Download - LAPORAN TUGAS AKHIR PENGUJIAN VARIASI SUDUT PITCH … · 2016. 2. 21. · i . Laporan Tugas Akhir . Pengujian Variasi Sudut Pitch Blade Pada Kincir Angin Vertikal Tipe H-Darrieus

LAPORAN TUGAS AKHIR

PENGUJIAN VARIASI SUDUT PITCH BLADE PADA

KINCIR ANGIN VERTIKAL TIPE H-DARRIEUS UNTUK

MENDAPATKAN DAYA MAKSIMUM DISUSUN OLEH :

ANDI IRAWAN

41311010062

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA

JAKARTA 2015

http://digilib.mercubuana.ac.id/

i

Laporan Tugas Akhir

Pengujian Variasi Sudut Pitch Blade Pada

Kincir Angin Vertikal Tipe H-Darrieus Untuk

Mendapatkan Daya Maksimum

Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh predikat Strata 1 (S1)

Oleh :

Andi Irawan

41311010062

Program Studi Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana

Jakarta 2015


iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas terselesaikannya penulisan

laporan Tugas Akhir ini. Hanya dengan izin Allah SWT penulis dapat menyusun skripsi

hingga selesai tepat pada waktunya.

Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana dalam bidang Teknik Mesin (ST) di Universitas Mercu Buana.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan

dan bimbingan baik secara moril maupun materil sehingga Tugas Akhir ini dapat

diselesaikan dengan semaksimal mungkin. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis

ingin mengucapkan terimakasih kepada :

1. Kedua orang tua, atas doa, perhatian, kesabaran, pelajaran, dorongan, dan nasehat

yang selama ini tiada henti diberikan kepada penulis.

2. Yos Hefianto, yang menjadi partner serta sahabat yang sangat solid dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Tokhidi A.H, ST selaku pemilik PT.AGUNG TEKNIK ABADI yang

sudah menunjang fasilitas selama pembuatan kincir angin.

4. Bapak Drs. Momon Sadiyatmo, MT selaku pembimbing lapangan yang telah

memberikan bimbingan dan pengarahan saat berada di lapangan dalam penulisan

tugas akhir ini.

5. Bapak Dr. Darwin Sebayang, M.Eng selaku dosen pembimbing sekaligus kepala

progam studi Teknik Mesin yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan

dalam penulisan tugas akhir ini.


v

6. Seluruh dosen pengajar di lingkungan Fakultas Teknik atas ilmu yang telah

disampaikan.

7. Untuk kawan-kawan Teknik Mesin angkatan 2011 yang selalu memotivasi agar

tetap semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Untuk teman-teman UKM Merpati Putih mercubuana yang selalu mendoakan dan

memberi semangat dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Bagi semua pihak yang tidak bisa saya sebutkan namanya satu – persatu atas

terlibatnya dalam penyusunan Tugas Akhir hingga selesai saya ucapkan

terimakasih banyak.

Semoga ALLAH SWT memberikan balasan yang sesuai atas dukungan dan

bantuan yang telah diberikan.

Penulis berharap agar karya tulis ini dapat bermanfaat bagi semua kalangan

enginer untuk memberikan informasi tentang penggunaan energy angin sebagai energi

alternatif yang bagus bagi masa depan. Dan penulis memahami karya tulis ini masih jauh

dari kata sempurna maka dari itu penulis mengharapkan saran dan keritikkan yang

sifatnya membangun pada pembaca agar dapat menyempurnakan karya tulis ini.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi

penulis dan pembacanya.

Jakarta, Januari 2015

Penulis


vii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ............................................................................................ i

Halaman Pernyataan ................................................................................. ii

Halaman Pengesahan ............................................................................... iii

Kata pengantar ......................................................................................... iv

Abstrak ....................................................................................................... vi

Daftar isi ................................................................................................... vii

Daftar Table ................................................................................................ x

Daftar Gambar .......................................................................................... xi

Daftar Simbol ........................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ......................................................................... 3

1.4. Tujuan pengujian ........................................................................ 4

1.4.1. Tujuan Akademisi ...................................................... 4

1.4.2. Tujuan Teknis ............................................................. 4

1.5. Metode Pengujian ....................................................................... 5

1.6. Sisitematika Penulisan ................................................................ 6

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Energi Angin ............................................................................... 8

2.2. Kincir angin .............................................................................. 10

2.2.1. Jenis – jenis kincir Angin ........................................ 10

2.3. Mekanika Fluida ....................................................................... 16

2.4. Rumus Perhitungan ................................................................... 17

2.4.1. Energi Angin ............................................................ 17

2.4.2. Perhitungan Torsi dan Daya ..................................... 19


viii

2.4.2.1. Torsi ......................................................................... 19

2.4.2.2. Daya Kincir .............................................................. 19

2.4.3. Tip Speed Ratio ........................................................ 20

2.4.4. Koefisien Daya (Cp) ................................................ 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Konsep pengujian ..................................................................... 22

