SAMBUTAN KETUA PANITIA SEMINAR NASIONAL RETII KE-9 TAHUN 2014

Transkripsi

1

2

3 SAMBUTAN KETUA PANITIA SEMINAR NASIONAL RETII KE-9 TAHUN 2014 Assalamu alaikum wr.wb. Salam sejahtera bagi kita semua Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-nya, sehingga Seminar Nasional ReTII ke-9 Tahun 2014 dapat terlaksana. Seminar tahun ini mengusung tema Eco- Technology : Paradigma Pembangunan Masa Depan untuk Mendukung Masterplan Percepatan dan Perluasan Pembangunan Ekonomi Indonesia (MP3EI). Seminar Nasional ReTII ke-9 tahun ini diikuti oleh 102 pemakalah dengan rincian dari STTNAS sebanyak 27 pemakalah dan dari perguruan tinggi lainnya sebanyak 75 pemakalah. Adapun sebaran institusi perguruan tinggi yang telah berpartisipasi antara lain: Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Universitas Diponegoro Semarang, ITS Surabaya, Universitas Sebelas Maret Surakarta, UII Yogyakarta, UPN Veteran Yogyakarta, Universitas Atma Jaya Yogyakarta, Universitas Atma Jaya Jakarta, Universitas Trisakti Jakarta, UNISSULA Semarang, Universitar Kristen Petra Surabaya, Politeknik Negeri Jakarta, Politeknik Negeri Semarang, Politeknik Negeri Lhokseumawe, Universitas Islam Malang, Pusat Kajian Sistem Energi Nuklir BATAN dan beberapa perguruan tinggi lainnya. Panitia mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Keynote-speech, para pemakalah, hadirin dan semua pihak yang telah ikut serta mendukung terselenggaranya kegiatan seminar tahunan ini. Panitia telah bekerja semaksimal mungkin agar acara seminar tahunan berlangsung dengan baik dan lancar. Namun apabila masih ada didapati adanya beberapa kekurangan dari panitia, kami dari panitia memohon maaf yang sebesar-besarnya. Kritik dan saran yang konstruktif dari para peserta sangat kami harapkan demi perbaikan acara seminar dimasa mendatang. Akhir kata, semoga Tuhan Yang Maha Esa meridhoi acara seminar ini dan bermanfaat bagi kita semua khususnya untuk mendukung perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam pembangunan Indonesia. Amin. Wassalamu alaikum wr.wb. Yogyakarta, 13 Desember 2014 Hormat Kami, Fahril Fanani, S.T., M.Eng. Ketua Panitia

4 Dalam Rangka Pembukaan Seminar Nasional Rekayasa Teknologi dan Informasi (ReTII) ke-9 Yogyakarta, 13 Desember 2014 Assalamu alaikum wr.wb Salam sejahtera bagi kita semua Pertama-tama marilah kita panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT karena hanya dengan ridhonya kita dapat berkumpul di sini dalam rangka Seminar ReTII ke-9 dalam keadaan sehat wal afiat. Mudah-mudahan Allah SWT juga memberi kemudahan kepada panitia dalam menyelenggarakan seminar ini. Demikian juga kepada para peserta dalam mengikuti acara seminar ini. Seminar ReTII kali ini merupakan yang ke-9 dan merupakan agenda tahunan STTNAS yang dimaksudkan agar dapat menjadi ajang temu para pakar untuk saling tukar pengalaman, informasi, berdiskusi, memperluas wawasan dan untuk merespon perkembangan teknologi yang demikian pesat. Selain itu diharapkan adanya kerja sama dari para pakar yang hadir sehingga menghasilkan penelitian bersama yang lebih berkualitas dan bersama-sama pula ikut memecahkan persoalan-persoalan teknologi untuk kemandirian bangsa. Semoga seminar ini dapat terselenggara dengan baik dan memenuhi harapan kita semua. Akhirnya saya ucapkan terima kasih kepada panitia dan semua pihak yang membantu sehingga acara Seminar ReTII ke-9 ini dapat terselenggara dengan baik. Jika ada yang kurang dalam penyelenggaraan seminar ini, kami mohon maaf yang sebesar-besarnya. Wassalamu alaikum wr.wb. Yogyakarta, 13 Desember 2014 Ketua STTNAS Ir. H. Ircham, M.T.

