Post on 23-Nov-2020
i
LAPORAN KEMAJUAN
PEKERTI
RANCANG BANGUN VERTICAL AXIS SAVONIUS W
ATER TURBINE MODIFIKASI DENGAN MENGGUN
AKAN PERSAMAAN MYRING n = 1
TIM PENGUSUL
PRIYO AGUS SETIAWAN, ST., MT 0019087702
NOPEM ARIWIYONI, ST., MT 0030116205
RINI INDARTI, S.Si., MT 0007017004
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA
ii
AGUSTUS 2019 RINGKASAN
Kebutuhan energi baru dan terbarukan sangat dinantikan ketika cadangan
bahan bakar fossil menurun. Salah satu energi yang melimpah adalah energi air
yang merupakan sumber daya alam yang dapat diperoleh secara cuma-cuma. Turbin
air Savonius merupakan tipe vertical axis Savonius water turbine (VASWT) yang
sederhana terdiri dari dua (2) atau tiga (3) blade, yang mampu menghasilkan daya
listrik, dimana riset sebelumnya menunjukkan kinerja terbaik untuk jumlah bucket
2. Pada penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa secara numerikal
menggunakan bentuk blade turbin Savonius dengan pendekatan persamaan
MYRING untuk nilai n = 1 mampu meningkatkan kinerja turbin Savonius
dibandingkan dengan model pada n yang lainya dengan kenaikan power coefficient
sekitar 10,9 %. Penelitian lainya dengan memvariasikan overlap ratio pada turbin
Savonius mampu meningkatkan kinerja turbin. Pada tahun pertama dilakukan
penelitian menggunakan bentuk Blade Myring dengan memvariasi overlap ratio 0;
0,01; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 dan 0,3. Pada tahun ke 2 akan dilanjutkan
mengkombinasikan Myring-Bucket setengah lingkaran dengan memvariasi overlap
ratio 0; 0,01; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 dan 0,3.
Tujuan umum penelitian ini adalah mampu membuat turbin sesuai dengan
kebutuhan kapasitas daya yang ramah terhadap lingkungan, memiliki kinerja yang
unggul dan reliable sebagai energi masa depan Indonesia sebagai pengganti energi
fossil. Tujuan khusus penelitian ini adalah membuat model vertical axis Savonius
water turbine skala laboratorium dengan simulasi numerikal dan eksperimental
yang diuji pada flume tank pada kondisi nyata dan dapat dilakukan scale up untuk
kebutuhan energi di Indonesia. Tahapan dalam merealisasikan ini dengan
menggunakan metode eksperimental dan numerikal. Sedangkan eksperimental
dilakukan pada flume tank dengan blockage ratio yang diharapkan adalah kurang
dari 20%. Open water channel telah dilakukan pengukuran dengan currentmeter
dan memiliki kecepatan arus sekitar 0,22 m/s. Open water channel memiliki ukuran
lebar 1100 mm dan ketinggian 800 mm. Diameter blade Savonius berukuran 40 mm
dengan overlap ratio () 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25 dan 0,3. Parameter yang diubah
pada tahun 1 dalam penelitian ini adalah overlap ratio (). Pengujian laboratorium
bertujuan untuk mengukur torsi, dengan menggunakan spring balance untuk load
(pembebanan) sebagai brake dan dilakukan perhitungan koefisien torsi dan daya.
Sedangkan simulasi numerikal digunakan untuk memvisualisasikan aliran dari
percobaan dengan berbagai parameter, dimana eksperimen sebagai validator
numerikal. Numerikal dilakukan dengan pendekatan-pendekatan artikel yang telah
dipublikasikan seperti uniform flow pada velocity inlet, symmetry pada wall. Pada
boundary condition terdapat 3 zone yaitu fixed zone (daerah yang terluar), wake
zone (daerah untuk melihat terbentuknya wake dibelakang turbin dan rotating zone
iii
(menggunakan sliding mesh) untuk blade Savonius turbine yang berputar, dimana
antara wake zone dan rotating zone dibatasi oleh interface.
Hasil penelitian pada tahun pertama menunjukkan bahwa Myring blade
pada n=1 menunjukkan peningkatan kinerja atau performansi pada turbin sebesar
42,88% dibanding dengan turbin Savonius konvensional. Secara numerik
menunjukkan bahwa pada sisi advancing di daerah attached flow menunjukkan
bahwa kecepatan meningkat pada sisi advancing daerah attached flow sehingga
menurunkan tekanan dan akan meningkatkan torsi dan daya turbin. Sedangkan,
variasi overlap rasion menunjukkan peningkatan performansi turbin pada overlap
ratio 0,2. Pada tahun selanjutnya akan dikembangkan turbin modifikasi cekung
Myring dan cembung setengah bucket disebut (Myring-conventional) serta dengan
menggunakan gangguan untuk meningkatkan performansi turbin.
Kata Kunci: vertical axis Savonius water turbine, flume tank, blockage ratio,
Myring, konvensional
iv
DAFTAR ISI
Halaman Sampul……………………………………………………………....... i
Halaman Pengesahan………………………………………………………….... ii
Ringkasan ……………………………………………………............................. iii
Daftar Isi ............................................................................................................. v
Bab I. Pendahuluan……………………………………………………………. 1
Bab 2.Tinjauan Pustaka………………………………………………………... 4
Bab 3. Tujuan dan Manfaat Penelitian...……………………………………..... 10
Bab 4. Metode Penelitian ................………………………………………….... 11
Bab 5. Hasil dan Luaran yang Dicapai................................................................. 22
Bab 6. Kesimpulan dan Saran............................................................................... 94
Daftar Pustaka………………………………………………………………….. 95
Lampiran...............................................................................................................
Artikel Ilmiah
1
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Penggunaan energi fosil juga berdampak negatif terhadap lingkungan, baik
secara langsung maupun tidak langsung seperti pemanasan global yang berdampak
pada kerusakan ekologi. Untuk mengatasi ketergantungan terhadap energi fosil,
maka perlu dilakukan konversi, konservasi, dan pengembangan sumber-sumber
energi baru terbarukan. Energi ini merupakan energi yang bersih dan dalam proses
produksinya tidak mencemari lingkungan, Nakajima dan Ikeda, [1].
Turbin mengacu pada turbin tipe drag, momentum aliran yang menumbuk
permukaan blade akan mengakibatkan rotor berputar. Salah satu contoh turbin tipe
drag adalah turbin Savonius. Kelebihan dari turbin tipe drag adalah kemampuan
self-starting dengan kecepatan fluida yang relatif rendah, sehingga tidak diperlukan
bantuan dorongan eksternal. Berbagai penelitian telah dilakukan untuk
memperbaiki performa dari turbin Savonius, antara lain dengan memvariasikan
jumlah sudu bucket dan jarak antar bucket. Penelitian dilakukan pada wind tunnel
dengan kecepatan angin 7 dan 14 m/s. Hasil penelitian menunjukkan kinerja turbin
terbaik pada 2 bucket dan overlap ratio 0,15-0,2, Sheldahl, dkk, [2].
Turbin Savonius konvensional memiliki power efficiency relatif lebih
rendah, dengan efisiensi maksimum sekitar 0,25. Untuk meningkatkan efisiensi
turbin Savonius, studi telah dilakukan terhadap pengaruh variasi parameter desain,
seperti aspect ratio dari rotor, overlap, number of blades, dan endplates terhadap
kinerja dengan menggunakan metode eksperimen dan numerik oleh Sheldahl, dkk
[2], Saha dkk, [3], Hayashi, dkk, [4], Akwa, dkk [5] dan Irabu, K dkk [6]. Penelitian
dilakukan untuk meningkatkan kinerja turbin savonius dengan merubah struktur
dari turbin. Kailash dkk, [7] dan Altan dan Atigan, [8] melakukan kajian
eksperimental dnegan meletakkan sebuah guide vane di depan turbin untuk
mendefleksikan aliran didaerah returning blade. Tian dkk, [9] melakukan simulasi
CFD dengan bentuk Novel Blade Shapes terhadap kinerja turbin Savonius dan
kinerja terbaik pada persamaan MYRING nilai n = 1. Patel, dkk [10] melakukan
2
studi secara numerik dilakukan pada Savonius turbine konvensional dengan
kontruksi konvensional dengan memvariasikan overlap ratio sebesar 0, 0,1 dan 0,2.
Pengamatan kinerja turbin savonius dengan kecepatan yang berbeda-beda diperoleh
torsi maksimum pada overlap ratio (e) sebesar 0,2. Yaakob, O. B dkk, [11]
melakukan pengembangan Vertical Axis Marine Current Turbine (VAMCT)
diterapkan pada kecepatan arus yang rendah dengan melanjutkan penelitian
savonius konvensional dari patel, dkk [10]). Eksperimen menemukan indikasi
terbaik pada overlap ratio pada range 0,2 - 0,25 dengan menunjukkan torsi pada
saat starting rendah, rotor mampu bekerja pada kecepatan arus laut yang rendah
sekitar 0,56 m/s. Kecepatan arus yang rendah dan densitas air lebih tinggi tidak
mempengaruhi koefisien power turbin, yang mana mirip turbin angin sekitar 0,16-
0,18. Performansi terbaik diperoleh pada overlap ratio 0,21. Setiawan, [12, 13]
melakukan studi numerikal dengan perubahan diameter sisi advancing dan
Yuwono, [14] menambahkan deflektor pada sisi returning, mampu meningkatkan
kinerja turbin.
Berdasarkan pemahaman di atas, maka dalam penelitian ini akan
dilakukan pengembangan penelitian dalam upaya peningkatan kinerja vertical axis
Savonius water turbine menggunakan persamaan MYRING pada n = 1 dengan
modifikasi perubahan terhadap overlap ratio () sebesar 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25
dan 0,3 pada kecepatan air 0,22 m/s. Vertical axis Savonius Water Turbine diuji
dalam open water channel dengan hasil kinerja turbin dalam koefisien torsi dan
koefisien daya.
