40, 45, 50, dan tanpa pelat pengarah.
1. Grafik hubungan antara kecepatan poros (n) dengan torsi (T)
Gambar 4.15 Grafik hubungan kecepatan poros (n) dengan torsi (T) untuk variasi
yang digunakan.
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
0 , 0 0 , 1 0 , 2 0 , 3 0 , 4 0 , 5 0 , 6 0 , 7 0 , 8
Koef
isie
n d
aya,
cp
Tip speed ratio, TSR
0
20
40
60
80
100
120
140
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Pu
tara
n p
oro
s, n
(rp
m)
Torsi, T (N.m)
Tanpa pelat
9 pelat pengarahbersudut 50°
9 pelat pengarahbersudut 45°
9 pelat pengarahbersudut 40°
12 pelat pengarahbersudut 50°
12 pelat pengarahbersudut 45°
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
2. Grafik hubungan antara koefisien daya (Cp) dengan Tip speed rasio (TSR)
Gambar 4.16 Grafik hubungan antara koefisien daya ) dengan tip speed rasio
(TSR) untuk variasi yang digunakan.
4.5 Pembahasan
Dari hasil penelitian kincir angin Savonius dua sudu dua tingkat dengan
variasi pelat pengarah angin berjumlah 12 dan 9 bersudut 40°, 45°, 50°, dan tanpa
pelat pengarah, dapat dicari unjuk kerja kincir angin terbaik dapat dilihat pada
Grafik perbandingan setiap variasi. Dari hasil penelitian tampak Gambar unjuk
kerja kincir angin terbaik pada variasi pelat pengarah angin berjumlah 9 dengan
sudut 45° yang menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,67% terjadi pada
tip speed ratio 0,35 dan kincir angin tanpa pelat pengarah memiliki unjuk kerja
yang paling rendah dengan nilai koefisien daya puncak sebesar 1,29% terjadi pada
tip speed ratio 0,41. Sedangkan untuk variasi 9 pelat pengarah angin bersudut 40°
menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,31% terjadi pada tip speed ratio
0,38 dan untuk sudut 50° menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,30%
terjadi pada tip speed ratio 0,45. Untuk variasi kincir angin dengan 12 pelat
pengarah dengan sudut 40° menghasilkan koefisien daya puncak sebesar 1,31%
terjadi pada tip speed ratio 0,42, untuk sudut 45° menghasilkan koefisien daya
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 0,2 0,4 0,6 0,8
KO
EFIS
IEN
DA
YA, C
P
TIP SPEED RATIO, TSR
tanpa pelatpengarah
9 pelat pengarahbersudut 50°
9 pelat pengarahbersudut 45°
9 pelat pengarahbersudut 40°
12 pelat pengarahangin bersudut 50°
12 pelat pengarahbersudut 45°
12 pelat pengarahbersudut 40°
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
puncak sebesar 1,32% terjadi pada tip speed ratio 0,24 dan untuk sudut 50°
menghasilkan koefien daya puncak sebesar 1,30% padat tip speed ratio 0,24.
Dari hasil unjuk kerja yang telah didapatkan, kincir angin Savonius dengan
variasi pelat pengarah angin menunjukkan hasil yang lebih baik dari pada kincir
angin tanpa pelat pengarah karena dengan menggunakan pelat pengarah mampu
mengarahkan lebih banyak angin menuju sudu sehingga kincir angin lebih kuat
terhadap beban yang diberikan tetapi untuk kecepatan putar kincir, kincir angin
tanpa pelat pengarah memiliki kecepatan putar yang lebih tinggi karena
penggunaan pelat pengarah mampu menghambat kecepatan angin yang di tangkap
oleh sudu kincir angin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap variasi pelat pengarah
angin berjumlah 12 dan 9 dengan sudut 40°, 45°, 50°, dan tanpa pelat pengarah,
maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Koefisien daya puncak pada variasi pelat pengarah angin berjumlah 12
bersudut 40°, 45°, dan 50° yaitu: sudut 40° menghasilkan 1,31% pada tsr
0,42, sudut 45° menghasilkan 1,32% pada tsr 0,24, dan sudut 50°
menghasilkan 1,30% pada tsr 0,24.
2. Koefisien daya puncak pada variasi pelat pengarah angin berjumlah 9
bersudut 40°, 45°, dan 50° yaitu: sudut 40° menghasilkan 1,31% pada tsr
0,38, sudut 45° menghasilkan 1,67% pada tsr 0,35, dan sudut 50°
menghasilkan 1,30% pada tsr 0,45,
3. Koefisien daya puncak pada kincir tanpa pelat pengarah menghasilkan
1,29% pada tsr 0,41.
4. Dari model-model kincir angin yang diuji, variasi 9 pelat pengarah bersudut
45° menghasilkan koefisien daya puncak yang tertinggi sebesar 1,67% pada
tsr 0,35.
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, ditemukan beberapa
hambatan. Untuk penelitian selanjutnya penulis menganjurkan beberapa perbaikan
diantaranya :
1. Perlu menggunakan blower yang dapat menghasilkan kecepatan angin yang
konstan agar kecepatan angin tidak berubah-ubah dan mempengaruhi daya
yang di tangkap oleh kincir angin.
2. Pengambilan data rpm harap dilakukan pada waktu yang tepat yaitu saat
kincir berputar konstan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
Pramulat Sito, Endro. 2011. Unjuk kerja model kincir angin Savonius dua tingkat
dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir. Tugas akhir,
Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Prasetyo, Suryo.2012. Unjuk kerja kincir angin Savonius empat sudu satu tingkat
dengan sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir. Tugas akhir,
Teknik Mesin, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.
Rines. 2015. Rekayasa Tenaga Angin. Bahan Ajar, Teknik Mesin. Universitas
Sanata Dharma.
Riya, Natalis.2012. Unjuk kerja model kincir angin Savonius tiga sudu dengan
sirip-sirip pengarah pada lingkar terluar kincir. Tugas akhir, Teknik
Mesin, UniversitasSanata Dharma, Yogyakarta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI