STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI TURBIN SAVONIUS …

library.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI TURBIN SAVONIUS DENGAN

PENAMBAHAN PANEL SURYA 100 WP POLYCRISTALLINE

DI PESISIR PANTAI KABUPATEN DEMAK

TERHADAP DAYA LISTRIK YANG DIHASILKAN

HALAMAN

JUDUL

SKRIPSI

Oleh:

RIZA ASHARI

K2515063

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juli 2019


iii

PENGAJUAN

STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI TURBIN SAVONIUS DENGAN

PENAMBAHAN PANEL SURYA 100 WP POLYCRISTALLINE DI PESISIR

PANTAI KABUPATEN DEMAK TERHADAP DAYA LISTRIK YANG

DIHASILKAN Oleh :

RIZA ASHARI

K2515063

Skripsi

diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS

SEBELAS MARET SURAKARTA

Juli 2019

iii


vi

ABSTRAK

Riza Ashari. K2515063. STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI TURBIN

SAVONIUS DENGAN PENAMBAHAN PANEL SURYA 100 WP

POLYCRISTALLINE DI PESISIR PANTAI KABUPATEN DEMAK

TERHADAP DAYA LISTRIK YANG DIHASILKAN. Skripsi, Surakarta :

fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret, Juli 2019

Pemakaian bahan bakar fosil berupa minyak bumi, batu bara, dan gas bumi

dalam jangka panjang sebagai pembangkit listrik konvensional menyebabkan

kelangkaan bahan bakar tersebut di masa depan. Maka penggunaan energi baru

terbarukan seperti energi angin dan matahari harus dioptimalkan. Di Indonesia kedua

energi tersebut sangat berpotensi sebagai pembangkit listrik yang ramah lingkungan.

Penelitian eksperimen yang dilakukan di pesisir pantai Kabupaten Demak ini

bertujuan untuk mengetahui potensi energi angin dan matahari disana dan

pemanfaatan kedua energi tersebut sebagai penerangan tambak.

Konsep kombinasi antara panel surya dan turbin savonius dapat

menghasilkan energi yang saling melengkapi. Turbin savonius tipe S yang terbuat

dari bahan galvalum dipasang di atas tower setinggi 6 m sedangkan panel surya 100

WP dipasang disampingnya dengan kemiringan 9o. Penelitian ini menggunakan

metode eksperimen. Pengambilan data kecepatan angin, intensitas cahaya, arus listrik,

dan tegangan listrik dilakukan secara periodik 20 menit pada pukul 06.20 s.d. 17.20

WIB. Daya listrik didapatkan dari perkalian antara arus dan tegangan listrik. Analisis

data pada penelitian ini menggunakan analisis deskriptif kuantitatif.

Kombinasi tersebut menghasilkan listrik yang cukup sebagai penerangan

tambak di desa Berahan Kulon, Kecamatan Wedung. Daya yang dihasilkan dari

kombinasi pembangkit hybrid tersebut bisa mencapai 46,2 watt dengan intensitas

cahaya matahari 125000 luxmeter dan kecepatan angin yang konstan berkisar 2 s.d 4

m/s. Dari hasil tersebut, kombinasi antara turbin savonius dan panel surya lebih

optimal jika dibandingkan turbin savonius yang berdiri sendiri.

Kata Kunci : Sistem hybrid, Savonius VAWT, Panel Surya, Demak


vii

ABSTRACT

Riza Ashari. K2515063. STUDY EXPERIMENT OF PERFORMANCE

SAVONIUS TURBINE WITH ADDITION OF THE SOLAR PANELS AT

DEMAK DISTRICT COASTAL AREA TO THE ELECTRICITY GENERATED.

Thesis, Surakarta : TeacherTraining and Education Faculty, Sebelas Maret

University, July 2019

The use of fossil fuels in the form of petroleum, coal and natural gas in the

long term as conventional power plants causes the scarcity of these fuels in the

future. Then the use of new renewable energy such as wind and solar energy must be

optimized. In Indonesia, both of these energies have the potential to be

environmentally friendly power plants. Experimental research conducted on the coast

of Demak Regency aims to determine the potential of wind and solar energy there

and the use of both energy as pond lighting.

The concept of a combination of solar panels and savonius turbines can

produce complementary energy. During the day the battery charging is obtained from

a combination of solar panels and savonius turbines while at night the Savonius

turbine will still produce electricity. The S-type savonius turbine made from galvalum

is mounted on a 6 m tall tower while the 100 WP solar panel is mounted beside it

with a 90 slope. This penelitian use expermental methods. Data collection of wind

speed, light intensity, electric current, and electric voltage is carried out periodically

20 minutes at 06.20 s.d. 17.20 Western Indonesian Time. Electrical power is obtained

by multiplying curr Data analysis in this study uses quantitative descriptive

analysisent and voltage.

The combination produces enough electricity for lighting a pond in the

village of Berahan Kulon, Kecamatan Wedung. The power generated from a

combination of hybrid plants can reach 46,2 watts with the intensity of sunlight of

125000 luxmeter and constant wind speed around 2 to 4 m / s. From these results, a

combination of turbine savonius and solar panels is more optimal compared to a

stand-alone savonius turbine.

Keywords: Hybrid system, Savonius VAWT, Solar Panel, Demak


viii

MOTTO

“Hai orang-orang mukmin, jika kamu menolong (agama) Allah, niscaya Dia akan

menolongmu dan meneguhkan kedudukanmu.”

(QS. Muhammad :7)

“Allah mengangkat orang-orang beriman di antara kamu dan juga orang-orang yang

dikaruniai ilmu pengetahuan hingga beberapa derajat.”

(QS. Mujadillah :11)

“Barang siapa yang menghendaki dunia maka harus dengan ilmu, barang siapa yang

menghendaki akhirot maka harus dengan ilmu dan barang siapa yang menghendaki

keduanya maka harus dengan ilmu”

(H.R. Bukhori)

"Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa

dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah"

(Thomas Alva Edison)


ix

PERSEMBAHAN

Skripsi ini, saya persembahkan untuk :

Bapak Ngatmin dan Ibu Marti

“Doa yang tiada henti, kerja keras yang tak kenal lelah, pengorbanan waktu, tenaga

yang tak berbatas, kasih sayang, dan motivasi yang tiada henti. Semuanya membuat

saya menjadi lebih semangat dan bangga memilikimu. Tak ada kasih sayang yang

seindah dan setulus kasih sayang orang tua. Bapak dan ibu, engkau adalah tempat

peraduan yang tak pernah berkhianat.”

Saudara Dekat : Ngatmi, Diana, Nanik, Sri

“Terima kasih karena senantiasa mendukung dan memberikan motivasi untuk

selesainya studi S1, karena doa kalian juga yang membuatku bisa sampai dalam

kondisi sekarang ini.”

Bapak Sugondo, S.T., M.T.

“ Trimakasih kepada Bapak Kepala Desa Berahan Kulon, yang telah memberikan

bimbingan selama kita mengerjakan penelitian di Desa Berahan Kulon, Kec.

Wedung, Kab. Demak ”

TIM ECCL PTM UNS

“Partner skripsi yang selalu memberikan semangat dan doa untuk lebih bergairah

mengerjakan skripsi ini, terima kasih atas kerja samanya dari pengajuan judul

sampai sidang skripsi. Ku harap tetap bekerja sama walaupun sudah lulus nantinya.”

Teman-teman PTM Angkatan 2015

“Teman seperjuangan selama 4 tahun terakhir yang memberikan cerita hidup baik

suka, duka, sedih, bangga, bahagia dan semuanya. Terima kasih atas dukungan dan

kerja samanya. Semoga semua sukses di masa depan, Amin.”


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur peneliti panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah

memberikan rahmat dan karuniaNya berupa akal budi, ilmu pengetahuan, kesehatan

dan keselamatan, sehingga karena kehendak dan perkenanannya pula peneliti dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul “Studi Eksperimental Turbin Savonius

dengan Panambahan Panel Surya 100 WP Polycristalline di Pesisir Pantai

Kabupaten Demak Terhadap Daya Listrik yang Dihasilkan”

Skripsi ini disusun untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar Sarjana

pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peneliti menyadari bahwa

terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari doa, bantuan, bimbingan dan arahan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, peneliti ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

2. Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Dr. Eng. Herman Saputro, M.Pd., MT., selaku Dosen Pembimbing I, yang

selalu memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Ir. Husin Bugis, M.Si., selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu

memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Danar Susilo Wijayanto, ST., M.Eng., selaku dosen yang selalu memberikan

saran dan masukan dalam penyususan skripsi ini.