5 DAFTAR ISI SUSUNAN PANITIA... SAMBUTAN KETUA PANITIA... SAMBUTAN KETUA STTNAS... DAFTAR ISI... Halaman i ii iii v BUKU II TEKNOLOGI MESIN DAN INDUSTRI UNTUK PENINGKATAN DAYA SAING EKONOMI 1. Perancangan Alat Uji Keausan Abrasif dengan Penggerak Pneumatik Hasta Kuntara 1, Sigit Budi Hartono Kajian Turbin Air Aliran Pusar Skala Pico Terhadap Variasi Jumlah Sudu dan SudutSudu Gatot Suwoto 1, Sunarwo 2, Supriyo Pembangkit Listrik Turbin Angin dengan Poros Vertikal Sugiono 1, Margianto 2, Artono Raharjo Kolaborasi Energi Surya dan Angin untuk Meningkatkan Kualitas Ikan Kering dan Hasil Olahannya Bagi Masyarakat Nambangan Kenjeran Hadi Santoso 1, Yuliati Analisis Faktor Koreksi C pada Pengukuran Debit Aliran Air Bersih yangmenggunakan Weir V-Notch dengan Sudut Puncak 90 Derajat Yohanes Agus Jayatun Efek Throat Ratio Terhadap Kinerja LJGP Dandung Rudy Hartana 1, Daru Sugati Analisis Konsumsi Bahan Bakar Terhadap Water Injection (WaI) BerbasisMikrokontroler yang Diterapkan pada Sepeda Motor Basori 1, Subagsono 2, Husin Bugis Pengaruh Peregangan Katup Terhadap Unjuk Kerja Generator Set Tipe ET 2500 L Harianto Pengaruh Waktu Pencucian Terhadap Sifat Mekanis Produk Lateks Karet AlamRendah Protein Yuniati 1, Adriana 2, Ramzi Jalal Pengukuran Kekasaran Permukaan Plat Aluminium Hasil Pemotongan Laser Cutting dan CNC Milling PC-Based Dani Anggoro Hasan 1, Herianto Pengaruh Chromic Acid Anodizing Pada Material Pesawat Terbang Al 7050-T7651 Terhadap laju Perambatan Retak Fatik Haris Ardianto 1, Priyo Tri Iswanto Recycling Polimer Cartridge Bekas menjadi Bijih Plastik dan Pengolahan LimbahAirnya Sub Rancang Bangun Mesin Penghalus Serpihan (Cutting Mill) Plastik Getas Isdaryanto Iskandar 1, Harjadi Gunawan 2, Noryawati Mulyono Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta v

6 13. Porositas pada Rumah Pompa Air dengan Variasi Desain Sistem Saluran dengan Pengecoran Lost Foam Sutiyoko 1,Suyitno 2, Lutiyatmi 3, Soekrisno Studi Eksperimental Pengaruh Penambahan Preheater Terhadap Kinerja Mesin FefrigerasiPada Mobil Dengan Menggunakan Refrigeran MUSICool MC 134 Yohanes Kuncoro 1, Suhanan Examination of Existing Correlation for Wave Velocity in Horizontal Annular Flow Andriyanto Setyawan 1, Indarto 2, Deendarlianto 3, Prasetyo 4, Agus Sunadi Observasi Karakteristik CCFL pada Pipa Kompleks Apip Badarudin 1, Indarto 2, Deendarlianto 3, Hermawan 4, Aji Saka 5, M. Fikri Haykal Syarif 6,Aditya Wicaksono Penerapan Teknologi Pengecoran Logam untuk Pembuatan Souvenir Rencong,Pemeriksaan Kesehatan Pengrajin Akhyar 1, Hijra Novia Suardi Pengaruh Shot Peening Terhadap Korosi dan Sifat Mekanis Sambungan Friction Stir Welding pada Aluminium Seri 5083 Wartono 1, Djoko Suprijanto Identifikasi Keterhubungan Eksternal, Kapabilitas Inovasi dan Rantai Nilai Inovasipada Industri Sepatu di Jawa Timur Esti Dwi Rinawiyanti 1, Benny Lianto Studi dan Analisis Deskriptif Sustainable Innovation pada UMKM Pengolahan Makanandi Surabaya Esti Dwi Rinawiyanti Komporasi Performa Sistem Refrigerasi AC Mobil Dengan Refrigeran R- 134aTerhadap Musicool-134a Bagiyo Condro Purnomo 1, Suhanan Studi Pelapisan Polisiloksan pada Baja Wikan Jatimurti 1,Hosta Ardhyananta 2,Deni Budi Utomo Kaji Eksperimental Variasi Campuran Propana dan Isobutana Sebagai Solusi Pengganti Refirgeran R22 Ariyanto Pengolahan Sampah Plastik Jenis PP, PET dan PE Menjadi Bahan BakarMinyak dan Karakteristiknya Untoro Budi Surono 1, Ismanto Analisa Sifat Fisik dan Mekanik Aluminium 5083 T-Joint Friction Stir Welding (FSW) pada Konstruksi Kapal Pompy Pratisna 1, Achmad Zubaydi 2, Nurul Muhayat Pemanfaatan Serbuk Bambu Sebagai Alternatif Bahan Friksi Kampas Rem Non- AsbestosSepeda Motor (Performansi Daya Dengan Prony Brake) Ranto 1, Budi Harjanto 2, Yuyun Estriyanto 3, Nur Effendi Kualitas Pengelasan Metode Oksi-Asitelin pada Aluminium dengan Perlakuan Post Weld Head Treatment Budi Harjanto 1, Suharno 2, Yuyun Estriyanto Pengaruh Pemanasan Bahan BAkar melalui Pipa Bersirip Persegi pada UpperTankRadiator dan Penambahan Etanol dalam BensinTerhadap Emisi Gas Buang CO danhc pada Toyota Kijang Danar Susilo Wijayanto 1, Ngatou Rohman 2, Ranto 3, Husin Bugis 4, M. Rodhi Qoribi vi Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

