PERANCANGAN DAN PEMBUATAN BLADE KINCIR ANGIN

PORTABLE DAYA 300 WATT

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S-1) Teknik Mesin

Disusun Oleh:

H A B I B I NIM : O4510007

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2009

 

 

 

Perancangan dan Pembuatan Blade Kincir Angin

Portable Daya 300 Watt

Habibi1, Trihono Sewoyo

1, Achmad Fauzan

1

1 Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

ABSTRAKSI

Listrik bagi sebagian orang merupakan kebutuhan pokok di manapun dan kapanpun. Salah

satu sumber tenaga listrik adalah energi angin yang menggunakan kincir angin. Kincir angin terdiri

dari berbagai komponen, salah satunya adalah blade atau baling-baling. Komponen ini menangkap

hembusan angin yang datang dan merubahnya menjadi putaran. Sementara permasalahannya

adalah blade yang ada banyak didesain untuk kecepatan angin yang tinggi, BMG Malang

menyebutkan bahwa kecepatan angin rata-rata di kota Malang adalah berkisar 3 – 4 m.s-1

,sehingga

perlu didesain dan dibuat blade untuk kondisi angin yang kecil dan menurut LAPAN termasuk

jenis kincir angin skala kecil.

Jumlah baling-baling yang optimal adalah 3 sudu karena memiliki kelebihan diantaranya

adalah beban pada sudu kecil, gangguan pada menara rendah, memiliki Start Up yang baik, kerja

yang konstan, tidak bising dan beban aerodinamik yang stabil.

Tahapannya adalah pengumpulan data yang diperlukan, perencanaan desain dan

perhitungan dimensi baling-baling dan tail ( pengarah angin ) serta komponen pendukung lainnya.

Hasil yang diperoleh adalah dimensi diameter baling-baling atau blade adalah 3 m dan

menggunakan 3 sudu dengan bahan dari pipa PVC.

Kata kunci : kincir angin, blade, kecepatan angin, PVC

 

Design and Production of Blade Windmill

Portable By Power 300 Watt

Habibi1, Trihono Sewoyo

1, Achmad Fauzan

1

1 Mechanical Engineering The University Muhammadiyah of Malang

ABSTRACT

Electricity for some people is the basic necessaty in anywhere and anytime. One of the

electrical power sources is wind energy. Which is used by windmill. Windmill consists of various

components, one of them is a blade or vane. This component to catches the blast of wind and

changes into the spinning. But the problem that most of the blades are designed for high wind

speed, while the BMG Malang said that wind speed average in the city of Malang is approximately

3 - 4 ms-1, thus the blade needs to be designed and made for a small wind conditions. The

appropriate according they have to LAPAN is a small scale windmill.

The optimal numbers of the rotor blade are 3 because some added values such as they have

small load in blade, low interference on the tower, have a good start up, work constantly, unnoisy

and stable aerodinamic load.

The phases are collection of required data, planning the design and calculation the propeller

dimensions and tail and other supporting components. The results that are the diameter dimension

of blade is 3 m and using the 3 blades with material from PVC pipe.

Keywords: windmill, blade, wind speed, PVC

 

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr.Wb

Segala puji hanya milik Allah, kami memuji, meminta pertolongan, memohon

ampun dan bertaubat kepada-Nya. Kami memohon perlindungan kepada Allah

dari kejahatan jiwa-jiwa kami dan dari keburukan amal perbuatan kami.

Barangsiapa yang telah diberi petunjuk oleh Allah, maka tak ada seorangp un

yang dapat menyesatkan jalannya dan barangsiapa yang telah disesatkan -Nya,

maka tiada seorangpun yang mampu memberikan petunjuk kepadanya. Saya

bersaksi bahwa tiada Ilah yang berhak disembah melainkan Allah semata, tiada

sekutu bagi-Nya.

Dan saya bersaksi bahwa Muhammad adalah hamba Allah dan utusan-Nya.