6. Bapak Ngatmin dan Ibu Marti, selaku orang tua yang selalu memberikan doa,

dukungan moril dan materiil, dan motivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.

7. M. Emir Purdiatama dan Wahyu Santosa serta tim ECCL selaku teman satu

tim skripsi yang selalu saling memberikan bantuan, kerja sama,

masukan dan motivasi untuk menyelesaikan skripsi ini.


xi

8. Teman-teman mahasiswa PTM FKIP UNS angkatan 2015 yang selalu

saling menguatkan dan salng mendukung untuk terus semangat dalam

mengerjakan dan menyelesaikan skripsi ini.

Peneliti menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan dan masih

jauh dari sempurna dikarenakan keterbatasan peneliti. Oleh karena itu, peneliti

berharap saran, kritik dan masukan yang membangun dari para pembaca sekalian

demi lebih baiknya penelitian selanjutnya. Akhirnya, peneliti berharap semoga

skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan tambahan wawasan dan ilmu

pengetahuan bagi pembaca sekalian. Amin.

Surakarta, Juli 2019

Peneliti


DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN .............................................. ii

HALAMAN PENGAJUAN ........................................................................................ iii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... v

HALAMAN ABSTRAK ............................................................................................. vi

HALAMAN MOTTO ............................................................................................... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................................. ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................. x

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

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

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1

A. Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ............................................................................................ 5

C. Pembatasan Masalah ........................................................................................... 6

D. Rumusan Masalah .............................................................................................. 6

E. Tujuan Penelitian ................................................................................................ 7

F. Manfaat Penelitian .............................................................................................. 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS ........... 8

A. Kajian Pustaka .................................................................................................... 8

1. Pesisir Pantai Kab. Demak ............................................................................. 8

xii


2. Energi Angin ................................................................................................... 9

3. Turbin Angin Savonius ................................................................................. 10

4. Energi Matahari ............................................................................................ 11

5. Panel Surya ................................................................................................... 12

6. Daya Listrik .................................................................................................. 15

B. Kerangka Berpikir ............................................................................................ 16

C. Hipotesis ........................................................................................................... 17

BAB III METODE PENELITIAN............................................................................. 18

A. Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................................... 18

1. Tempat Penelitian ......................................................................................... 18

2. Waktu Penelitian ........................................................................................... 18

B. Desain Penelitian .............................................................................................. 18

C. Teknik Pengumpulan Data ............................................................................... 19

1. Identifikasi Variabel ..................................................................................... 19

2. Metode Pengumpulan Data........................................................................... 20

3. Instrumen Penelitian ..................................................................................... 22

D. Teknik Analisis Data ........................................................................................ 24

F. Prosedur Penelitian ............................................................................................ 25

1. Diagram Aliran Penelitian ............................................................................ 25

2. Pelaksanaan Penelitian Eksperimen dan Pengumpulan Data ....................... 26

3. Studi Pustaka ................................................................................................ 27

4. Analisis Data ................................................................................................. 27

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ........................................... 28

A. Hasil Penelitian ................................................................................................. 28

1. Deskripsi Data .............................................................................................. 28

xiii


2. Pengukuran Data Penelitian .......................................................................... 29

B. Pembahasan ...................................................................................................... 36

1. Profile Rerata Daya Listrik Turbin Savonius Tanpa Penambahan Panel Surya

Selama 3 Hari ............................................................................................... 36

2. Profile Rerata Daya Listrik Turbin Savonius Dengan Penambahan Panel

Surya Selama 7 Hari .................................................................................... 37

3. Perbandingan Daya Listrik Antara Turbin Angin Tanpa Penambahan Panel

Surya Dan Turbin Angin dengan Penambahan Panel Surya ....................... 38

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN ................................................... 40

