PERANCANGAN TURBIN ANGIN SAVONIUS SUMBU VERTIKAL UNTUK KAPASITAS 1000 WATT TUGAS AKHIR. Diajukan Kepada. Universitas Muhammadiyah Malang

Transkripsi

1 PERANCANGAN TURBIN ANGIN SAVONIUS SUMBU VERTIKAL UNTUK KAPASITAS 1000 WATT TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjan (S-1) Teknik Mesin Disusun Oleh : Lalu Gema Akbar Idil Fitri JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMADIYAH MALANG 2017

2 LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR PERANCANGAN TURBIN ANGIN SAVONIUS SUMBU VERTIKAL UNTUK KAPASITAS 1000 WATT Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Disusun Oleh : Nama : Lalu Gema Akbar Idil Fitri NIM : Malang, 20 Juli 2017 Yang Telah disahkan oleh : Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II (Ir. Herry Supryanto, MT.) (Ir. Ali Mokhtar, MT.) Mengetahui, Ketua Jurusan Mesin Ir. Daryono, MT

3 KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Perancangan Turbin Angin Savonius Sumbu Vertikal Untuk Kapasitas 1000 Watt Maksud dari penyusunan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh ujian sarjana pendidikan pada Fakultas Teknik Program Studi SI Teknik Mesin di Universitas Muhammadyah Malang. Dalam penyusunan skripsi ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada : 1. Bapak Ir. Herry supriyanto, MT. selaku dosen pembimbing I. 2. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT. Selaku dosen pembimbing II. 3. Kedua Orang Tua saya yang selalu senantiasa mendo akan saya. 4. Saudara-saudara saya yang selalu memberikan semangat pada saya 5. Seluruh Dosen dan staf pengajar dijurusan teknik mesin universitas muhammadiyah malang. 6. Teman-teman teknik mesin 2010 khususnya kelas A selalu memberi motivasi dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Semua pihak lain yang telah turut ikut membantu dalam menyelesainkan tugas akhir ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan yang sebesar-besarnya atas segala kemurnian hati dan kebaikan kepada pihak yang telah membantu. Saya menyadari bahwa dalam membuat laporan ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan dalam pembuatan tugas akhir ini, untuk itu saya sangat berterimakasih atas saran

4 dan kritik yang bersifat membangun sehigga dapat meningkatkan kemampuan saya di masa yang akan datang Malang, 25 Juli 2017 Penulis

5 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... POSTER... i LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI... iii SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT... v ABSTRAKSI INDONESIA... vi ABSTRAKSI ENGLISH... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... x DATAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Manfaat... 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori Teori Penunjang Definisi Energi Angin Asal Energi Angin Definisi Turbin Angin Jenis Turbin Angin Turbin Angin Sumbu Horizontal Turbin Angin Sumbu Vertical Komponen Turbin Angin Savonius Sumbu Vertical Rotor Turbin Perhitungan Luas Rotor Perhitungan Tenaga Maksimum Turbin... 20

6 2.3.4 Perhitungan Efisiensi Teoritis Ideal Rotor Perhitungan Dimensi Sudu Perhitungan Coefisien Performance Perhitungan Tip Speed Ratio Perhitungan Putaran Yang Dihasilkan Turbin Perhitungan Torsi Pada Turbin Perhitungan Dimensi Poros Pemilihan Bantalan Analisa Gaya-gaya Penentuan Beban Ekivalen Statik Dan Dinamik Penentuan Basic Static Load Rating Dan Dinamic Load Rating Perancangan Sudu Pengarah Perencanaan Rangka Dan Kaki Turbi Perancangan Sistem Transmisi Final Drive Kopling Generator BAB III METODOLOGI PERANCANGAN Kajian Singkat Produk Tuntutan Alat/Mesin Dari Sisi Calon Pengguna Analisis Morfologi Mesin Prosedur perancangan Pernyataan Kebutuhan Analisis Kebutuhan Pertimbangan Perancangan Tuntutan Perancangan BAB IV PEMBAHASAN Perancangan Rotor Turbin Savonius Perhitungan Luas Rotor Perhitungan Tenaga Maksimum Turbin Perhitungan Efisiensi Teoritis Ideal Rotor... 49