7 29. Pengaruh Suhu Temper Terhadap Struktur Mikro, Kekerasan, dan Ketahanan AusBaja Karbon HQ 709 Nizam Effendi 1, Budi Harjanto 2, Suharno 3, Surahman Kualitas Repair Welding Metode MIG Dengan Perlakuan Pre-heating Pada cast Wheel Aluminium Subagsono 1, Budi Harjanto 2, Bambang Dwi Wayhudi Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta vii

8

9 Perancangan Alat Uji Keausan Abrasif Dengan Penggerak Pneumatik Hasta Kuntara 1, Sigit Budi Hartono 2 STTNAS Yogyakarta 1,2 abh5ta@gmail.com 1 Abstrak Perancangan ini bertujuan untuk mendapatkan alat uji keausan abrasif bahan logam maupun non logam yang mempunyai sedikit pengulangan lintasan benda uji pada pengujian keausan abrasif dengan media gesek kertas abrasif. Selama ini alat pengujian keausan dengan media gesek kertas abrasif terdapat banyak pengulangan lintasan sehingga akan mempengaruhu hasi data pengujian. Perancangan alat uji keausan abrasif ini dengan metode desain berupa pengajuan syarat awal adalah gerakan dapat diatur kecepatan maupun lintasannya, bahan abrasif mudah diganti, gerakan otomatis satu perintah, start dan stop pada posisi semula, benda uji dua macam bentuknya, pembebanan dapat bervareasi, pengajuan konsep desain dengan menggunakan model dua gerakan sekaligus antara benda uji dan bahan abrasifnya, benda uji bergerak translasi bolak-balik juga media gesek bergerak translasi bolakbalik otomatis yang saling memotong keduanya dengan kontrol pneumatikdan, pembuatan desain analisis dengan perhitungan kebutuhan udara, kecepatan gerak kekuatan bahan rel, bantalan luncur dan ukuran rangka. Perancangan ini menghasilakan alat uji keausan abrasive dengan penggerak pneumatik yang mudah diatur gerakannya, pembebanan dan dua jenis bentuk benda uji, serata sedikit pengulangan lintasan dan kertas abrasif yang dapat diganti, dengan gerakan benda uji 12 cm, media gesek 15 cm. Kata kunci : benda uji, keausan abrasif,, media gesek, pneumatik 1. Pendahuluan Keausan abrasive merupakan peristiwa hilangnya material permukaan suatu bahan logam maupun non logam akibat gesekan dari dua buah benda yang saling kontak permukaan dengan gerakan relative diantara keduanya dengan suatu beban tertentu dengan bahan yang sama maupun berbeda. Keausan berhubungan erat dengan kekerasan bahan, bahan dengan kekerasan yang lebih tinggi akan mempunyai tingkat keausan yang lebih rendah. Keausan ini akan menghasilkan suatu pengurangan volume terhadap volume awal bahan. Pengujian keausan dilakukan dengan alat uji keausan dengan metode gesek menggunakan bahan abrasive berupa batu dan logam abrasif maupun kertas abrasive, dengan benda uji maupun bahan abrasifnya bergerak terhadap yang lain. Ketepatan pengujian ini bergantung pada kecepatan gesek, beban gesek, kekasaran bahan gesek abrasif serta lintasan benda uji terhadap bahan abrasifnya. Bahan abrasif yang sudah dilalui benda uji cenderung akan menghasilkan keausan yang berbeda dengan semula karena kekasarannya berubah terutama untuk media gesek berupa kertas abrasif, sehingga perlu dilakukan pengurangan pengulangan lintasan benda uji dengan mengganti bahan abrasive maupun dengan membuat lintasan berbeda dengan sedikit pengulangan lintasan. Gerakan pengujian keausan abrasive biasanya benda uji bergerakan translasi terhadap bahan abrasifnya yang berputar dengan lintasan lurus maupun memutar. Kecepatan gerakan specimen maupun bahan abrasive biasanya tidak dapat diatur, sehingga terjadi pengulangan lintasan dan panjang lintasan specimen yang lebih sulit diketahui. Perlu dilakukan perancangan alat uji keausan abrasive yang dapat memberikan kemudahan pengaturan kecepatan gerak relatif specimen maupun bahan abrasifnya yang akan memberikan pengulangan lintasan sedikit, panjang lintasan dan data yang lebih tepat. 2. Tinjauan Pustaka Pengujian keausan dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengurangan material permukaan bahan ketika mengalami pembebanan dalam kondisi bergesekan dengan maupun tanpa pelumas setelah menjadi suatu komponen. Pengujian ini memerlukan suatu alat uji keausan yang dapat dengan mudah dalam hal pengaturan variable-variabelnya untuk mendapatkan perilaku data yang tepat dan benar. Wijanarko, B.S., (2000), membuat alat uji keausan abrasif pin on disk dengan piringan abrasif yang berputar dengan pergeseran specimen diatasnya sebanding kecepatan putar piringan dalam thesisnya, dimana kecepatan motor penggerak dan specimennya tidak dapat diatur serta lintasan sepiral yang sulit ditentukan. Supriyanto, ( 2007) membuat alat uji keausan dengan dua gerakan sekaligus bolak-balik antara specimen dan bahan abrasifnya Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 283

