PENGUJIAN TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL

ROOFTOP TIPE HELIX (3 SUDU) DENGAN DAYA 29

WATT

SKRIPSI

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

ANANTA DEDY PUTRAF

07510022

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2012

ii

LEMBAR PENGESAHAN

PENGUJIAN TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL

ROOFTOP TIPE HELIX (3 SUDU) DENGAN DAYA 29

WATT

SKRIPSI

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1)

Jurusan Teknik Mesin

Disusun Oleh :

ANANTA DEDY PUTRAF

07510022

Telah diperiksa, disetujui, dan disahkan oleh :

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Ir. Trihono Sewoyo, MT) (Ir. A.Fauzan, MT)

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

( Ir. Mulyono, MT )

iii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 – 21 Psw. 127

Fax. (0341) 460782 Malang 65144

Lembar Asistensi Tugas Akhir

Nama : Ananta Dedy Putraf

NIM : 07510022

Bidang Keahlian : Konstruksi

Judul : Pengujian Turbin Angin Sumbu Vertikal

Rooftop Tipe Helix (3 Sudu) Dengan Daya 29 watt

Dosen Pembimbing I : Ir. Trihono Sewoyo, MT

Dosen Pembimbing II : Ir. A. Fauzan, MT

No Tanggal Catatan Asistensi

Paraf

Dosen

Pembimbing I

Dosen

Pembimbing II

1 9 - 6 - 2011 Persetujuan Judul TA

2 17 - 10 - 2011 Revisi Latar belakang BAB I

3 25 - 10 - 2011 ACC BAB I

4 28 - 10 - 2011 Revisi BAB II

5 3 - 11 - 2011 ACC BAB II

6 10 - 11 - 2011 Revisi BAB III

7 23 - 11 - 2011 ACC BAB III

8 28 - 11 - 2011 Revisi BAB IV

9 6 - 12 - 2011 ACC BAB IV

10 14 - 12 - 2011 BAB V

Malang, 17 Januari 2012

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

(Ir. Trihono Sewoyo, MT ) (Ir. A. Fauzan, MT)

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

(Ir. Mulyono, MT)

vii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi Rabbil Alamin, Segala Puji Bagi-Mu Ya Rabb, Pemberi

Cinta Paling Hakiki, Yang Senantiasa Menyiapkan Rencana Sempurna untuk

hamba-Mu ini, tak ada yang bisa hamba ucapkan selain kalimat terindah di atas

untuk segala pemberian terbaik : orangtua terbaik, kakak - kakak terbaik, adik

terbaik, sahabat - sahabat terbaik, pembimbing skripsi terbaik, dan figur

attachment terbaik. Puji syukurku atas-Mu yang telah memudahkan segala

kesulitan, melapangkan segala kesempitan, menenangkan segala kegundahan,

serta memberi petunjuk atas segala kebuntuan. Tak ada habisnya jika diri ini

mengingat seluruh cinta dan kebaikan yang Engkau berikan, Ya Rabb.

Penulis merasa bersyukur dengan terselesaikannya tugas akhir ini

dengan tema “Pengujian Turbin Angin Sumbu Vertikal Rooftop Tipe Helix (3

Sudu) Dengan Daya 29 watt” setelah hampir setahun waktu berlalu. Satu

pelajaran penting yang penulis dapatkan adalah “Keberhasilan dalam menggapai

harapan harus dimulai dengan langkah awal yang mungkin tidak akan mudah.”