1.1.Perumusan Masalah
Masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah:
a. Bagaimana mengetahui kinerja turbin Myring n=1 tanpa overlap ratio secara
simulasi numerik?
b. Bagaimana mengetahui kinerja Myring n=1 dan n=2 dengan eksperimen?
c. Bagaimana mengetahui kinerja dengan overlap ratio dengan overlap ratio
dengan eksperimen?
3
1.2.Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Bagaimana mengetahui kinerja turbin Myring n=1 tanpa overlap ratio secara
simulasi numerik?
2. Bagaimana mengetahui kinerja Myring n=1 dan n=2 dengan eksperimen?
3. Bagaimana mengetahui kinerja dengan overlap ratio dengan overlap ratio
dengan eksperimen?
1.3.Batasan Masalah
Untuk lebih memfokuskan arah penelitian, maka diberikan beberapa bat
asan masalah sebagai berikut:
1. Fluida yang digunakan adalah air dengan asumsi alirannya di sisi upstream
bersifat fluida incompressible, steady flow dan uniform.
2. Kemungkinan timbulnya perpindahan panas diabaikan.
3. Turbin Myring dengan dimensi sebagai berikut;
- Diameter turbin (D) = 40 cm.
- Tinggi Turbin (H) = 40 cm.
- Material stainless.
4. Simulasi Numerik dengan menggunakan Initial Condition (IC) yang
digunakan sebagai inputan berdasarkan kecepatan eksperimen.
5. Program CFD yang digunakan software komersial.
4
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Myring Equation
Persamaan Myring untuk desain blade savonius seperti pada persamaan 1 sebagai
berikut:
𝑦 = 𝑏 [1 − (𝑥
𝑎)
2
]1/𝑛
1)
Ketika nilai n = 2, persamaan ini mendefinisikan setengah ellip. Sebagai tambahan
jika n = 2 dan a = b, persamaan tersebut didefinisikan sebagai setengah lingkaran
atau bentuk blade turbin secara konvensional, Tian, dkk [9].
2.2 Tinjauan Pustaka
Penelitian Tian dkk, [9] mengkaji secara numerik dengan memvariasikan
bentuk blade dari persamaan MYRING dengan mengambil nilai a = b = 0,25 m,
dimana nilai n adalah 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2; 2,5 dan 3. Gambar 2.1 menunjukkan
bentuk blade terhadap variasi nilai n.
Gambar 2.1. Bentuk blade dengan variasi n
Kajian penelitian yang dihasilkan Tian dkk, [9] mengenai kinerja turbin
Svonius berbagai variasi n seperti pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3.
5
Gambar 2.2. Koefisien torsi terhadap Tip speed ratio () dengan berbagai variasi n
Gambar 2.3. Koefisien daya terhadap Tip speed ratio () dengan berbagai variasi
n
Penelitian Tian dkk, [9] menunjukkan bahwa kinerja turbin Savonius optimal
pada persamaan MYRING n = 1 dibandingkan dengan turbin Savonius tipe n
lainnya. Dimana nilai koefisien power dari variasi n = 1 sebesar 0,2573 dan
koefisien daya meningkat 10,98% dibandingkan blade turbin Savonius
konvensional seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2 dan Gambar 2.3.
Patel, dkk [10] telah melakukan kajian numerik dengan memvariasikan over
lap ratio sebesar 0, 0.1 dan 0,2 dengan mengambil nilai torsi pada putaran bervaria
si dari hasil simulasi numerik. Turbin Savonius dengan memvariasikan overlap rat
6
io sebesar 0, 0,1 dan 0,2, seperti ditunjukkan pada gambar 4. Pengamatan perform
ansi turbin savonius dengan kecepatan yang berbeda-beda diperoleh torsi maksimu
m pada overlap ratio 0,2 .
Gambar. 2.4. Skema penelitian Patel dkk., (2013).
Rekomendasi overlap ratio untuk tipe turbin Savonius adalah 0,2 dan dengan
meningkatnya tip speed ratio (TSR), koefisien power meningkat dan koefisien tors
i menurun. Hal ini serupa dengan hasil studi turbin Savonius untuk aplikasi turbin
angin. Hasil yang diperoleh dari plot simulasi menunjukkan overlap ratio 0,2 men
ghasilkan nilai Cp (koefisien pressure) dan Ct (koefisien torsi) terbesar diantara se
mua studi terhadap overlap ratio. Dari kontur tekanan pada posisi anguler 90o, teka
nan maksimum meningkat pada permukaan vane.
Gambar 2.5. Kontur Tekanan untuk perbedaan Sudut Serang.
Visualisasi aliran melintasi blade menunjukkan bahwa pada sudut serang 0
7
o mengalami distribusi tekanan pada advaning blade (sisi belakang) rendah sehing
ga berakibat pada menurunnya putaran turbin (Gambar 2.5). Penelitian diatas men
ggunakan konvensional rotor savonius dan lebih fokus pada overlap ratio.
Penelitian Patel, dkk [10] dikembangkan lagi oleh Yaakob, O. B dkk, [11] de
ngan menambah range overlap ratio 0,2 – 0,25 menggunakan kajian eksperimen. K
ajian penelitian ini meneliti tentang overlap ratio, dimana Overlap ratio yang sem
akin besar, aliran yang melintasi returning blade akan menyebabkan turbulensi leb
ih awal pada sudut posisi returning blade sebelum mencapai posisi blade 0o, sehin
gga menurunkan drag pada sisi returning blade yang akan meningkatkan besar tor
si dan daya turbin, namun ketika Overlap ratio yang semakin besar pada diameter
turbin yang tetap akan menurunkan luasan efektif sisi advancing blade sehingga m
enurunkan besar torsi dan daya yang dihasilkan.
Altan dan Atigan, [8] melakukan kajian eksperimen dengan menambahkan
deflektor pada sisi samping advancing blade dan sisi depan returning blade. Variasi
yang dikembangkan untuk penelitian ini adalah panjang deflektor dengan sudut
deflektor tertentu yang konstan. Kedua deflektor tersebut menyerupai sebuah
nozzle, sehingga semakin panjang deflektor maka akan memperlebar sisi upstream
sehingga akan meningkatkan kecepatan fluida yang melintasi turbin savonius
sehingga akan meningkatkan torsi dan daya turbin.
Kailash dkk, [7] mengembangkan penelitian modifikasi dari turbin savonius
konvensional dengan melakukan perubahan sudut posisi deflektor, teori yang
diambil sesuai dengan Altan, 2008, namun posisi depan returning blade
berkebalikan dengan Altan. Kajian ini untuk mengantisipasi adanya kecepatan lebih
melintasi turbin savonius yang akan menambah torsi negatif pada sisi returning
blade dengan konsekuensi akan menurukan torsi dan daya total savonius. Penelitian
yang dilakukan tentang turbin savonius dengan menggunakan deflektor pada sisi
sudu advancing seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6, mampu meningkatkan
performansi turbin. Fenomena aliran melintasi advancing blade dalam bentuk drag
force akan meningkat dengan menggunakan two deflectors. Kemudian aliran yang
cenderung menuju ke returning blade dikurangi akibat terhalang oleh plat sehingga
8
selisih drag antara sudu advancing dan sudu returning semakin besar sehingga
meningkatkan torsi total turbin.
Gambar 2.6. Modifikasi Savonius Water Turbine
Pada studi ini, pengamatan secara eksperimen dilakukan pada open water c
hannel dengan Reynolds number 1,32 x 105 berdasarkan pada diameter rotor Savo
nius. Koefisien power (Cp) maksimum pada rotor modifikasi Savonius sebesar 0,1
4 pada tip speed ratio 0,7 tanpa plat deflektor. Penempatan deflektor pada sisi retur
ning blade meningkatkan koefisien power dari modifikasi rotor savonius 0,21 pada
tip speed ratio 0,82. Plat deflektor pada sisi advancing blade diletakan pada posisi
yang berbeda dimana koefisien power maksimum dari rotor savonius modifikasi d
engan plat deflektor pada sisi advancing blade dan sisi returning blade meningkat
0,35 pada tip speed ratio 1,08.
Gambar 2.7. Kurva Coefisien power (Cp) sebagai fungsi Tip speed ratio
9
Kemudian Yaakob, dkk [11], telah melakukan penelitian mengenai Vertical A
xis Marine Current Turbine (VAMCT) untuk kecepatan arus yang rendah. Riset se
belumnya dengan mengembangkan VAMCT didasarkan pada kecepatan arus mini
mum lebih dari 2 knot atau sekitar 1,02 m/s pada full scale. Prototipe rotor Savoni
us yang dikembangkan pada penelitian ini dioperasikan dengan kecepatan arus ren
dah sebesar 0,56 m/s atau 1,1 knots. Eksperimen dilakukan pada towing tank deng
an double stacking rotors, masing-masing dengan dua paddles. Eksperimen mene
mukan indikasi terbaik pada overlap ratio pada range 0,2 – 0,25 dengan menunjuk
kan torsi pada saat starting rendah, rotor mampu bekerja pada kecepatan arus laut y
ang rendah sekitar 0,56 m/s. Kecepatan arus yang rendah dan densitas air lebih tin
ggi tidak mempengaruhi koefisien power turbin, yang mana mirip turbin angin sek
itar 0,16-0,18. Performansi terbaik diperoleh pada overlap ratio 0,21 (Gambar 8).
Eksperimen pada skala 1:10, estimasi dimensi, kecepatan arus, torsi, kecepatan an
guler dan power rotor full scale prototype dengan kecepatan model 0,17 m/s yang
ekivalen dengan kecepatan arus aktual prototip 0,56 m/s atau 1,1 knot diperoleh da
ya sekitar 1426,28 W.