3.2 Langkah-langkah pengujian ..................................................... 24

3.2.1 Variabel sudut pitch blade ....................................... 24

3.2.2 Variabel kecepatan angin ........................................ 24

3.2.3 Variabel yang diukur ............................................... 24

3.2.4 Variabel yang dihitung ............................................ 24

3.3 Alat dan bahan pengujian ........................................................ 25

3.3.1. Kincir angin .............................................................. 25

3.3.2. Kipas angin .............................................................. 26

3.3.3. Anemometer ............................................................ 27

3.3.4. Tachometer .............................................................. 27

3.3.5. Neraca digital .......................................................... 28

3.3.6. Busur ....................................................................... 28

3.4 Proses pengujian ...................................................................... 29

BAB IV HASIL PENGUJIAN PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

KINCIR ANGIN VERTIKAL TIPE H-DARRIEUS

4.1. Data Pengujian .......................................................................... 31

4.1.1 Data Pengujian Variasi Sudut Pitch Blade Kincir Angin

Vertikal Tipe H-Darrieus ........................................................... 31

4.2. Pengolahan Data dan Perhitungan ........................................... 37

4.2.1 Perhitungan Daya Angin ................................................ 37

4.2.2 Perhitungan Torsi ............................................................ 39

4.2.3 Perhitungan daya Kincir .................................................. 43


ix

4.2.4 Perhitungan Tip Speed Ratio .......................................... 46

4.2.5 Perhitungan Koefisien Daya ........................................... 50

4.3 Pembahasan ............................................................................. 53

4.3.1. Perbandingan Data Teoritis Dengan Data Pengujian ....... 58

4.3.2. Kurva Daya dan Putaran Maksimum ............................. 60

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ............................................................................... 63

5.2. Saran ......................................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 65

LAMPIRAN


x

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil pengujian sudut pitch blade pada kincir angin vertikal tipe H-

Darrieus ............................................................................................... 32

Tabel 4.2 Hasil perhitungan daya angin ............................................................... 38

Tabel 4.3 Hasil perhitungan torsi (Nm) ............................................................... 40

Tabel 4.4 Hasil perhitungan daya kincir .............................................................. 44

Tabel 4.5 Hasil perhitungan Tip Speed ratio ....................................................... 47

Tabel 4.6 Hasil perhitungan koefisien daya (%) .................................................. 51

Tabel 4.7 Hasil keseluruhan ................................................................................. 53


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Peta potensi angin indonesia ................................................................ 9

Gambar 2.2 Turbin angin sumbu horizontal ......................................................... 12

Gambar 2.3 Variasi turbin angin sumbu vertikal .................................................. 15

Gambar 2.4 Aliran fluida ..................................................................................... 17

Gambar 3.1 Flow chat sampai pengujian .............................................................. 23

Gambar 3.2 Kincir Angin Vertikal tipe H-Darrieus ............................................ 25

Gambar 3.3 Kipas Angin ...................................................................................... 26

Gambar 3.4 Anemometer ...................................................................................... 27

Gambar 3.5 Tachometer ....................................................................................... 27

Gambar 3.6 neraca digital ..................................................................................... 28

Gambar 3.7 Penggaris busur ................................................................................ 28

Gambar 4.1 Grafik hubungan kecepatan angin dengan daya angin ..................... 39

Gambar 4.2 Grafi hubungan torsi dan kecepatan angin ....................................... 42

Gambar 4.3 Grafik teoritis hubungan coefisien daya dengan tip speed ratio ...... 58

Gambar 4.4 Grafik perbandingan teoritis dengan hasil pengujian sudut blade 5o

......................................................................................................... 59

Gambar 4.5 Grafik hubungan kecepatan angin dan putaran kincir ...................... 60

Gambar 4.6 Grafik hubungan daya kincir dan kecepatan angin ........................... 61


xii

DAFTAR SIMBOL

Ek : energi kinetik (Joule)

m : massa udara (kg)

v :kecepatan angin (m/s)

pɑ : daya angin (watt)

ṁ : massa udara yang mengalir dalam waktu tertentu (kg/s)

: massa jenis udara (1,2 kg/m3)

A : luas penampang melintang arus angin yang ditangkap oleh kincir (m2)

T : torsi (Nm)

F : gaya (N)

r : jari – jari (m)

p : daya kincir (watt)

: kecepatan sudut (rad/s)

pk : daya pooros kincir angin (watt)

n : putaran poros per menit (rpm)

tsr : Tip speed ratio

Cp : koefisien daya (%)

d : diameter kincir (m)

t : tinggi blade (sudu)


Page 1