10 menggunakan motor listrik sebagai penggerak keduanya dengan mekanisme engkol, pada alat ini telah terjadi pengurangan pengulangan lintasan specimen namun untuk kecepatan belum bisa diatur. Keausan merupakan peristiwa hilangnya sebagian material pada permukaan akibat gesekan antara dua benda dengan bahan yang sama maupun berbeda yang menghasilkan suatu volume keausan. Keausan ini berhubungan erat dengan beban, kecepatan, dan kekerasan bahan yang saling bergesekan. Besarnya volume keausan abrasif yang terjadi: Vab = ( 1 ) Besarnya volume keausan fatig : Vfg = ( 2 ) Besarnya volume keausan adhesi : Vad = (3 ) Pneumatik merupakan suatu system kerja berdasarkan udara bertekanan dalam suatu piston pneumatic yang akan menghasilkan gerakan linier bolak-balik dari ramnya yang akan menggerakan bagian yang lain. Kerja system pneumatic ini dikontrol dengan katup-katup pneumatik manual maupun otomatis untuk mendapatkan gerakan yang diinginkan pada suatu system. Sistem pneumatik mempunyai efesiensi lebih tinggi dibanding sistem mekanik yang lain. Udara bertekanan diperoleh dari kompresor udara. 3. Metode 3.1. Syarat Perancangan/Desain Perancangan ini mempunyai syarat: alat ringan dan portabel mudah dipindahkan, kompresor sebagai penyedia udara bertekanan terpisah, gerakan dapat diatur kecepatan maupun lintasannya, bahan abrasif mudah diganti, gerakan otomatis satu perintah, start dan stop pada posisi semula, benda uji dua macam bentuknya, pembebanan dapat bervareasi, pengaturan gerakan mudah Konsep Perancangan Perancangan ini mempunyai konsep : menggunakan model dua gerakan sekaligus antara benda uji dan bahan abrasifnya, benda uji bergerak translasi bolak-balik media gesek juga bergerak translasi dengan gerakan bolak-balik otomatis yang saling memotong keduanya dengan kontrol pneumatik, kecepatan diatur menggunakan speed controller yang berada terpisah dari pistonnya, menggunakan satu tombol perintah untuk start maupun berhenti, langkah benda uji 10 cm sampai 12 cm dan langkah media gesek 15 cm, benda uji berbentuk plat maupun silinder yang dapat diganti dengan mudah dengan pembebanan diatasnya, kertas abrasif dapat digati-ganti kekasarannya dengan mekanisme penjepit Desain Analisis Perancangan Susunan dan Konstruksi Alat Untuk mendapatkan alat yang ringan dan portabel maka digunakan rangka besi stall3x2 cm dan plat strip 3x2 dan meja atau pallet sebagai dudukan alat. Untuk mendapatkan gerakan bersamaan antara benda uji dan media gesek maka gerakan benda uji harus berkedudukan diatas gerakan media gesek dan piston diletakan diatas untuk benda uji dan piston dibwah meja geser untuk gerakan media gesek. Untuk mendapatkan gerakan translasi bolak-balik keduanya maka benda uji harus berada pada eretan geser yang meluncur pada dua rel pejal yang berkedudukan pada rangka stall dengan ketinggian 17 cm dari dasar meja, sedangkan meja geser media gesek berada dibawahnya pada eretan geser bawah dengan ketinggian rel 8 cm pada kedua relnya dari dasar meja. Untuk mendapatkan gerakan bolakbalik keduanya digunakan dua buah piston pneumatik gerak ganda dengan panjang langkah diameter 150/20 mm dan dua buah katup pembatas gerakan 3/2 pneumatik untuk masing-masing piston serta dua buah katup kontrol otomatis 5/2 pneumatik. Untuk mendapatkan pengaturan kecepatan gerakan piston dengan mudah maka speed controller diletakkan terpisah dari pistonnya dengan menempatkan didepan alat dengan kedudukan pada sebuah tabung kotak untuk masing-masing speed controllernya. Untuk mendapatkan gerakan otomatis bersamaan dengan strat dan berhenti pada posisi awal maka digunakan satu tombol katup 3/2 pneumatik sebagai tombal on/off pada katup pembatasa gerakan balik maju pada masing-masing pistonnya. Untuk mendapatkan pembebanan yang bervareasi pada benda ujinya maka bend uji dipegang oleh sebuah holder dengan posisi bebas terhadap permukaan gesek, holder berada dalam rumah holder. Untuk mendapatkan benda uji berupa plat maupun poros pejal, ujung holder yang bawah di lubangi dan di beri alur untuk dudukan benda uji seperti diatas. Untuk mendapatkan kemudahan dalam penggantian kekasaran kertas abrasif maka meja geser diberikan penjepit kertas abrasif pada kedua sisinya Analisa Kebutuhan Udara Kebutuhan udara didasarkan pada panjang langkah, diameter piston jumlah piston dan banyaknya langkah serta panjang pipa dan rugi-rugi pneumatik. Konsumsi udara = perbandingan kompresi x luas bidang piston x panjang langkah 284 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