Gambar 2.8. Hasil eksperimen Perubahan koefisien power (Cp) terhadap rasio kec
epatan ujung/tip speed ratio untuk overlap ratio sebesar 0.21 dan Vm = 0.17 m/s.
10
BAB 3
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
1.1. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
a. Mengetahui kinerja turbin Savonius terhadap Myring n=1 dengan
menggunakan simulasi numerik.
b. Mengetahui kinerja turbin Savonius terhadap Myring n=1 dengan
menggunakan eksperimen.
c. Mengetahui kinerja turbin Savonius variasi overlap ratio terhadap Myring
n=1 dengan menggunakan eksperimen.
1.2. Manfaat Penelitian
Pengembangan riset pada turbin air Savonius yang menggunakan
formla Myring untuk meningkatkan kinerja turbin air Savonius.
11
BAB 4
METODE PENELITIAN
4.1. Variabel Penelitian
Pengertian variabel penelitian adalah suatu atribut atau sifat atau nilai dari orang
objek atau kegiatan yang mempunyai variasi yang tertentu yang diterapkan oleh
peneliti untuk dipelajari dan kemudian ditarik kesimpulannya. Jenis-jenis variabel
penelitian dalam tugas akhir ini adalah, sebagai berikut:
a. Variabel Bebas
Variabel bebas adalah variable yang ditentukan nilainya sebelum dilakukan
eksperimen terdiri dari: Variasi nilai overlap ratio, Debit air.
b. Variabel Terikat
Variabel terikat adalah variable yang nilainya sangat tergantung pada variable
bebas dan merupakan hasil dari eksperimen. Variable terikat yang diperoleh dari
eksperimen ini adalah:
a. Torsi turbin air savonius sumbu vertikal
b. Daya turbin air savonius sumbu vertikal
c. Variable Terkontrol
Variable terkontrol adalah putaran turbin yang ditentukan untuk mengukur
besaran Gaya:
a. Bentuk sudu
b. Jumlah sudu
c. Sudut sudu
d. Putaran turbin
4.2. Peralatan Eksperimen
Current meter
Menurut (Ministry of Environment Science and Information Branch,
2009) Pengukur arus ideal harus merespons secara instan dan konsisten setiap
perubahan dalam air kecepatan. Juga, pengukur harus tahan lama, mudah dirawat,
12
dan mudah digunakan di bawah berbagai kondisi lingkungan. Kinerja meteran
konsisten tergantung pada desain dan toleransi manufaktur.
Ada berbagai jenis pengukur arus yang tersedia di pasar. Mereka
dikelompokkan menjadi tiga kategori utama: meter arus mekanis, meter arus
elektromagnetik, dan baru-baru ini diperkenalkan meter kecepatan akustik Doppler.
1. Mechanical Current Meters
Semua meter mekanis-arus mengukur kecepatan dengan menerjemahkan gerak
linier menjadi sudut gerakan. Dua jenis current meterr yang umum digunakan
di British Columbia: sumbu vertikal, dan sumbu horizontal. Mau vertikal
ataupun horizontal, laju rotasi rotor atau baling-baling digunakan untuk
menentukan kecepatan air pada titik di mana current meter diletakkan.
Brake Dynamometer
Brake dynamometer merupakan alat ukur manual yang berfungsi untuk men
gukur torsi dinamis yang dihasilkan oleh putaran suatu objek. Brake dynamometer
yang digunakan didasarkan pada penelitian yang dilakukan oleh (Mahmoud, El-Ha
roun, Wahba, & Nasef, 2012).
13
Keterangan
1. Sistem pulley 5. Struktur penyanggah
2. Benang nilon 6. Rotor turbin savonius
3. Weighting Pan 7. Spring balance
4. Poros
Pengukuran yang dilakukan adalah dengan skema yang terdiri dari sistem
pulley, massa pemberat dan pegas yang dihubungkan oleh benang nilon dengan
yang menyelubungi dari poros turbin air Savonius. Besarnya daya yang terukur
sesuai dengan persamaan perhitungan Coefficient of power, dimana torsi dinamis
yang dihasilkan oleh turbin air Savonius dapat diukur oleh brake dynamometer.
Torsi dinamis yang dihasilkan oleh turbin air Savonius diukur ketika turbin
berputar. Massa pemberat ditambahkan dengan berbagai variasi hingga turbin
berhenti berputar.
Tabel 0-1 Spesifikasi Pegas
SPESIFIKASI
Range 0 to 75 N ; 0 to 7.5 Kg
Resolution 0.1 N ; 100 g
Gambar 0-1 Susuna sitem Brake Dynamometer
14
Tabel 0-2 Spesifikasi Benang Nylon
SPESIFIKASI
Kekuatan 15 lbs ; 6,8 kg
Diameter 1 mm
Dalam penelitian ini, sebagai massa pemberat dalam sistem brake
dynamometer yang digunakan, dipakai berbagai macam benda, antara lain plat
aluminium tipis, akrilik, karet, serta baut dan mur. Untuk mengukur besarnya massa
pemberat adalah dengan menggunakan timbangan. Untuk spesifikasi yang lebih
detail dapat dilihat pada tabel 3.4 ±
Tabel 0-1 Spesifikasi Timbangan
SPESIFIKASI
Weighting Capacity 300 g
Minimum Display 0,01 g
Standard Deviation 0,01 g
Linearity Errors +/- 0,01 g
Pan size Diameter 110 mm
Benda Uji
Pada penelitian ini, sebagai benda kerja digunakan turbin angin tipe Savonius
dengan sudu yang telah di modifikasi.
Profil Turbin Air tipe Savonius sebagai berikut :
Diameter (D) : 400 mm
Tinggi (H) : 400 mm
Gambar 0-1 Diagram skema turbin air savonius
15
1. Profil Sudu Turbin sebagai berikut
a. Overlap Ratio : 0; 0,05 ; 0,1 ; 0,15 ; 0,2 ; 0,25
b. Kepenuhan sudu : nilai n=1 pada persamaan myring
Gambar 0-2 Hasil proyeksi persamaan myring dengan n=1
Gambar 0-3 Proyeksi persamaan Myring dengan n=1 da;am bentuk CAD
16
Alat Ukur
Pada penelitian ini digunakan beberapa alat ukur untuk mendapatkan nilai
putaran (rpm) dan torsi (N.m) yang dihasilkan oleh turbin Savonius.
Tachometer
Tachometer merupakan alat ukur digital yang digunakan untuk mengukur
kecepatan rotasi dari sebuah objek. Tachometer yang digunakan pada penelitian ini
dengan kemampuan pembacaan 0,05 m sampai 7,6 m akurasi pembacaan 0.01%
atau ± 1 digit.
Tabel 0-1 Spesifikasi Tachometer
SPESIFIKASI
Range 5 to 99.999 rpm
Accuracy 0.01 % of reading or ± 1 digit
Resolution 0.001 to 1.0 rpm
Display 5 – digit alphanumeric LCD
Memory Max. min and last
Power 2 “AA” 1.5 Vdc Batteries
Environmental 5 to 40o C
Rumus Perhitungan
Data-data yang akan diukur nantinya akan diolah, pengolahan data-data terse
but menggunakan rumus-rumus sebagai berikut.
Untuk mengukur laju aliran air yang melewati turbin, menggunakan bantuan
Tabung pitot seperti pada Gambar 3-7 dengan rumus
𝑉 = √2Δ𝑃
𝜌 (3.1)
Dimana;
𝑉 = Kecepatan (m/s)
Δ𝑃 = Perbedaan Tekanan (Kg/ms2)
ρ = Massa jenis air (Kg/m3)
dan dalam mencari Δ𝑃 menggunakan rumus
17
Δ𝑃 = 𝜌𝑔𝛥ℎ 𝑠𝑖𝑛 𝜃 (3.2)
Δℎ = perbedaan ketinggian pada manometer pada Gambar 4-7
𝜌 = massa jenis fluida dalam manometer (red oil 880 Kg/m3)
𝑔 = gravitasi bumi (9.81 m/s2)
sin 𝜃 = sudut inklanasi pada manometer (300)
Yang dimana tabung pitot ini akan dihubungkan oleh selang transparan me
nuju manometer sudut seperti pada Gambar 3-8.
Gambar 0-2 Tabung Pitot
Gambar 0-1 Manometer
18
Setelah mengetahui kecepatan aliran air barulah dapat menghitung
bilangan Reynolds menggunakan rumus berikut. Reynolds Number berfungsi untuk
mengklasifikasi jenis aliran air yang melalui turbin
Re = 𝜌𝑈𝐷
𝜇 (3.3)
Dimana;
Re : Reynolds number,
𝜌 : densitas air (Kg/m3),
U : kecepatan aliran fluida (m/s),
D : diameter rotor (m),
𝜇 : viskositas dinamik fluida (Ns/m2).
Hal lain yang perlu di cari adalah Tip Speed Ratio
TSR (λ) = 𝜔.𝐷
2.𝑈 (3.4)
Dimana;
TSR : Tip Speed Ratio
𝜔 : kecepatan sudut (rad/s).
D, dan U memiliki definisi yang sama pada rumus (3.3)
𝜔 merupakan kecepatan sudut yang diukur dari hasil pengujian rotor turbin savoni
us konvensional dan sudu kombinasi menggunakan tachometer.
𝑇 = (𝑀 − 𝑆)(𝑟𝑠ℎ𝑎𝑓𝑡 + 𝑑𝑟)𝑔 (3.5)
Dimana;
T : Torsi turbin savonius
M : beban terukur (Kg),
S : beban keseimbangan (Kg),
rshaft : radius dari poros turbin (m),
dr : diameter nilon (m),
19
g : gravitasi (9,8 m/s2).