Semoga shalawat dan salam serta berkah Allah senantiasa tercurah kepada beliau,

keluarga, dan sahabat-sahabatnya serta orang-orang yang mengikuti petunjuk

mereka hingga akhir zaman.

Alhamdulillah,atas segala limpahan rahmat dan karunia yang diberikan – Nya,

sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Perancangan dan

Pembuatan Blade Kincir Angin Portable Daya 300 Watt”.

Maksud dan tujuan penulisan Tugas Akhir ini untuk memenuhi persyaratan

kelulusan program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang. Penulis Menyadari penyusunan laporan ini tidak lepas

dari bantuan berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan

ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada :

1. Ibunda kami, Hj. Salmiah Katu (wafat 2007), semoga Allah merahmati dan

memberkahi serta mengampuni dosa-dosa beliau. Ayahanda kami, H. M.

Saing Makkalu, semoga berkah dan rahmat-Nya selalu menyertai beliau

disetiap waktunya. “Ya Allah ampunilah dosa kami dan dosa kedua orang tua

kami dan sayangilah keduanya seperti mereka menyayangi kami diwaktu

kecil”.

 

2. Saudara yang kami, Suhermanyah, Masriani, Lukman, Mariani, Aulia A.P.

dan seluruh keluarga besar H. M. Saing Makkalu yang selalu memberi

semangat dan kasih sayang selama ini baik secara Spiritual maupun Material .

3. Bapak Ir. Trihono Sewoyo, MT dan Ir. Achmad Fauzan, MT selaku Dosen

Pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan

bimbingan kepada penulis sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Daryono, MT dan Ir. Mulyono, MT selaku ketua dan sekretaris

jurusan serta dosen wali Mesin angkatan 2004, kami ucapkan terima kasih atas

do’a dan nasehatnya.

5. Para calon Insinyur dalam tim Kincir Angin, Teguh Roni Saputra, Nur Faizal,

dan rekan-rekan Lab. Ansys yang berperan aktif dalam proses penyelesaian

pengerjaan alat dan penulisan.

6. Anak-anak masjid Ulil Albaab dan warga Perum Muara Sarana Indah,

Jazakumullah Khair Katsir atas semua dukungan, nasehat, semangat, harapan

dan do’anya.

7. Teman-teman TEKNIK MESIN 2003, 2004 dan 2005.

8. Para Asisten Lab. Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

9. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah banyak

membantu selama ini.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa penyusunan Tugas Akhir ini masih jauh

dari sempurna. Oleh karena itu, segala kritik dan saran sangat penulis harapkan

demi kemajuan pengetahuan di masa yang akan datang.

Semoga segala bantuan dan dorongan yang diberikan kepada penulis

mendapat imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT, amin..

Wassalamualaikum Wr.Wb

Malang, 23 Mei 2009

Penulis

 

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN

LEMBAR KEGIATAN ASISTENSI

LEMBAR BERITA ACARA UJIAN

ABSTRAKSI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN

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

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

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

1.4 Tujuan Penulisan ...................................................................... 3

1.5 Manfaat Penulisan .................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kincir Angin ............................................................................ 5

2.2 Pemilihan jenis kincir angin .................................................... 5

2.3 Kapasitas Pembangkitan Listrik .............................................. 8

2.4 Gear Box dan Poros ................................................................ 8

2.5 Bahan Baling-Baling ................................................................ 9

2.6 Bantalan ( Bearing ). ................................................................ 10

2.7 Hub dan Tail ( Ekor Pengarah ) ............................................... 11

2.8 Konsep Desain ......................................................................... 11

BAB III PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

3.1 Daftar Persyaratan (Requirement List) ..................................... 14

3.2 Data Perencanaan ..................................................................... 15

3.3 Dasar-Dasar Perencaan Rotor .................................................. 16

3.4 Radius dan Bahan Sudu ........................................................... 16

3.5 Desain Geometri Sudu-sudu .................................................... 17

3.6 Linearisasi Sudu Chord dan Sudu Setting ........................... 22

3.7 Perencanaan Transmisi dan Poros............................................ 24

3.8 Perencanaan Pasak ................................................................... 44

3.9 Perencanaan Bantalan .............................................................. 46

3.10 Perenacanaan Ekor Pengarah (Tail) ......................................... 48

 