11 Perbandingan kompresi : C = tekanan kerja (bar) Rumus perhitungan pada aktuator linier adalah : F = A. P Rr (maju) F = A. P Rr (mundur) Keterangan : Rr = gaya gesek (3-20%) A = luas penampang silinder tanpa batang torak (m 2 ) A = luas penampang silinder depan batang torak (m 2 ) Rumus pemakaian udara untuk silinder kerja ganda adalah Q ={(h.0,785d 2 ) + h.0,785(d 2 d 2 )}. n. C Keterangan : Q = Volume udara (liter/menit) h = Panjang langkah (cm) n = Banyak langkah setiap menit Rumus perpindahan torak kompresor : Q th 4 D 2 Keterangan : D : Diameter silinder (m) S : Langkah torak (m) N : putaran (rpm) Jumlah volume gas yang keluar : Q s v. Q th Keterangan : S N v : Efisiensi volumetris (%) Q th : Perpindahan torak (m 3 /menit) Perhitungan Kompresor Kompresor yang digunakan pada perencanaan alat uji keausan abrasif pneumatik adalah jenis kompresor torak dengan menggunakan tekanan 4 bar. Perpindahan Torak Q th 4 D 2 S N Jumlah Volume Gas yang Keluar Q s v. Q th Maka daya adiabatik teoritis untuk memampatkan 1 m 3 2 menit udara standar menjadi 8 kgf cm dengan kompresor 1-tingkat adalah 5,0693 kw. Jadi, untuk volume udara total sebesar 0,019 m 3 menit akan diperlukan daya sebesar : = 0,019. 5,0693 Lad = 0,097 kw Dengan efisiensi adiabatik total sebesar = 70% ad. Daya poros yang diperlukan kompresor adalah : Daya penggerak motor kompresor harus diambil sebesar 5 sampai 10% di atas hasil perhitungan tersebut. Jika diambil tambahan sebesar 10%, daya motor yang diperlukan adalah 0,151 kw. Maka digunakan daya motor 0,5595 kw. Disediakan kompresor ¾ hp Analisa Mekanik Diameter rel adalah: d s 10,2 M a 1 Keterangan: d s : Diameter poros (mm) σ a : Tegangan lentur yang diizinkan (kg/mm 2 ) Tekanan rata-rata yang terjadi pada permukaan bantalan luncur/bush adalah: W p ld Keterangan : P : Beban rata-rata (kg/mm 2 ) W : Beban bantalan (kg) I : Panjang poros (mm),d : diameter poros (mm 4. Hasil Dan Pembahasan Dari hasil perancangan diatas dihasilkan suatu alat uji keausan abrasif dengan penggerak pneumatik dengan gerakan benda uji memotong gerakan media gesek yang berada dibawahnya. Kedudukan piston di samping atas dan katup pembatas gerakan diatas rangka penggerak benda uji memberikan konstruksi yang kompak, dengan penempatan batang penghubung yang sejajar dengan eretan maka gerakan meluncur akan lancar. Jarak penempatan katup pembatas gerakan akan mempengaruhi panjang langkah benda uji yang dapat dirubah-rubah. Penempatan piston penggerak media gesek berada dibawah meja geser ini memberikan konstruksi yang ringkas dan penempatan pembatas gerakan berada di samping rangka memudahkan pemasangan. Penempatan speed controller terpisah dengan pistonnya lebih memudahkan dalam pengaturan kecepatannya yang tidak terpengaruh posisi pistonnya. Penggunaan satu tombol start/stop pneumatik untuk mengontrol input katup pembatas gerakan maju kedua piston ternyata memberikan kemudahan pengoprasian alat dan alat dapat strart dan stop selalu pada posisi awal sehingga tidak berhenti di sembarang titik. Pengaturan kecepatan gerak yang berbeda antara benda uji dan media gesek memberikan lintasan silang dengan pengulangan hanya pada perpotongan saja. : Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 285

