Konversi Energi AnginKonversi energi dari kecepatan angin ke daya mekanik () yang mampu dihasilkan oleh turbin dapat dijelaskan melalui persamaan berikut:(1)Dimana:: koefisien daya : massa jenis udara (kg/m3) :luas area sapuan rotor turbin (m2) : kecepatan angin (m/s)Koefisien daya merupakan perbandingan atara daya poros terhadap daya angin (). Hal ini dijelaskan melalui persamaan berikut:(2)Menurut Lanchester-Betz, Tidak ada turbomachine yang dapat mengkonversi energi kinetik dari angin menjadi energi mekanik lebih dari 16/27 (59,26%).Faktor yang mempengaruhi nilai yakni:Jenis airfoil Airfoil akan mempengaruhi nilai koefisien gaya angkat ) dan koefisien gaya hambat (). Gaya angkat adalah gaya yang tegak lurus terhadap arah aliran yang dihasilkan ketika fluida melalui aerofoil. Ketika kecepatan fluida di bagian atas aerofoil lebih cepat daripada bagian bawah maka tekanan di bagian atas lebih kecil sehingga menghasilkan gaya angkat pada aerofoil. Dan gaya drag adalah gaya yang searah dengan arah aliran.Desain aerofoil HAWT memanfaatkan gaya angkat yang mana rasio L/D harus dimaksimalkan. Gaya lift dan drag bergantung pada koefisien lift CL dan koefisien drag CD. (3)(10)(4)Dimana: : gaya angkat : gaya hambat : lebar chordGambar 1. definisi gaya angkat dan hambatTip speed ratio (Tip speed ratio adalah rasio kecepatan pada ujung sudu dengan kecepatan angin. Ini merupakan parameter yang penting pada perancangan turbin.(5)Dimana: : kecepatan putar (rpm) : diameter sudu (m)

Gambar 6 grafik cp terhadap TSRBerdasarkan gabar diatas, optimal dicapai antara 6 sampai dengan 8 untuk jenis tiga sudu.Profil AirfoilProfil airfoil memberikan nilai koefisien drag dan lift. Penentuan profil ini dinyatakan beberapa variabel diantaranya: panjang profil airfoil (chord) ketebalan (thickness) dan kelengkungan (chamber). Umumnya bentuk airfoil cembung di bagian atas dan datar atau cekung di bagian bawah. Bentuk ini dibuat agar kecepatan udara di atas airfoil lebih cepat dari pada bagian bawah sehingga menimbulkan tekanan kecil di bagian atas yang nanti akan menyebabkan gaya angkat atau Lift force. Penentuan parameter ini juga dipengaruhi oleh faktor keterbuatan, karena perancangan ini menggunakan permesinan tradisional atau dengan tenaga manusia.Segitiga Kecepatan

Gambar 3. segitiga kecepatan pada rotor adalah sudut pitch, atau sudut diantara chord dan bidang rotasi, sudut pitch adalah kombinasi dari sudut bidang dan sudut serang, sudut bidang adalah sudut diantara bidang rotasi dan kecepatan relatif, Vref. Sehingga diketahui nilai sudut serang.(6)Dimana : : sudut serang (o) : sudut bidang rotasi (o) : sudut pitch (o)