Harapan penulis adalah pengujian ini bisa menjadi langkah awal guna

menjadi seorang engineering yang bisa memberikan jalan keluar dari masalah

yang dihadapi dan diimplementasi khususnya yang berkaitan dengan bidang

pengujian produk.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih setulus -

tulusnya atas segala dukungan, bantuan, dan bimbingan dari beberapa pihak

selama proses studi dan juga selama proses penyusunan skripsi ini.

viii

Penghargaan sudah selayaknya diberikan pada kedua orangtua penulis

mama ku ( Sri Yuliarti ), yang telah meminjamkan jantungnya untuk diri ini

bernafas selama sembilan bulan serta bertaruh nyawa demi melahirkanku, dan

Papa ku ( Sidqul wafa ), figur seorang Manager Teknik dan kepala keluarga yang

selama puluh tahun terakhir selalu bekerja keras demi memberikan yang terbaik

untuk istri dan anak-anaknya serta memberikan pengajaran tentang kedisiplinan

dan rasa tanggung jawab yang kuat secara pribadi. Terima kasih atas segala doa,

cinta, perhatian, pengertian serta dukungan yang diberikan untuk penulis.

Selanjutnya untuk saudara – saudaraku, Nenekku ( Lasiati ), Adek -

adekku ( Angga N.S ,Oktavia Rani , Q.Salsabila M.W ,Labita.F. M.W ) yang tiada

hentinya memberikan dukungan, baik dalam bentuk moril yang setiap harinya

selalu membantu disaat penulis dalam mengerjakan skripsi dalam keadaan sakit.

Selain dari dukungan itu,kakakku menjadi penyemangat tersendiri untuk

memperoleh indeks prestasi yang lebih baik dari dia dan Syukur Alhamdullillah

akhirnya dapat tercapai. AMIN!.

Selanjutnya, penghargaan penulis sampaikan kepada ( Ir. Trihono

Sewoyo, MT. ) dan ( Ir. A.Fauzan, MT ) pembimbing skripsi terbaik yang pernah

ada, sekaligus konselor terbaik yang “menyadarkan” penulis bahwa hidup terlalu

indah untuk disia - siakan dengan terus memikirkan hal yang telah berlalu atau

mencemaskan hal yang akan datang. Di tengah kebingungan penulis, dialah yang

paling berperan dalam penentuan tema skripsi ini, sehingga sudah sepatutnya,

penulis mengucap syukur atas ketentuan-Nya mempertemukan kami dalam

penulisan skripsi ini. Terima kasih banyak untuk waktu, tenaga, pikiran, serta

ix

curahan perhatian yang bapak berikan pada penulis. Tidak banyak yang bisa

penulis lakukan untuk membalas segenap kebaikan bapak sepanjang waktu ini.

Selanjutnya, penulis berikan penghargaan kepada ( Ir. Mulyono, MT )

selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, ( Ir.Ali Syaifullah, MT ) selaku Dosen dosen

pembimbing akademik Jurusan Teknik Mesin angkatan tahun 2007 beserta bapak

dan ibu dosen lainnya atas curahan ilmu pengetahuan selama masa studi dan

bersedia menjadi pendengar atas keluh kesah penulis selama menjalani masa

studi.

Untuk sahabat - sahabat penulis di Jurusan Teknik Mesin UMM ( 07 A)

yang empat setengah tahun terakhir menemani penulis di saat senang maupun

sedih, teman – teman se-bimbingan ( anggotanya Pak Tri : Ulum Oktavianto,

Enggar Pramugiatmo, Rizqi Hadi’i, Rica Budi Valianto, Wiramartas Rachmat,

Mashud Badarudin, Puja Kharisma, Dhita Angga Kusuma, Hendy Wahyu

Oktavianto, Totok Sardianto, Arif Tri Cahyono, Muhammad Lutfi, Candra Fajar

Prasetya, Rizka Arif Bachtiar, Nur Aziz Riadi, M.Mukhlisin, Roni Chanie , teman

– teman “ Rong ewu pitu” A yang lainnya yang tak dapat penulis sebutkan satu

persatu, terima kasih banyak atas kerja samanya dalam penyelesaiaan tugas akhir

ini dan segala bantuan teman – teman selama menjalani masa studi dan waktu -

waktu indah yang kita lalui bersama, serta maafkan segala sikap saya yang tidak

berkenan.