12 4.1. Gambar Gambar 1. Keausan abrasive Gambar 2. Keausan Fatig Gambar 3. Keausan Adhesi a b c d Gambar 4. Prinsip pengujian abrasive (a) pin on disk, (b) pin on rim, (c) block on ring, (d) pin on flat 5. Kesimpulan 1. Dari perancangan alat ini diperoleh dua gerakan dengan arah yang berbeda antara benda uji dan meja gesernya, yaitu gerakan maju-mundur benda uji dan maju mundur meja geser dengan arah kekiri ke kanan bolak-balik. 2. Dengan pengaturan kecepatan berbeda keduanya gerakan tersebut dapat membuat lintasan silang yang mengurangi pengulangan lintasan. 3. Benda uji yang berada bebas diatas media gesek dapat diberikan beban dengan berat bervareasi sesuai kebutuhan, dari hasil pengujian benda uji ternyata lebih rata hasilnya permukaan, serta media gesek kertas abrsif mudah diganti-ganti sesuai kebutuhan. 4. Penempatan speed controller terpisah dari piston memudahkan pengaturan kecepatan piston dengan leluasa. 5. Dari perhitungan gaya dan kebutuhan udara, diperoleh gaya teoritis sebesar N dan kebutuhan udara teoritis total sebesar m 3 /menit. Daftar Pustaka I.M. Hutchings,1992, Tribology Friction and wear of Engineering Materials, Departement of Materials Scince and Metallurgy, University of Cmbridge Sugihartono,1985, Dasar-dasar Kontrol Pneumatik, Tarsito Bandung Meja Katup Speed Supriyanto, 2006, Alat Uji Keausan, Sekribsi, Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta speci Speed Pist Pist Katup Gambar 5.Rancangan gerakan dan kontrol alat Gambar 6. Hasil Perancangan 286 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

13 Katup 5/2 Speed control Speed control Piston2 Piston1 Katup 5/2 Katup 5/2 Speed control Speed control Piston2 Piston1 Katup 5/2 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 287