Torsi turbin dihitung dengan bantuan alat bernama Brake dynamometer
yang dijelaskan pada 3.3.2 . Dengan mengukur nilai M dan nilai S serta mengetahui
nilai rshaft dan dr pada Brake dynamometer, nilai Torsi turbin dapat diketahui
menggunakan rumus (3.5)
Koefisien torsi (Ct) dan koefisien daya (Cp)
Cm = 4𝑇
𝜌𝑈2𝐷2𝐻 (3.6)
Cp = TSR . Cm (3.7)
Dimana;
𝑇 : torsi (Nm),
H : tinggi turbin (m),
Cp : koefisien daya,
Cm : koefisien torsi.
Nilai Cp dan Cm berfungsi untuk mengetahui adanya atau tidak peningkatan
performa turbin savonius
Prosedur Eksperimen
Prosedur pengambilan data pada saat pengujian,
1. Memasang turbin air savonius sudu konvensional.
2. Menyalakan water channel.
3. Setelah menyala kurang lebih 5 menit.
4. Melakukan pembebanan weighting pan yang pertama
5. Mengukur N1 (RPM) dengan Tachometer
6. Setelah itu mengukur nilai M1 dan S1
7. Kemudian pembebanan weighting pan yang kedua
8. Mengukur N2 (RPM) dengan Tachometer
9. Setelah itu mengukur nilai M2 dan S2
20
10. Kemudian pembebanan weighting pan yang ketiga
11. Mengukur N3 (RPM) dengan Tachometer
12. Setelah itu mengukur nilai M3 dan S3
13. Lalu memasang turbin air savonius sudu kombinasi dengan variasi
overlap ratio 0, 0.1, dan 0.2
14. Melakukan langkah 4-12 kembali.
21
Diagram Alir Tugas Akhir
Diagram alir penelitian yang dilakukan sesuai dengan metode yang tertera
pada Gambar 3-9.
Mulai
Identifikasi masalah
Studi Literatur
Menentukan Data Profil dan Spesifikasi Turbin
Persiapan
Pengujian dan Pengambilan Data
(ω (rad/s), λ, T, Cp dan Cm)
Analisa Data dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Tahap Pengolahan data
Tahap Tinjauan Pustaka
Tahap Identifikasi Awal
Pembuatan Turbin
Sesuai Kriteria
Gambar 0-1 Diagram alir penelitian
22
BAB 5. HASIL DAN LUARAN YANG DICAPAI
5.1. Data Penelitian
Pengambilan data ini bisa didapat melalui banyak tahapan yang terencana de
ngan baik, sehingga bisa didapat data seakurat mungkin yang bisa diolah untuk ter
capainya tujuan yang telah direncanakan. Adapun beberapa data yang diambil saat
pengujian, diantaranya sebagai berikut:
N = Kecepatan Rotasi (rpm)
M = Beban (kg)
S = Spring Balance load (kg)
Adapun beberapa kegiatan pengambilan data yang dilakukan diantaranya ad
alah sebagai berikut;
Gambar 4.1. Setup eksperimen
Dari data-data yang didapat tersebut akan dilakukan pengolahan data
untuk menjawab pertanyaan dari setiap rumusan masalah, diantaranya ialah
mengetahui kecepatan sudut (ω), koefisien torsi (Ct) dan Koefisien Power (Cp),
dengan variasi sudu yang digunakan adalah persamaan myring n=1 dan
penambahan obstacle berbentuk silinder sirkular dengan diameter bervariasi, yang
23
diletakkan didepan sisi advancing blade secara varian sesuai sudut stagger yang
telah dijelaskan pada bagian batasan masalah penelitian.
5.2. Persamaan Myring
Bentuk sudu rotor turbin savonius pada penelitian yang dilakukan mengguna
kan persamaan myring n=1, persmaan myring digunakan untuk menentukan bentu
k sudu rotor yang selanjutnya akan dilakukan penelitian. Adapun beberapa persam
aan yang bisa digunakan dalam mendesain bentuk rotor diantaranya persmaan my
ring n=2, n=0.5, n=1.5 dan beberapa yang lain yang bisa dilihat pada gambar diba
wah ini.
Gambar 4.2 Bentuk Blade hasil persamaan Myring Sumber : Wenlong Tian dkk (2015)
5.3. Contoh Perhitungan
Adapun data yang didapatkan dengan tidak menempatkan obstacle berupa s
ilinder sirkular didepan advencing blade. Pada penelitian ini contoh perhitungan di
lakukan untuk menunjukkan bagaimana pengolahan data dalam penenelitian sehin
gga didapatkan nilai seperti pada lampiran. Adapun data yang bisa digunakan seba
gai contoh perhitungan diantaranya adalah sebagai berikut:
N = Kecepatan Rotasi (rpm)
M = Beban (kg)
S = Spring Balance load (kg)
24
Tabel 4.1 Data Pengujian
No F1/M (kg) F2/S (kg) N (rpm)
1 0.13 0 7.4
2 0.14 0 6.8
3 0.16 0 6.3
4 0.195 0 6
5 0.23 0 5.6
6 0.275 0 5
7 0.3 0 4.5
8 0.335 0 4.2
Data diatas merupakan beberapa data yang diambil saat pengujian
dilakukan, adapun detail data perhitungan yang disajikan dalam tabel bagian
lampiran.
5.3.1 Perhitungan Tip Speed Ratio (TSR)
Persamaan untuk mendapatkan nilai Tip Speed Ratio adalah sebagai berikut:
TSR =ω. D
2. U
Dimana;
ω =2. π. n
60; n = rpm
ω =2. π. (11.19)
60= 1.172 rad
s⁄
D = Diameter rotor turbin = 0.40 m
U = Kecepatan aliran fluida = 0.22 m/s
Sehingga didapatkan nilai TSR:
TSR =1.477 rad
s⁄ × 0.40m
2 x 0.22m/s= 1.0647
5.3.2 Perhitungan Torsi (T)
Persamaan untuk mendapatkan nilai torsi (T) adalah sebagai berikut:
T = (M − S)(rshaft+dr)g
25
Dimana;
M = Beban (kg) = 1.5 (kg)
S = Beban Spring Balance = 0.64 (kg)
Rshaft = jari-jari pulley/poros 0.020 = (m)
dr = Diameter Nylon 0.001 (m)
T = (1.5 − 0.64)kg × (0.020 + 0.001)m × 9.81m/s2
= 0,1772 Nm
5.3.4 Perhitungan Koefisien Torsi (Cm)
Persamaan untuk mendapatkan nilai koefisien torsi (Cm) adalah sebagai
berikut:
Cm = 4𝑇
𝜌. 𝑈2. 𝐷2. 𝐻
Dimana;
T = Torsi = 0,1772 Nm
ρ = massa jenis air = 999 kg/m3 pada saat temperatur air mencapai 30
oC
U = kecepatan aliran fluida = 0.22 m/s
D = diameter rotor turbin = 0.40 m
H = Tinggi rotor turbin = 0.40 m
Cm = 4 × 0,1772Nm
999 × 0,22m/s2 × 0,4m2 × 0,4m
Cm = 0,2290
5.3.5 Perhitungan Koefisien Power (Cp)
Persamaan untuk mendapatkan nilai koefisien power (Cp) adalah sebagai
berikut:
Cp = Tsr × Cm
Cp = 1,0647 × 0,2290
Cp = 0,2438
26
Turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang dan berpenghalang silinder
sirkular. Data hasil pengujian turbin air savonius dengan myring n = 1 dapat
dilihat pada tabel yang terdapat pada lampiran.
5.3.6. Turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
Gambar 4.3 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient
of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.3 Grafik tanpa silinder penghalang coefficien of torque (Cm) sebagai fu
ngsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.3 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TS
R), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarena
kan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terh
adap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) ak
an semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi t
ip speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.4.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING tanpa penghalang
27
Gambar 4.4 Grafik tanpa silinder penghalang coefficien of power (Cp) sebag
ai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.4 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TS
R) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai t
ip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.7. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 8 cm, θ = 0o
Gambar 4.5 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
8 cm, θ = 0o, dimana coefficien of torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
0,00
0,20
0,40
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING tanpa penghalang
28
Gambar 4.5 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 0o coe
fficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.5 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TS
R), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarena
kan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terh
adap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) ak
an semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi t
ip speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 0o coe
fficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.6 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TSR)
maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai tip
0,00
0,20
0,40
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 0
0,00
0,10
0,20
0,30
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 0
29
speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.8. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 8 cm, θ = 30o
Gambar 4.7 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
8 cm, θ = 30o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
Gambar 4.7 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 30o c
oefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.7 menunjukkan bahwa semakin kecil niali tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 30
30
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.8.
Gambar 4.8 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 30o c
oefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.8 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TSR)
maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai tip
speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.9. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 8 cm, θ = 60o
Gambar 4.9 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
8 cm, θ = 60o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 30
31
Gambar 4.9 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 60o c
oefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.9 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 60o c
oefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 60
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 60
32
Gambar 4.10 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.10. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 12 cm, θ = 0o
Gambar 4.11 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
12 cm, θ = 0o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
Gambar 4.11 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 0o c
oefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.11 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi
dikarenakan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh
terhadap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 0
33
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.12.
Gambar 4.12 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 0o c
oefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.12 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.11. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 12 cm, θ = 30o
Gambar 4.13 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
12 cm, θ = 30o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 0
34
Gambar 4.13 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 30o
coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.13 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi
dikarenakan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh
terhadap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.14.