BAB IV PENUTUP

4.1. Kesimpulan .............................................................................. 49

4.2. Saran ........................................................................................ 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

 

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Jenis-jenis kincir angin........................................................... 6

Gambar 2.2 Desain Blade Kincir Angin Sumbu Horizontal ...................... 7

Gambar 2.3 Jenis-jenis Hub dan Tail atau Ekor Pengarah Angin ............ 11

Gambar 3.1 Skema Poros 1 ........................................................................ 33

Gambar 3.2 Diagram Momen Bending Poros 1 (Vertikal) ........................ 33

Gambar 3.3 Diagram Momen Bending Poros 1 (Horizontal) ................... 34

Gambar 3.4 Skema Poros 2 ........................................................................ 38

Gambar 3.5 Diagram Momen Bending Poros 2 (vertikal) ......................... 38

Gambar 3.6 Diagram Momen Bending Poros 2 (Horizontal) .................... 39

 

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Daftar Persyaratan (Requirement List)................................. 14

Tabel 3.2 Harga Radius Lokal Blade ..................................................... 18

Tabel 3.3 Harga Sudut Lokal ................................................................. 19

Tabel 3.4 Harga – harga Geometri Sudu-Sudu ...................................... 21

Tabel 3.5 Harga Geometri Sudu-Sudu setelah Linierisasi ..................... 24

Tabel 3.6 Sistem transmisi roda gigi ...................................................... 29

Tabel 3.7 Profil Roda Gigi ..................................................................... 30

Tabel 3.8 Perhitungan Roda Gigi........................................................... 31

 

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Ma’ruf , Perencanaan Kincir Angin Sudu-Sudu Plat Lengkung 7% Pada

Pembangkit Daya 1200 Watt, Universitas Muhammadiyah Malang, 2007.

Arismunandar, W,. Penggerak Mula Turbin, ITB, Bandung, 2004.

Djojodiharjo, H. dan Molly, JP., Wind Energy System, Alumni Press Bandung,

Bandung, 1983.

Harsokusoemo, D., Pengantar Perancangan Teknik, Departemen DIKNAS,

2000.

Iswahyudi, A., Perancangan Sudu Kincir Angin Sebagai Energi Alternatif untuk

Desalinasi dengan Daya 1000 watt, Universitas Muhammadiyah Malang,

2007.

Juvinall , Robert C., Fundamentals Of Machine Component Design ,University

Of Michigan , 1976.

Khurmi , R.S., J.K. Gupta , A Text Book Of Machine Design , 1974 .

Pudjanarsa, A. dan Nursuhud, D., Mesin Konversi Energi, Andi Offset,

Yogyakarta, 2006

Sularso , Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin , PT. Pradnya

Paramita , Jakarta, 1978.

Timoshenko , S.D.H. Young , Elemen Of Strength Of Material 5 Th Edition ,

1968.

 

http://appft.uspto.gov/netacgi/nph-

Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&p=6&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearc

h-bool.html

http://malangraya.web.id/2008/10/14/pemkab-berencana-bangun-60-plts/

http://newspaper.pikiran-rakyat.com/prprint.php

http://v3.espacenet.com/publicationDetails/originalDocument?CC=WO&NR=20

08137418A2&KC=A2&FT=D&date=20081113&DB=EPODOC&locale=en_EP

http://www.boedeker.com/pvc300_p.htm

http://www.freepatentsonline.com/5295793.html

http://www. id.wikipedia.com

http://www.jurnalinsinyurmesin.com/index.php

http://www.lapan.co.id

http://www.patentstorm.us/applications/pdfs/applicationId/20080268258.html

http://www.windenergy.com

http://www.windmission.dk.