14 288 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

15 Kajian Turbin Air Aliran Pusar Skala Pico Terhadap Variasi Jumlah Sudu Dan Sudut Sudu Gatot Suwoto 1, Sunarwo 2,Supriyo 3 Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Kotak Pos 6199 SMS, Semarang Telp , (Hunting), Fax , gatsuw@gmail.com Abstrak Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji kinerja turbin air aliran pusar dengan variasi jumlah sudu dan sudut sudu. Pada penelitian ini jumlah sudu yang digunakan adalah 3, 4 5 dan 6, sedangkan sudut sudunya sebesar 30 0, 45 0, Turbin air yang digunakan dalam penelitian ini bekerja atas dasar pemanfaatan energi pusaran air. Penelitian ini diawali dengan membuat turbin air aliran pusar yang terdiri dari runner, rumah turbin berbentuk baskom, dan poros turbin. Sudu turbin berbentuk menyerupai silinder yang belah menjadi empat bagian dalam arah aksial. Bahan runner dan sudu dari plat stainles steel dengan ukuran sebagai berikut: diameter runner turbin 23 cm, tinggi runner turbin 30 cm, lebar daun sudu 7,5 cm, sedangkan runner dan poros turbin dapat dibongkar-pasang pada instalasi pengujian. Parameter yang diukur dalam pengujian adalah debit aliran, tinggi pusaran air, putaran dan torsi poros turbin. Hasil penelitian terhadap masing-masing runner turbin pada debit air sebesar 2,123 liter/detik menunjukkan bahwa daya maksimum yang dihasilkan sebesar 4,2 watt, dengan efisiensi maksimum, sebesar 53,44%. pada putaran 67,7 rpm dicapaiolehturbindengan jumlah sudu 4 padasudut Kata kunci : Aliran pusar, jumlah sudu, sudut sudu 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Masalah Dalam rangka membantu pemerintah untuk mendukung program desa mandiri energi, seperti yang diamanatkan oleh UU No. 30/2007 tentang energi. Setiap orang berhak memperoleh energi (Pasal 19 ayat 1). Penyediaan dan pemanfaatan energi baru dan energi terbarukan wajib ditingkatkan oleh Pemerintah dan pemerintah daerah sesuai dengan kewenangannya (Pasal 20 ayat 4). Penyediaan dan pemanfaatan energi dari sumber energi baru dan sumber energi terbarukan dapat memperoleh kemudahan dan atau insentif dari Pemerintah dan atau pemerintah daerah sesuai dengan kewenangannya untuk jangka waktu tertentu hingga tercapai nilai keekonomiannya (Pasal 20 ayat 5). DME (Desa Mandiri Energi) adalah desa yang masyarakatnya memiliki kemampuan memenuhi lebih dari 60% kebutuhan listrik dari sumber energi yang dihasilkan melalui pendayagunaan potensi sumber daya setempat. DME dikembangkan dengan konsep pemanfaatan energi setempat khususnya energi terbarukan untuk pemenuhan kebutuhan energi dan kegiatan yang bersifat produktif. Adapun tujuannya adalah untuk meningkatkan produktivitas, kesempatan kerja dan kesejahteraan masyakat pada umumnya melalui penyediaan energi terbarukan yang terjangkau dan berkelanjutan. Pengembangan DME dimaksudkan untuk menjadikan kegiatan penyediaan energi sebagai entry point dalam pengembangan kegiatan ekonomi perdesaan dengan memanfaatkan semua sumber daya dari Pemerintah Pusat, Pemerintah Daerah, BUMN, Perguruan Tinggi, Swasta, dan masyarakat (Ariati, 2008). Bentuk potensi energibarudanterbarukan yang banyak tersedia di masyarakat pedesaan adalah energi arus sungai yang merupakan salah satu sumber energi terbarukan terbesar yang tersedia di Indonesia. Diperlukan teknologi yang tepat untuk memanfaatkan energi arus sungai sebagai pembangkit tenaga listrik yang sering disebut Pembangkit Listrik Tenaga Arus Sungai (PLTAS). PLTAS memanfaatkanenergikinetikarussungaiyang memiliki tinggi jatuh (head) sangat rendah, sehingga dapat dipasang di sepanjang aliran sungai dari hulu, hilir. PLTAS dapat dibangun tanpa membutuhkan dam, pipa pesat, bangunan powerhouse, sehingga biaya investasi dan operasinya relatif lebih murah dibandingkan dengan biaya PLT Mikro Hidro atau sejenisnya. Untuk itu diperlukan jenis turbin air yang sesuai dengan potensi air yang memiliki tinggi jatuh sangat rendah. Salah satu jenis turbin yang sesuai dengan potensi air dengan tinggi jatuh rendah adalah turbin air aliran pusar (vortex) 1.2. Perumusan Masalah Pembangkit listrik tenaga pusaran air (vortex) masih belum banyak dikembangkan dan dimanfaatkan di Indonesia, hal ini karena masih sedikitnya informasi tentang penelitian dan percobaan yang mengekplore turbin pusaran air (vortex) ini. Pada umumnya putaran turbin yang di hasilkan oleh pusaran air cukup rendah, sehingga diperlukan upaya untuk mengoptimalkan pusaran air untuk lebih menaikkan putaran turbin. Demikian Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 289