Tiada kata yang paling pantas untuk mengukir besarnya sumbangsih

teman - teman dalam penulisan Skripsi ini, tentunya ucapan terima kasih tidak

akan pernah cukup untuk membalas sumbangsih teman - teman.

x

Penulis juga sangat berterima kasih terhadap Bill Gates, yang

menciptakan Microsoft yang penulis gunakan untuk mengetik

skripsi, juga kepada Thomas Alpha Edison, yang telah menciptakan lampu

yang menemani penulis membaca di malam hari, dan kepada penemu - penemu

lainnya yang sangat berjasa, bukan hanya untuk penulis, namun kepada semua

pembuat skripsi di dunia.

Akhirnya, untuk figur attachment penulis yang paling sering terlintas di

pikiran saat diri ini sedang tak tahu harus berbuat apa dalam perjalanan

menyelesaikan tugas akhir ini ( Merk tidak di sebutkan). Terima kasih banyak

untuk segenap doa, motivasi, telinga yang selalu setia mendengar segala keluh

kesah penulis, serta untuk setiap usaha yang dilakukan demi memenuhi harapan-

harapan penulis. Banyak hal yang terjadi selama lima tahun terakhir, keceriaan

dan air mata. Semoga akhirnya dapat mendewasakan kita ( berdua, bertiga,

berempat, berlima, etc ). Untuk pertemuan kita dan apa pun kehendak-Nya, akan

arah hubungan kita selanjutnya. Penulis kembali mengucap syukur, yakin itu

adalah bagian dari rencana sempurna-Nya.

Skripsi ini penulis persembahkan untuk setiap individu yang pernah

mengecap manisnya cinta, dan lebih khusus, untuk mereka yang juga merasakan

pahit getirnya pengalaman hidup karena cinta. Ingatlah, bahwa rasa pahit itu ada

dimaksudkan agar kita dapat mengenali rasa manis. “Ya Rabb kami, tiadalah

Engkau menciptakan sesuatu dengan sia-sia … “ (Q.S. Al-Baqarah:191). Semoga

skripsi ini dengan segala keterbatasannya dapat bermanfaat bagi pembaca

sekalian. Kritik, saran, pertanyaan, atau apa pun berkaitan dengan skripsi ini dapat

dialamatkan ke account e-mail penulis ( nanta_05_engine@yahoo.com ).

xi

Sekali lagi, terima kasih untuk semua pihak yang secara langsung

maupun tidak langsung telah membantu penulis dalam pengerjaan skripsi ini,

kebaikan yang kalian berikan semoga dibalas-Nya dengan lebih banyak kebaikan.

Penulis sadar bahwa tulisan ini masih sangat sederhana, oleh karena itu

saran - saran demi perbaikan akan diterima dengan senang hati.

Akhirnya penulis berharap, semoga skripsi ini dapat memberikan

manfaat dan dapat menambah wawasan bagi penulis dan bagi pembaca umumnya.

Semoga Allah SWT senantiasa membimbing kita menuju jalan-Nya dan

melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya. AMIN...

Malang, 20 Januari 2012

Penulis

xii

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL. .............................................................................................. .i

LEMBAR PENGESAHAN. ............................................................................... .ii

LEMBAR KONSULTASI/ASISTENSI.................................................. .......... .iii

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT..................................iv

ABSTRAKSI INDONESIA.... .......................................................................... ...v

ABSTRAKSI INGGRIS. .................................................................................. ...vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... ...vii

DAFTAR ISI ..................................................................................................... ...xii

DAFTAR TABEL ............................................................................................. ...xiv

DAFTAR GAMBAR. ........................................................................................ ...xv

BAB I PENDAHULUAN

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

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

1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................... .2

1.4 Manfaat Penulisan ...................................................................... .2

1.5 Batasan Masalah ........................................................................ .4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Konversi Energi Angin .............................................................. .5