7 4.2 Perhitungan Dimensi Sudu Berat Rotor Perhitungan Coefisien Performance Turbin Perhitungan Tip Speed Ratio Perhitungan Putaran Yang Dihasilkan Turbin Perhitungan Torsi Pada Turbin Perhitungan Dimensi Poros Berat Poros Pemilihan Bantalan Analisa Gaya-gaya Penentuan Beban Ekivalen Statik Dan Dinamik Penentuan Basic Statik Load Rating Dan Dinamic Load Rating Spesifikasi Bantalan Perancangan Sudu Pengarah Perencanaan Rangka Dan Kaki Turbin Perancangan Sistem Transmisi Final Drive Kopling Generator BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA

8 DATAR TABEL Hal Tabel 2.1 Kondisi Angin Tabel 2.2 Interpolasi Antara Suhu Dan Massa Jenis Udara Tabel 2.3 Jenis-jenis Faktor Koreksi Berdasarkan Daya Yang Ditransmisikan Tabel 3.1 Tuntutan Perancangan Turbin Angin Savonius Sumbu Vertical 38 Tabel 3.2 Matriks Morfologi Turbin Angin Savonius Sumbu Vertical Tabel 4.1 Interpolasi Antara Suhu Dan Massa Jenis Udara Tabel 4.2 Jenis-jenis Faktor Koreksi Berdasarkan Daya Yang Ditransmisikan Tabel 4.3 Nomor Bantalan Gelinding... 65

9 DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1 Foto Satelit Gerakan Angin. (Wikipedia, 2010)... 9 Gambar 2.2 Peta Energi Angin Di Indonesia Gambar 2.3 Sketsa Sederhana Kincir Angin Gambar 2.4 Turbin Angin Sumbu Horizontal Gambar 2.5 Varian Turbin Angin Sumbu Vertical Gambar 2.6 Anemometer ( Alat Ukur Kecepatan Angin ) Gambar 2.7 Rotor Savonius Sumbu Vertical Gambar 2.8 Skema Menentukan Radius Sudu Dan Panjang Busur AB 21 Gambar 2.9 Penampang Sudu Savonius Gambar 2.10 Rotor Savonius Tampak Atas Gambar 2.11 Analisa Gaya Pada Bantalan Poros Diagram Benda Bebas 27 Gambar 2.12 Sudu Pengarah Gambar 2.13 Contoh Kaki Turbin Gambar 2.14 Final Drive Gambar 2.15 Kopling Tetap Gambar 2.16 Generator PMG Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan Gambar 4.1 Anemometer ( Alat Ukur Kecepatan Angin ) Gambar 4.2 Skema Menentukan Radius Sudu Dan Panjang Busur AB 50 Gambar 4.3 Penampang Sudu Savonius Gambar 4.4 Rotor Savonius Tampak Atas Gambar 4.5 Rotor Savonius Sumbu Vertical Gambar 4.6 Analisa Gaya Pada Bantalan Poros Diagram Benda Bebas 60 Gambar 4.7 Sudu Pengarah Gambar 4.8 Contoh Kaki Turbin Gambar 4.9 Final Drive Gambar 4.10 Kopling Tetap Gambar 4.11 Generator PMG... 70

10 DAFTAR PUSTAKA Adi, Wakhid Sulistyo Pengaruh Mekanisme Corporate Governance Terhadap Agency Cost pada perusahaan manufaktur yang terdaftar di Bursa Efek Indonesia. Anderson, John D Fundamental of Aerodynamics. McGraw Hill, New York. Bickerdyke, Dan J Dominy Self-Starting Capability of a Darrieus Turbine. University of Durham. D. J. C. MacKay 2009, Sustainable Energy Without the Hot Air (UIT Cambridge Ltd., Cambridge, UK ). E. Hau, Wind Turbines 2005: Fundamentals, Technologies, Application, Economics (Springer, Berlin ). Sularso, Dasar Perencanaan Elemen Mesin. Jakarta : PT Pradnya Paramita. Sularso dan Suga Kiyokatsu Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta : PT Pradnya Paramita. Bambang, A.Mhttp://energialternatif.wordpress.com)