Gambar 4.14 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 30o
coefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.14 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 30
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 30
35
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.12. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 12 cm, θ = 60o
Gambar 4.15 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
12 cm, θ = 60o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
Gambar 4.15 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 60o
coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.15 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi
dikarenakan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh
terhadap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.16.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 60
36
Gambar 4.16 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 60o
coefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.16 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.13. Turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 16 cm, θ = 0o
Gambar 4.17 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
16 cm, θ = 0o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 60
37
Gambar 4.17 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 0o c
oefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.17 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi
dikarenakan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh
terhadap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.18.
Gambar 4.18 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 0o c
oefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 0
0,00
0,10
0,20
0,30
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 0
38
Gambar 4.18 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.14. Trubin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 16 cm, θ = 30o
Gambar 4.19 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
16 cm, θ = 30o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
Gambar 4.19 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 30o
coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.19 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TSR), maka
coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka
coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 30
39
semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip
speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.20.
Gambar 4.20 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 30o
coefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.20 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio
(TSR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini
terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini
beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti
yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.3.15. Trubin air savonius myring n = 1 dengan penghalang silinder
sirkular diameter 16 cm, θ = 60o
Gambar 4.21 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter
16 cm, θ = 60o, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 30
40
Gambar 4.21 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 60o
coefficien of torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.21 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR), maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikaren
akan pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh ter
hadap coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros mak
a coefficien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) a
kan semakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi
tip speed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.22.
Gambar 4.22 Grafik dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 60o
coefficien of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.2 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TS
R) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai t
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 60
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 60
41
ip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin.
5.4. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
silinder sirkular terhadap turbin air savonius sudu konvensional tanpa
penghalang silinder sirkular
Data hasil pengujian turbin air savonius dengan myring n = 1 akan dibandin
gkan dengan turbin air savonius sudu konvensional, dari perbandingan tersebut ap
akah akan ada peningkatan atau penurunan performa yang tetrjadi pada turbin air s
avonius dengan myring n = 1. Untuk mengetahui perbandingan terjadinya peningk
atan ataupun penurunan performa turbin, dapat dilihat detail data hasil pengujian y
ang terdapat pada lampiran.
4.5.1 Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional terhadap turb
in air savonius myring n = 1 tanpa silinder penghalang
Gambar 4.23 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 dan sudu konvensional tanpa silinder pengh
alang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
42
Gambar 4.23 Grafik tanpa silinder penghalang coefficien of torque (Ct) sebagai fu
ngsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.23 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coeff
icien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.24.
Gambar 4.24 Grafik tanpa silinder penghalang coefficien of power (Cp) sebagai f
ungsi tip speed ratio (TSR)
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING tanpa penghalang KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING tanpa penghalang KONVENSIONAL tanpa penghalang
43
Gambar 4.24 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius dengan myring n
= 1 terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Peningkatan yang terjadi d
apat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4061 − 0,2842
0,2842 × 100%
% performa = 42,89%
Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular
terhadap turbin air savonius sudu konvensional tanpa penghalang silinder
sirkular. Data hasil pengujian turbin air savonius myring n = 1 yang
menggunakan variasi penghalang berupa silinder yang diletakkan di depan
advencing blade akan dibandingkan dengan turbin air savonius sudu
konvensional, dari perbandingan tersebut apakah akan ada peningkatan
atau penurunan performa yang tetrjadi pada turbin air savonius dengan
myring n = 1. Untuk mengetahui perbandingan terjadinya peningkatan
ataupun penurunan performa turbin, dapat dilihat detail data hasil
pengujian yang terdapat pada lampiran.
5.4.6. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 0o
Gambar 4.25 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
44
8 cm didepan advencing blade dengan θ = 0o dan sudu konvensional tanpa silin
der penghalang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio
(TSR).
Gambar 4.25 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 0o coefficien tor
que (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.25 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coeff
icien of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.26.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 0 KONVENSIONAL tanpa penghalang
45
Gambar 4.26 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 0o coefficien of p
ower (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.26 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring n = 1
dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 8 cm didepan advencing
blade dengan θ = 0o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Penurunan
yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,2605 − 0,2842
0,2605 × 100%
% performa = −8,34%
5.4.7. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 30o
Gambar 4.27 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 0 KONVENSIONAL tanpa penghalang
46
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
8 cm didepan advencing blade dengan θ = 30o dan sudu konvensional tanpa sili
nder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed rati
o (TSR).
Gambar 4.27 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 30o coefficien of
torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.27 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coeff
icient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.8.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
47
Gambar 4.28 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 0o coefficien of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.28 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myring n =
1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 8 cm didepan advenci
ng blade dengan θ = 30o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Penin
gkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,3945 − 0,2842
0.3945 × 100%
% performa = 38,81%
5.4.8. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 60o
Gambar 4.29 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
48
8 cm didepan advencing blade dengan θ = 60o dan sudu konvensional tanpa sili
nder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed rati
o (TSR).
Gambar 4.29 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 60o coefficien of
torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.29 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficien of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coeff
icient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.30.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
49
Gambar 4.30 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 60o coefficien of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.30 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myring n =
1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 8 cm didepan advenci
ng blade dengan θ = 60o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Penin
gkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4049 − 0,2842
0,4049 × 100%
% performa = 42,47%
5.4.9. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 0o
Gambar 4.31 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
50
12 cm didepan advencing blade dengan θ = 0o dan sudu konvensional tanpa sili
nder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed rati
o (TSR).
Gambar 4.31 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 0o coefficien of
torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.31 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.32.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 0 KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 0 KONVENSIONAL tanpa penghalang
51
Gambar 4.32 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 0o coefficien of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.32 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring n = 1
dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 12 cm didepan advencin
g blade dengan θ = 0o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Penurun
an yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,2535 − 0,2842
0,2535 × 100%
% performa = −10,80%
5.4.10. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 30o
Gambar 4.33 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
12 cm didepan advencing blade dengan θ = 30o dan sudu konvensional tanpa sil
inder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ra
tio (TSR).
52
Gambar 4.33 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 30o coefficien o
f torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.33 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Ct) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan p
embebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.44.
Gambar 4.34 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 30o coefficien o
f power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.34 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
53
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myring n =
1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 12 cm didepan advenc
ing blade dengan θ = 30o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Penin
gkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,3625 − 0,2842
0,3625 × 100%
% performa = 27,55%
5.4.11. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 60o
Gambar 4.45 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
12 cm didepan advencing blade dengan θ = 60o dan sudu konvensional tanpa
silinder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed
ratio (TSR).
54
Gambar 4.35 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 60o coefficien o
f torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.35 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.46.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
55
Gambar 4.36 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 30o coefficien
of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.36 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar diatas me
nunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myring n =
1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 12 cm didepan advenc
ing blade dengan θ = 60o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Penin
gkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4198 − 0,2842
0,4198 × 100%
% performa = 47,71%
5.4.12. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 0o
Gambar 4.47 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
16 cm didepan advencing blade dengan θ = 0o dan sudu konvensional tanpa sili
nder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed rat
io (TSR).
56
Gambar 4.37 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 0o coefficien of
torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.37 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Ct) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.48.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f P
ow
er
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
57
Gambar 4.38 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 0o coefficien of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.38 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 16 cm didepan ad
vencing blade dengan θ = 0o terhadap turbin air savonius sudu konvensional. Pe
nurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,2509 − 0,2842
0,2509 × 100%
% performa = −11,72%
5.4.13. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 30o
Gambar 4.49 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
16 cm didepan advencing blade dengan θ = 30o dan sudu konvensional tanpa
silinder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed
ratio (TSR).
58
Gambar 4.39 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 30o coefficient
of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.39 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Ct) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.50.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
eff
icie
nt
of
Po
we
r
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 30 KONVENSIONAL tanpa penghalang
59
Gambar 4.40 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 30o coefficien
of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.40 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myri
ng n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 16 cm didepan
advencing blade dengan θ = 30o terhadap turbin air savonius sudu konvensional
. Peningkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,3315 − 0,2842
0,3315 × 100%
% performa = 16,64%
5.4.14. Perbandingan turbin air savonius sudu konvensional dan myring n
= 1 dengan penghalang silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 60o
Gambar 4.51 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbi
n air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
16 cm didepan advencing blade dengan θ = 60o dan sudu konvensional tanpa sil
inder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ra
tio (TSR).
60
Gambar 4.41 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 60o coefficient
of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.41 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Ct) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.52.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t o
f T
orq
ue
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
eff
icie
nt
of
Po
we
r
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 60 KONVENSIONAL tanpa penghalang
61
Gambar 4.42 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 60o coefficient
of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.42 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myri
ng n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 16 cm didepan
advencing blade dengan θ = 60o terhadap turbin air savonius sudu konvensional
. Peningkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibawah ini.
% performa = cp myring − cp konvensional
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4356 − 0,2842
0,4356 × 100%
% performa = 53,27%
5.5. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 berpenghalang silinder
sirkular terhadap turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang silinder
sirkular
Data hasil pengujian turbin air savonius myring n = 1 yang menggunakan va
riasi penghalang berupa silinder yang diletakkan di depan advencing blade akan di
bandingkan dengan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang silinder sirk
ular, dari perbandingan tersebut apakah akan ada peningkatan atau penurunan perf
orma yang tetrjadi pada turbin air savonius dengan myring n = 1. Untuk mengetah
ui perbandingan terjadinya peningkatan ataupun penurunan performa turbin, dapat
dilihat detail data hasil pengujian yang terdapat pada lampiran.
62
5.5.6. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 0o
Gambar 4.53 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter 8
cm didepan advencing blade dengan θ = 0o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.43 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 0o coefficient of t
orque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.43 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficien of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.54.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 0 MYRING tanpa penghalang
63
Gambar 4.44 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 0o coefficient of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.44 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 8 cm didepan adve
ncing blade dengan θ = 0o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tanpa
penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dibaw
ah ini.