2.1.1 Kecepatan angin. ............................................................. .5

2.1.2 Teori Betz ....................................................................... 8

2.1.3 Teori Tip Speed Ratio (tsr) ............................................. .10

2.1.4 Bagian-bagian Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Helix

BAB III METODE PENGUJIAN TURBIN ANGIN ROOFTOP TIPE HELIX

3.1 Peralatan Pengujian ................................................................... 21

3.1.1 Anemometer ..................................................................... 21

3.1.2 Tachometer ....................................................................... 21

3.2 Prosedur Pengujian Turbin Angin Tipe Helix .......................... 22

3.2.1 Pengujian turbin Angin Menggunakan Mobil Pick-up...............23

xiii

BAB IV HASIL PENGUJIAN TURBIN ANGIN TIPE HELIX (3 SUDU)

4.1 Data Hasil ................................................................................... 25

4.2 Analisa Dan Pembahasan Data .................................................. 27

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................... 34

5.2 Saran ......................................................................................... 34

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

FOTO DOKUMENTASI PENGUJIAN

CURRICULUM VITAE

NASKAH PUBLIKASI

POSTER

xiv

DAFTAR TABEL

2.1 Skala Beaufort. ........................................................................................... 6

2.2 Data Klimatologi. ....................................................................................... 7

2.3 Betz Limits. ................................................................................................ 8

2.4 Syarat –syarat kondisi dan angin................................................................ 9

4.5 Data hasil pengujian dan perhitungan turbin angin ................................... 26

4.6 Data Hasil Pengujian Turbin Helix 3 Sudu Dengan Generator Walid DC

Dengan Beban Accu ( 12V 7Ah )..............................................................27

xv

DAFTAR GAMBAR

2.1 Alat pengukur kecepatan angin ..................................................... .6

2.2 Sudu helix........................................................................................12

2.3 Naf ................................................................................................. .13

2.4 Bantalan gelinding kerucut baris tunggal...................................... .14

2.5 Tiang peyangga yang diperkuat sling baja......................................14

2.6 Tiang penumpu jenis rooftoop berkaki 4 ..................................... .15

2.7 Battery kering................................................................................ .18

3.8 Anemometer................................. ................................................. .22

3.9 Tachometer......................................................................................23

3.10 Pengujian menggunakan mobil pick-up.................. ...................... .24

3.11 Diagram alir...................................................... ............................ .25

4.12 Grafik Grafik perbandingan Vtip dengan Vangin......................... .28

4.13 Grafik perbandingan TSR dengan dengan Vangin........................28

4.14 Grafik perbandingan kecepatan sudut dengan putaran.................29

4.15 Grafik perbandingan kecepatan sudut dengan kecepatan angin......30

4.16 Grafik perbandingan putaran dengan kecepatan angin............... ...30

4.17 Grafik perbandingan Arus dengan kecepatan angin.......................31

4.18 Grafik perbandingan Tegangan dengan kecepatan angin............... 31

4.19 Grafik perbandingan Daya dengan kecepatan angin.......................32

4.20 Grafik perbandingan Kecepatan angin dengan Torsi......................32

DAFTAR PUSTAKA

1. www.jawapos.co.id

2. Adam. Ferry, dkk “Perancangan, Pembuatan Dan Pengujian Turbin

Angin Tipe Helix Sebagai Sumber Energi Alternatif Lampu Penerangan

Jalan” 2010.

3. http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_angin.

4. http://id.wikipedia.org/wiki/Anemometer.

5. http://id.wikipedia.org/wiki/Tachometer.

6. Gourieres L, "Wind Power Plant", Pergamon Press, 1982.

7. BMG Karangploso Malang, 2008.

8. www.google.com/Betz limit.

9. www.awea.org

10. www.aerolapan.com.

11. Sularso, “Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin”, Edisi 3

Erlangga Jakarta, 1987.

12. Steven Fahey, “ Basic Principles Of the Homemade Axial Flux

Alternator”, 2006.

13. http://www.rise.org.au 2008.

14. Departemen Pendidikan Nasional, 2003 Teknik Dasar Rectifier dan

Inverter.