A. Simpulan ........................................................................................................... 40

B. Implikasi ........................................................................................................... 41

C. Saran ................................................................................................................. 42

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 43

LAMPIRAN ............................................................................................................... 45

xiv


DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1.1 Konsumsi Energi Nasional Tahun 2015 ................................................................ 1

1.2 Target Bauran Nasional Tahun 2025 dan 2050...................................................... 2

‎3.1 Luxmeter .............................................................................................................. 22

3.‎2 Anemometer ......................................................................................................... 23

3.3 Amperemeter dan Voltmeter ................................................................................ 23

3.4 Turbin Savonius dan Panel Surya ........................................................................ 24

3.5 Diagram Aliran Penelitian ................................................................................... 25

4.1 Grafik Frekuensi Kecepatan Angin pada Interval Tertentu ................................. 29

4.2 Grafik Kecepatan Angin Harian........................................................................... 30

4.3 Grafik Tegangan Listrik Turbin Angin pada Waktu yang Berbeda ..................... 31

‎4.4 Grafik Profile Arus Listrik Terhadap Waktu pada Turbin Savonius Tanpa

Penambahan Panel Surya .................................................................................... 32

4.5 Grafik Intensitas Cahaya dan Kecepatan Angin terhadap Waktu ........................ 33

4.6 Grafik Tegangan Listrik pada Waktu Tertentu .................................................... 34

4.7 Grafik Arus Listrik terhadap Waktu .................................................................... 35

4.8 Grafik Daya Listrik Turbin Angin Harian ........................................................... 36

4.9 Grafik Daya Listrik Pada Turbin Angin dengan Penambahan Panel Surya Selama

7 Hari .................................................................................................................. 37

4.10 Grafik Perbandingan Daya Listrik Antara Penambahan Panel Surya dan Tanpa

Penambahan Panel Surya .................................................................................. 39

xv


DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1.1 Potensi Energi Angin Per Provinsi di Indonesia .................................................... 3

3.1 Spesisikasi Turbin Savonius dan Panel Surya ...................................................... 20

xvi


DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Data Distribusi Frekuensi Kecepatan Angin Selama 3 Hari pada Turbin Savonius

Tanpa Penambahan Panel Surya ......................................................................... 46

2. Data Rerata Kecepatan Angin Harian Setiap 20 Menit pada Turbin Angin Tanpa

Penambahan Panel Surya .................................................................................... 47

3. Data Hasil Arus Listrik Turbin Savonius Tanpa Penambahan Panel Surya ....... 48

4. Data Hasil Tegangan Listrik pada Turbin Savonius Tanpa Penambahan Panel

Surya Selama 3 Hari ........................................................................................... 49

5. Data Rerata Intensitas Cahaya Matahari Selama 7 Hari ..................................... 50

6. Data Kecepatan Angin pada Turbin Savonius dengan Penambahan Panel Surya

Selama 7 Hari ...................................................................................................... 51

7. Data Hasil Arus Listrik pada Turbin Savonius dengan Penambahan Panel Surya

............................................................................................................................. 52

8. Data Hasil Tegangan Listrik pada Turbin Savonius dengan Penambahan Panel

Surya ................................................................................................................... 53

9. Tabel Penghitungan Daya Listrik yang Dihasilkan Turbin Angin Savonius

dengan Penambahan Panel Surya ....................................................................... 54

10. Dokumentasi Pengujian Penelitian ..................................................................... 55

11. Daftar Hadir Seminar Proposal Skripsi ............................................................... 56

12. Surat Permohonan Izin Penyusunan Skripsi ....................................................... 58

13. Surat Keputusan Dekan FKIP tentang Izin Penyusunan Skripsi ........................ 59

14. Surat Permohonan Izin Penelitian kepada Dekan ............................................... 60

15. Surat Permohonan Izin Penelitian kepada Rektor .............................................. 61

16. Surat Permohonan Izin kepada Instansi .............................................................. 62

xvii

STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI TURBIN SAVONIUS …

Documents

Transcript of STUDI EKSPERIMENTAL PERFORMANSI TURBIN SAVONIUS …