% performa = cp myring penghalang 8.0 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,2605 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −35,85%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 0 MYRING tanpa penghalang
64
5.5.7. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 30o
Gambar 4.45 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter 8
cm didepan advencing blade dengan θ = 30o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.45 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 30o coefficient of
torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.45 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.56.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 30 MYRING tanpa penghalang
65
Gambar 4.46 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 30o coefficien of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.46 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 8 cm didepan adve
ncing blade dengan θ = 30o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tanp
a penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn diba
wah ini.
% performa = cp myring penghalang 8.30 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,3945 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −2,86%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 30 MYRING tanpa penghalang
66
5.5.8. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 8 cm, θ = 60o
Gambar 4.47 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter 8
cm didepan advencing blade dengan θ = 60o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.47 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 60o coefficient of
torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.47 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.58.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 8 60 MYRING tanpa penghalang
67
Gambar 4.48 Grafik dengan silinder penghalang diameter 8, θ = 60o coefficient of
power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.48 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 8 cm didepan adve
ncing blade dengan θ = 60o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tanp
a penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn diba
wah ini.
% performa = cp myring penghalang 8.60 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4049 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −0,3%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 8 60 MYRING tanpa penghalang
68
5.5.9. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 0o
Gambar 4.49 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
12 cm didepan advencing blade dengan θ = 0o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.49 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 0o coefficient of
torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.49 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.60.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 0 MYRING tanpa penghalang
69
Gambar 4.50 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 0o coefficient o
f power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.50 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 12 cm didepan adv
encing blade dengan θ = 0o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tanp
a penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn diba
wah ini.
% performa = cp myring penghalang 12.0 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,2535 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −37,58%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 0 MYRING tanpa penghalang
70
5.5.10. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 30o
Gambar 4.51 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
12 cm didepan advencing blade dengan θ = 30o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficien of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.51 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 30o coefficien
of torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.51 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Ct) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.51.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 30 MYRING tanpa penghalang
71
Gambar 4.52 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 30o coefficient
of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.52 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapaai puncaknya, h
al ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati b
erhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik dia
tas menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 12 cm didepan adv
encing blade dengan θ = 30o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tan
pa penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitungan dib
awah ini.
% performa = cp myring penghalang 12.30 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,3625 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −10,74%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 30 MYRING tanpa penghalang
72
5.5.11. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 12 cm, θ = 60o
Gambar 4.53 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
12 cm didepan advencing blade dengan θ = 60o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.53 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 60o coefficient
of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.53 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.54.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 12 30 MYRING tanpa penghalang
73
Gambar 4.54 Grafik dengan silinder penghalang diameter 12, θ = 60o coefficient
of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.54 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, ha
l ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati be
rhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik diat
as menunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myrin
g n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 12 cm didepan a
dvencing blade dengan θ = 60o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 t
anpa penghalang. Peningkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn
dibawah ini.
% performa = cp myring penghalang 12.60 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4198 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = 3,37%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 12 60 MYRING tanpa penghalang
74
5.5.12. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 0o
Gambar 4.55 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
16 cm didepan advencing blade dengan θ = 0o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.55 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 0o coefficient o
f torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.55 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.56.
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 0 MYRING tanpa penghalang
75
Gambar 4.56 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 0o coefficient o
f power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.56 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, ha
l ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati be
rhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik diat
as menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 16 cm didepan adv
encing blade dengan θ = 0o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tanp
a penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn diba
wah ini.
% performa = cp myring penghalang 16.0 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,2509 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −38,22%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 0 MYRING tanpa penghalang
76
5.5.13. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 30o
Gambar 4.57 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
16 cm didepan advencing blade dengan θ = 30o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.57 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 30o coefficient
of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.57 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Ct) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan se
makin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip sp
eed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.58.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 30 MYRING tanpa penghalang
77
Gambar 4.58 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 30o coefficient
of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.58 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, ha
l ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati be
rhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik diat
as menunjukkan bahwa terjadi penurunan pada turbin air savonius sudu myring
n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 16 cm didepan adv
encing blade dengan θ = 30o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 tan
pa penghalang. Penurunan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn dib
awah ini.
% performa = cp myring penghalang 16.30 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,3315 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = −18,37%
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 30 MYRING tanpa penghalang
78
5.5.14. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang
terhadap turbin air savonius myring n = 1 dengan penghalang
silinder sirkular diameter 16 cm, θ = 60o
Gambar 4.59 dibawah menunjukkan grafik hasil pengambilan data turbin
air savonius dengan myring n = 1 berpenghalang silinder sirkular berdiameter
16 cm didepan advencing blade dengan θ = 60o dan turbin air savonius dengan
myring n = 1 tanpa silinder penghalang, dimana coefficient of torque (Cm)
sebagai fungsi tip speed ratio (TSR).
Gambar 4.59 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 60o coefficien
of torque (Cm) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.59 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR),
maka coefficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan
pembebanan yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap
coefficient of torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coef
ficient of torque (Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan s
emakin menurun. Begitupun nilai coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip s
peed ratio (TSR) yang ditunjukkan pada gambar 4.60.
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
To
rqu
e
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cm - TSR
MYRING 16 60 MYRING tanpa penghalang
79
Gambar 4.60 Grafik dengan silinder penghalang diameter 16, θ = 60o coefficient o
f power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.60 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (T
SR) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai
tip speed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal
ini terjadi dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, ha
l ini beriringan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati be
rhenti yang disebabkan pembebanan pada poros turbin. Dari gambar grafik diat
as menunjukkan bahwa terjadi peningkatan pada turbin air savonius sudu myrin
g n = 1 dengan diletakkannya silinder penghalang berdiameter 16 cm didepan a
dvencing blade dengan θ = 60o terhadap turbin air savonius sudu myring n = 1 t
anpa penghalang. Peningkatan yang terjadi dapat diketahui dengan perhitunagn
dibawah ini.
% performa = cp myring penghalang 16.60 − cp myring
cp konvensional × 100%
% performa = 0,4356 − 0,4061
0,4061 × 100%
% performa = 7,26%
5.6. Perbandingan turbin air savonius myring n = 1 berpenghalang silinder
sirkular terhadap turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang silinder
sirkular dan turbin air savonius sudu konvensional
Data hasil pengujian turbin air savonius myring n = 1 yang menggunakan va
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,30 0,50 0,70 0,90 1,10 1,30 1,50
Co
effi
cien
t of
Po
wer
TIP SPEED RATIO
Perbandingan Cp-TSR
MYRING 16 60 MYRING tanpa penghalang
80
riasi penghalang berupa silinder yang diletakkan di depan advencing blade akan di
bandingkan dengan turbin air savonius myring n = 1 tanpa penghalang silinder sirk
ular dan turbin air savonius sudu konvensional tanpa penghalang. Data perbanding
an akan ditampilkan dalam bentuk grafik secara keseluruhan pada gambar 4.61 da
n 4.62.
Gambar 4.61 Grafik coefficient of torque (Ct) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR)
Gambar 4.61 menunjukkan bahwa semakin kecil tip speed ratio (TSR), maka coef
ficient of torque (Cm) semakin meningkat. Hal ini terjadi dikarenakan pembebana
n yang dilakukan terhadap poros turbin sangat berpengaruh terhadap coefficient of
torque (Cm). Semakin berat beban yang diterima poros maka coefficient of torque
(Cm) akan semakin besar dan nilai tip speed ratio (TSR) akan semakin menurun
81
Gambar 4.62 Grafik coefficient of power (Cp) sebagai fungsi tip speed ratio (TSR
)
Gambar 4.62 menunjukkan bahwa semakin kecil nilai tip speed ratio (TSR
) maka nilai coefficient of power (Cp) semakin meningkat, namun pada nilai tip sp
eed ratio (TSR) tertentu nilai coefficient of power (Cp) akan menurun, hal ini terja
di dikarenakan coefficient of power (Cp) sudah mencapai puncaknya, hal ini beriri
ngan dengan putaran turbin yang semakin menurun dan mendekati berhenti yang d
isebabkan pembebanan pada poros turbin.
1.1 Analisa Perhitungan
Turbin air yang diteliti adalah turbin savonius poros vertikal dengan dua sud
u kombinasi antara sudu konvensional dan sudu hasil dari persamaan myring pada
yang apabila dilihat dari pandangan atas, turbin tersebut berbentuk S. Turbin air in
i memanfaatkan selisih ketinggian alamiah dari permukaan sungai kecil atau kecep
atan aliran air yang masuk ke dalam dan keluar turbin. Dalam penelitian ini dibuat
suatu turbin air yang ditempatkan secara aksial dan memanfaatkan kecepatan alira
82
n air dalam kolam uji, kinerja dari turbin air ini tergantung dari kondisi aliran (kec
epatan air dan kedalaman air). Dalam pengujian turbin ini diharapkan agar mendap
atkan hubungan antara kecepatan air dengan kinerja turbin (koefisien daya dan koe
fisien torsi) dengan melakukan pengujian pembebanan terhadap turbin dengan vari
asi nilai overlap ratio.
1.1.1 Turbin Air
3.4 Pembuatan dimensi turbin.
Setelah model turbin yang akan digunakan untuk turbin air kinetik
ditentukan, maka dilakukanlah pembuatan. ukuran utama turbin.
Bentuk sudu turbin dibuat untuk kedalaman sungai dan aliran yang
rendah. Untuk pemanfaatan aliran sungai yang rendah, peembuatan
dimensi turbin tidak lebih dari 500 mm. adapun dimensi utama turbin
adalah sebagai berikut :
a. Turbin
Diameter : 400 mm
Tinggi : 400 mm
Bahan : Stainless Steel (Tebal 0,6 mm)
b. Sudu turbin
Model : Kombinasi
Jumlah Sudu : 2 Buah
Jumlah Variasi : 6 (nilai overlap ratio 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, dan
0.25)
Bahan : Stainless steel; ( Tebal 0,6 mm)
Bentuk sudu turbin merupakan hasil dari persamaan myring (1.1) y
ang dimana persamaan ini akan menghasilkan kurva yang menjadi bentu
k sudu turbin yang akan di uji. Dimana jika n=2 persamaan ini mendefin
isikan setengah elips, akan tetapi bila n=2, dan nilai a=b persamaan ini m
endefinisikan bentuk setengah lingkaran. Setengah lingkaran merupakan
83
bentuk dari sudu turbin savonius konvensional.
Myring Equation
𝑦 = 𝑏[1 − (𝑥
𝑎)
2
]1𝑛
Penelitian saat ini menggunakan nilai konstan n=1 untuk sudu myri
ng dan n=2 untuk sudu konvensional dimana nilai a=b akan di variasika
n sesuai nilai overlap ratio yang telah direncanakan. Karena nilai a=b ad
alah nilai jari-jari sudu turbin. Dengan memvariasikan nilai overlap rati
o, nilai a=b akan berubah searah dengan berubahnya nilai jari-jari sudu t
urbin savonius. Seperti contoh berikut :
1) Nilai overlap ratio 0, jari-jari sudu 0.1 m
a) Nilai n = 1
𝑦 = 𝑏[1 − (𝑥
𝑎)
2
]1𝑛
Dimana:
a = b = jari-jari sudu =0.1 m ~ 0.099 m ~ 99 mm dengan
(1 mm toleransi pengelasan)
x = {-99, -80, ......, 80, 99}
Maka untuk x = -99
𝑦 = 99[1 − (−99
99)
2
]11
𝑦 = 0 ...dan seterusnya
2) Nilai overlap ratio 0.05, jari-jari sudu 0.105 m
a. Nilai n = 1
𝑦 = 𝑏[1 − (𝑥
𝑎)
2
]1𝑛
Dimana:
a = b = jari-jari sudu =0.105 m ~ 0.104 m ~ 104 mm (1
mm toleransi pengelasan)
x = {-104, -84 ......, 84, 104}
Maka untuk x = -84
84
𝑦 = 104[1 − (−84
104)
2
]11
𝑦 = 36.35354 ...dan seterusnya
Dengan memasukkan persamaan myring pada Excel mendapatkan hasil
seperti yang ditunjukkan oleh Tabel 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, dan 4-6.
Tabel 0-1 Hasil persamaan Myring dengan nilai ovrlap ratio = 0 diameter sudu 200
mm
Tabel 0-2 Hasil
persamaan Myring
dengan nilai ovrlap
ratio = 0,05 diameter
sudu 210 mm
Tabel 0-3 Hasil persamaan Myring dengan nilai ovrlap ratio = 0,1 diameter sudu
220 mm
n=1 n=2
n=1 n=2
X y x y
-99 0 -101 0
-80
34.3535
4 -80
61.6522
5
-60
62.6363
6 -60
81.2465
4
-40
82.8383
8 -40
92.7415
8
-20 94.9596 -20 99
0 99 0 101
20 94.9596 20 99
40
82.8383
8 40
92.7415
8
60
62.6363
6 60
81.2465
4
80
34.3535
4 80
61.6522
5
99 0 101 0
85
-109 0 -110 0
-88
37.9541
3 -88 66
-66 69.0367 -66 88
-44
91.2385
3 -44
100.816
7
-22
104.559
6 -22
107.777
5
0 109 0 110
22
104.559
6 22
107.777
5
44
91.2385
3 44
100.816
7
66 69.0367 66 88
88
37.9541
3 88 66
109 0 110 0
Tabel 0-4 Hasil
persamaan Myring
dengan nilai ovrlap
ratio = 0,15 diameter
sudu 230 mm
n=1 n=2
-114 0 -115 0
-92
39.7543
9 -92 69
-69
72.2368
4 -69 92
n=1 n=2
-104 0 -105 0
-84
36.1538
5 -84 63
-63
65.8365
4 -63 84
-42
87.0384
6 -42
96.2340
9
-21
99.7596
2 -21
102.878
6
0 104 0 105
21
99.7596
2 21
102.878
6
42
87.0384
6 42
96.2340
9
63
65.8365
4 63 84
84
36.1538
5 84 63
104 0 105 0
86
-46 95.4386 -46
105.399
2
-23
109.359
6 -23
112.676
5
0 114 0 115
23
109.359
6 23
112.676
5
46 95.4386 46
105.399
2
69
72.2368
4 69 92
92
39.7543
9 92 69
114 0 115 0
Tabel 0-5 Hasil persamaan Myring dengan nilai ovrlap ratio = 0,2 diameter sudu
240 mm
n=1 n=2
-119 0 -120 0
-96
41.5546
2 -96 72
-72
75.4369
7 -72 96
-48
99.6386
6 -48
109.981
8
-24
114.159
7 -24
117.575
5
0 119 0 120
24
114.159
7 24
117.575
5
48
99.6386
6 48
109.981
8
72
75.4369
7 72 96
96
41.5546
2 96 72
119 0 120 0
87
Tabel 0-6 Hasil persamaan Myring dengan nilai ovrlap ratio = 0,25 diameter sudu
250 mm
Bentuk sudu turbin
dari hasil persamaan Myring dapat dipresentasikan menggunakan perangkat lunak
Autocad seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, 4-5, dan 4-6.
n=1 n=2
-124 0 -125 0
-100
43.3548
4 -100 75
-75 78.6371 -75 100
-50
103.838
7 -50
114.564
4
-25
118.959
7 -25
122.474
5
0 124 0 125
25
118.959
7 25
122.474
5
50
103.838
7 50
114.564
4
75 78.6371 75 100
100
43.3548
4 100 75
124 0 125 0
Gambar 0-1 Visualisasi Tabel 4-1, dan 4-2
88
Gambar 0-2 Visualisasi Tabel 4-3 dan 4-4
Gambar 0-3 Visualisasi Tabel 4-5 dan Tabel4-6
89
3.5 Fabrikasi Turbin
Fabrikasi turbin dimulai dengan membuat sudunya terlebih dahulu.
Dengan menekuk pelat stainless steel dengan bantuan mesin roll
sesuai desain yang ditentukan. Hasil seperti yang di tunjukkan oleh
Gambar 4-4.
Sudu turbin yang telah di bentuk akan ditempatkan di atas endplate
seperti pada Gambar 4-5.
Gambar 0-4 Bentuk sudu hasil fabrikasi
90
1.1.2 Komparasi Nilai Cm-TSR
Gambar 4-24 adalah grafik hubungan koefisien torsi (Cm) dan TSR, diman
a secara umum turbin savonius dengan sudu kombinasi memiliki torsi lebih bes
ar dari turbin savonius konvensional. Grafik tersebut juga menunjukkan pola tre
n performa yang mirip pada TSR tinggi dan mulai berbeda pada TSR rendah.
Nilai TSR yang rendah menunjukkan nilai koefisien torsi yang berbeda p
ada masing masing variasi. Perbedaan tiap nilai koefisien torsi tersebut akan dit
unjukkan lebih jelas lagi pada Tabel 4-15. Perbedaan performa yang ditunjukka
n pada tabel merupakan perbandingan performa tiap-tiap turbin savonius sudu k
ombinasi dengan turbin savonius konvensional.
Tabel 0-7 Perbedaan Cm masing-masing turbin
Tipe Turbin Koefisien
Torsi Max
Korespondensi
TSR
Perbedaan Performa
(+)/(-)
Gambar 0-5 Perbandingan Cm-TSR hasil eksperimen
91
Konvensional 0.4793 0.5348 0 %
Kombinasi (0) 0.7403 0.6014 54.45%
Kombinasi (0.05) 0.7989 0.5899 66.68%
Kombinasi (0.1) 0.8788 0.5833 83.35%
Kombinasi (0.15) 0.8202 0.7327 71.12%
Kombinasi (0.2) 1.1850 0.5024 147.23%
Kombinasi (0.25) 1.184 0.5186 147.02%
Disini dapat dilihat peningkatan koefisien torsi seiring dengan besar nilai o
verlap ratio pada tiap turbin savonius sudu kombinasi, namun terlihat penuruna
n singkat pada turbin savonius sudu kombinasi dengan nilai overlap ratio 0.2 h
al ini dapat terjadi karena defect pada turbin dan alat pengukur untuk memberik
an kondisi yang ideal dan berpengaruh pada data yang dihasilkan. Dapat dibukt
ikan ketika performa kembali meningkat pada Turbin Savonius sudu kombinasi
dengan nilai overlap ratio 0.2 yang juga berhasil mencapai nilai Cm terbesar de
ngan perbedaan 147.23%. Kemudian penurunan performa pada turbin dengan n
ilai overlap ratio 0.25 dengan perbedaan performa 147.02 % menunjukkan nila
i overlap ratio 0.2 merupakan nilai overlap yang optimum pada penelitian ini.
1.1.3 Komparasi Nilai Cp-TSR
Gambar 4-24 adalah grafik hubungan koefisien daya (Cp) dan TSR, dim
ana secara umum turbin savonius dengan sudu kombinasi memiliki daya lebih b
92
esar dari turbin savonius konvensional. Ke-lima turbin mencapai nilai Cp maksi
mum pada TSR yang berbeda.
Nilai TSR yang terendah pada masing-masing turbin menunjukkan nilai
koefisien daya yang berbeda pada masing masing variasi. Perbedaan tiap nilai
koefisien daya tersebut akan ditunjukkan lebih jelas lagi pada tabel 4-16. Perbedaan
performa yang ditunjukkan pada tabel merupakan perbandingan performa tiap-tiap
turbin savonius sudu kombinasi dengan turbin savonius konvensional
Tabel 0-1 Perbedaan Cp masing-masing turbin
Tipe Turbin Koefisien
Daya Max
Korespondensi
TSR
Perbedaan Performa
(+)/(-)
Konvensional 0.2842 0.7679 0%
Kombinasi (0) 0.4625 0.7329 62.73%
Kombinasi (0.05) 0.5765 0.9135 102.85%
Gambar 0-6 Perbandingan Cp-TSR hasil eksperimen
93
Kombinasi (0.1) 0.5795 0.8992 103.9%
Kombinasi (0.15) 0.6188 0.8449 117.73%
Kombinasi (0.2) 0.6603 0.6946 132.33%
Kombinasi (0.25) 0.6532 0.7279 129.83%
Disini dapat dilihat peningkatan koefisien daya seiring dengan besar nilai
overlap ratio pada tiap turbin savonius sudu kombinasi, namun terlihat menurun
pada turbin savonius sudu kombinasi dengan nilai overl ratio 0.25. Turbin
Savonius sudu kombinasi dengan nilai overlap ratio 0.2 berhasil mencapai nilai Cp
terbesar dengan perbedaan 132.33%. Penambahan gap atau nilai overlap ratio pada
turbin terbukti mampu meningkatkan performa turbin savonius, akan tetapi
diperlukannya nilai overlap ratio yang optimum. Hal ini di tunjukkan oleh
penurunan performa turbin pada nilai overlap ratio 0.25.
94
DAFTAR PUSTAKA
Akwa, J., Junior, G., & Petry, A.(2012). Dicussion on the verification of the overlap
ratio influence on performance coefficients of a Savonius wind rotor using
computational fluid dynamics. Renew. Energy, volume38, 141-149.
Altan, B., Atilgan, M.2008. An experimental and numerical study on the
improvement of the performance of Savonius wind rotor. Energy Convers.
Manag., volume 49, 3425-3432.
Altan, B., Atilgan, M.(2008). An experimental study on improvement of a Savonius
rotor performance with curtaining. Exp. Therm. Fluid Sci., volume 32,
1673-1678.
Beom-Soo Hyun, Da-Hye Choi, Jun-Seon Han & Ji-Yuan Jin,” Performance
Analysis and Design of Vertical Axis Tidal Stream Turbine”, Journal of
Shipping and Ocean Engineering 2 (2012) 191-200.
Freitas J.(1999). The Issue Of Numerical Uncertainty, second International
Conference on CFD in the Minerals and Process Industries CSIRO,
Melbourne, Australia, 6-8 Desember 1999.
Kailash, G., Eldho, T. I, & Prabhu, S. V.(2012). Performance Study of Modified
Savonius Water Turbine with Two Deflector Plates. International Journal
of Rotating Machinery, volume 2012, Article ID 679247, 12 pages.
Gupta, R., Deb, B., & Misra, R.(2013). Performance Analysis of a helical Savonius
rotor with shaft at 45o twist angle using CFD. Mech. Eng. Res., volume 3,
118-129.
Hayashi, T., Li, Y., & Hara, Y.(2005). Wind tunnel test on a different phase three-
stage Savonius rotor. JSME Intern. J., volume 48, 9-19.
Irabu, K., Roy, J.(2011).Study of direct force measurement and characteristics on
blades of Savonius rotor at static state. Exp. Therm. Fluid Sci., volume 35,
653-659.
Kacprzak, K., Liskiewicsz, G., & Sobczak, K.(2013). Numerical investigation of
conventional and modified Savonius wind turbine. Renew. Energy, volume
60, 578-585.
95
Kailash, G., Eldho, T. I. & Prabhu S. V.(2012). Performance Study of Modified
Savonius Water Turbine with Two Deflector Plates International Journal
of Rotating Machinery, volume 2012, 1-12.
Kamal, Faizul M.(2008). Aerodynamics Characteristics of A Stationary Five
Bladed Vertical Axis Vane Wind Turbine. Journal of Mechanical
Engineering, volume ME39, nomor 2, 95-99.
Kamoji, M., Kedare, S. & Prabhu, S.(2009). Performance tests on helical Savonius
rotors. Renew. Energy(2009), volume 34, 521-529.
Khan, M. N. I., Iqbal, M. T., Hinchey, M., & Masek, V.(2009). Performance Of
Savonius Rotor As A Water Current Turbine. Journal of Ocean
Technology, Maritime and Port Security, volume 4, nomor 2, 71-83.
McTavish, S, Feszty, D., & Sanker, T.(2012). Steady and rotating computational
fluid dynamics simulations of a novel vertical axis wind turbine for small-
scale power generation. Renew. Energy, volume 41, 171-179.
Mohamed, M. H., Janiga, G., Pap, E., Thevenin, D.(2010). Optimization of
Savonius turbines using an obstacle shielding the returning blade.
Renewable Energy, volume 35, 2618-2626
Nakajima, M., Lio, S., & Ikeda, T.(2008). Performance of Double-step Savonius
Rotor for Environmentally Friendly Hidroulic Turbine. Journal of Fluid
Science And Technology. volume 3, nomor 3, 410-419.
Nakajima, M., Lio, S., & Ikeda, T.(2008). Performance of Savonius Rotor for
Environmentally Friendly Hidroulic Turbine. Journal of Fluid Science
And Technology. volume 3, nomor 3, 420-429.
Noir P. Purbaa, Jaya Kelvinb, Muallimah Annisaab, Dessy Teliandib, Ghalib K.
G.b, Resti Ayu I. P.b, Finri S. Damanikc. “Preliminary Research of Using
Ocean Currents and Wind Energy to Support Lighthouse in Small Island,
Indonesia”, Energy Procedia 2014, 45, 204-210.
Patel C.R., Patel V.K., Prabhu S.V., & Eldho T.I.(2013). Investigation of Overlap
Ratio for Savonius Type Vertical Axis Hydro Turbine. International
Journal of Soft Computing and Engineering (IJSCE), volume-3, nomor 2.
96
Rosario, L, Stefano, M., & Michele, M.(2014). 2D CFD modeling of H-Darrieus
Wind turbine using a Transition Turbulence Model. Energy Procedia,
volume 45, 131-140.
Saha, U., Thotla, S., & Maity, D.(2008). Optimum design configuration of Savonius
rotor through wind tunnel experiments. J. Wind Eng. Ind. Aerodyn.
Volume 96, 1359-1375.
Sakti, G., Yuwono, T. Y., & Widodo W. A. (2018). The Interactions of I-65⁰ Type
Cylinder and Savonius Wind Turbine for Performance Improvement.
Innovative Science and Technology in Mechanical Engineering for
Industry 4.0 AIP Conf. Proc. 2187, 020002-1–020002-8.
Sakti, G., Yuwono, T. Y., & Widodo W. A. (2019). Experimental and Numerical
Investigation of I-65⁰ Type Cylinder Effect on the Savonius Wind Turbine
Performance. International Journal of Mechanical & Mechatronics
Engineering IJMME-IJENS Vol:19 No:05, 115-125.
Sanusi, A., Soeparman, S., Wahyudi, S., and Yuliati, L.(2016). Experimental study
of combined blade savonius wind turbine. International Journal Of
Renewable Energy Research, volume 6, 614-619.
Sanusi, A., Soeparman, S., Wahyudi, S., and Yuliati, L.(2017). Performance
Analysis of a Combined Blade Savonius Wind Turbines. International
Journal of Fluid Machinery and Systems, volume 10, nomor 1, 54-62.
Satrio, D., Utama, I. K. A. P. and Mukhtasor.(2018). The influence of time step
setting on the CFD simulation result of vertical axis tidal current turbine.
Journal of Mechanical Engineering and Sciences, volume 12. 3399-3409.
Sheldahl, Robert, E., Louis V. Feltz, and Blackwell B. Fv.(1978). Wind tunnel perf
ormance data for two-and three-bucket Savonius rotors. Journal of Energ
y, volume 2, nomor 3, 160-164.
Setiawan, P. A., Yuwono, T dan Widodo, W. A.(2018). Numerical simulation on im
provement of a Savonius vertical axis water turbine performance to advan
cing blade side with a circular cylinder diameter variations. IOP Conf. Se
r.: Earth Environ. Sci, volume 200, 012-029.
Tian, W., Song, B., & Mao, Z.(2014). Numerical investigation of a Savonius wind
97
turbine with elliptical blades. Proc. CSEE, volume 34, 796-802.
Tian. W., Song, B., VanZweiten. J., H., & Pyakurel. P.(2015) Computational Fluid
Dynamics Prediction of a Modified Savonius Wins Turbine with Novel B
lade Shapes. Energies, volume 8, 7915-7929.
Yaakob O. B., Suprayogi D.T., Abdul Ghani M. P., & Tawi K. B.(2013)
Experimental Studies on Savonius-type Vertical Axis Turbine for Low
Marine Current Velocity”, IJE Transactions A: Basics, volume 26, nomor
1, 91-98.
Yang, B., Lawn, C.(2011). Fluid Dynamics Performance of a vertical axis turbine
for tidal currents. Renew. Energy, volume 36, 3355-3366.
Yuningsih, A., Sudjono, E. H., Rachmat, B., & Lubis, S.(2010). Currents energy
prospect, ESDM. Report.
Yuwono, T., Latip, A. A., Putri, N. P., Muhammad, U., Mazhilna, E. N., Ariyanto,
C., Andaryani, U., and A. Fauzi, A. F.(2018). Numerical study on the
effect of width of single curtain on the performance of Savonius wind
turbine, MATEC Web of Conferences, volume 154, 01110.