16 pula untuk menaikkan putaran generator, diperlukan sistem transmisi. Pada penelitian ini digunakan turbin Savonius multi sudu. Besarnya daya dan efisiensi yang dapat dibangkitkan oleh turbin dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya jumlah sudu, dan sudut sudu Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah : 1. Menghasilkanturbin Air Aliran Pusar (vortex) skala pico dengan jumlah sudu dan sudut sudu bervariasi. 2. Menguji kinerja turbin Air Aliran Pusar (vortex) skala pico dengan variasi jumlah sudu dan sudut sudu, sehingga didapat turbindenganjumlah sudu dan sudut suduyang optimum. 1.4 Tinjauan Pustaka Pada awalnya Savonius mengembangkan turbin dengan menggunakan angin sebagai fluida kerjanya, turbin ini mempunyai bentuk menyerupai huruf S jika dilihat dari atas, selanjutnya turbin ini dikenal sebagai tubin Savonius (Gambar 1a), dengan mekanisme kerja seperti pada gambar 1b. kemudian berkembang beberapa model turbin berbasis turbin Savonius dengan berbagai bentuk sudu. (Gambar 2a dan 2b) Perkembangan berikutnya adalah penerapan sudu Savonius untuk turbin air, yaitu turbin yang menggunakan media kerja air. Turbin air aliran pusar (vortex) merupakan turbin yang memanfaatkan pusaran air sebagai media perantara energi terhadap sumbu vertikal sehingga terjadi perbedaan tekanan antara bagian sumbu dan sekelilingnya. Turbin pusaran air (vortex) ini dioperasikan pada daerah yang memiliki head yang rendah dan memanfaatkan pusaran gravitasi air sehingga akan menimbulkan perbedaan tekanan air dengan bagian sumbu Pembangkit listrik pusaran air gravitasi (vortex) telah ditemukan oleh insinyur Austria bernama Franz Zotloterer. Pembangkit listrik ini menggunakan energi putaran pada pusat pusaran untuk memutarkan turbin. Turbin ini telah digunakan di negara Swiss. Pembangkit listrik ini memerlukan perbedaan tinggi jatuh (head) air yang sangat rendahdi tengah pusaran dengan posisi poros putar tegak, dan generator dipasang diatasnya. Diameter spinning pool, kapasitas aliran dan penurunan tinggi jatuh (head) digunakan untuk menghitungbesarnya daya yang dapat diproduksi. Sebagai contoh pembangkit listrik seperti pada gambar 4, dengan tinggi jatuh 4,6 feet, kapasitas 30 cfs dan diameter turbin 18 feet, dapat menghasilkan daya listrik sebesar 7,5 kw Gambar 3. Pola pusaran air ( (a) (b) Gambar 1. Turbin Savonius : (a) Savonius dua sudu, (b) Mekanisme Savonius Gambar4: Installation di negara Switzerland ( (a) (b) Gambar 2. Bentuk turbin Savonius : (a) Two-bladed-multi stage Savonius, (b) Twisted blade Savonius 1.5.Landasan Teori Sistem pembangkit listrik aliran pusar adalah merupakan teknologi baru yang memanfaatkan muatan energi di dalam pusaran air yang dihasilkan melalui beda tinggi jatuh (head) yang kecil pada aliran sungai. Prinsip kerja turbin aliran pusar ini adalah sebagai berikut : (1) Air sungai disalurkan ke penyimpan air dan selanjutnya diteruskan ke tangki sirkulasi. Pada tangki sirkulasi ini dipasangkan orifice bentuk lingkaran pada dasar tangki. (2) Kombinasi tekanan rendah lokal pada 290 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

17 orifice dan konsep imbas sirkulasi pada saluran masuk mempengaruhi kekuatan aliran pusar. (3) Energi potensial sepenuhnya diubah ke energi kinetik putaran pada pusat pusaran yang selanjutnya diserap oleh sumbu vertikal turbin. (4) Air selanjutnya kembali ke sungai melalui tail race (Gambar 5) (a) (b) Gambar 5. (a) Hydropower System in plan (b) Section between the upstream and downstream reach of a river indicating design parameters Profil permukaan air dari pusaran dapat dimodelkan secara matematis dan dapat memprediksi secara akurat, seperti terlihat pada Gambar 6, Sedangkan kekuatan pusaran optimum terjadi dalam rentang perbandingan diameter orific dengan diameter tangki antara 14% - 18% masingmasing untuk head rendah dan head tinggi, dengan ketinggian pusaran air berbanding lurus dengan debit aliran. Gambar 7. Skema ilustrasi yang menyatakan kecepatan rata rata melintasi perpotongan antara sudu dan air. Besaranya daya masukkan teoritis maksimum dapat dihitung dengan persamaan, dimana H v adalah tinggi pusaran Daya mekanik yang dihasilkan poros runner, besarnya dapat dicari dengan rumus : Dimana, Pm adalah daya mekanik (watt), T adalah torsi pada poros (Nm), n adalah putaran turbin (rpm) Efisiensi turbin (sistem) merupakan perbandingan antara daya yang dihasilkan poros dengan daya hidrolik Dimana, η t adalah efisiensi turbin (%), P m adalah daya mekanik (watt), P h adalah daya hidrolik (watt) Gambar 6.Bagian pada tangki sirkulasi yang menyatakan perbandingan antara profil permukaan aktual dan teoritis. 2. Metode Penelitian Penelitian ini diawali dengan membuat turbin air aliran pusar yang terdiri dari runner turbin dan bagian pembangkit pusaran (baskom pusar). Runner turbin terdiri dari lengan sudu dan sudu turbin. Runer yang dibuat dari stainless steel sebanyak 4 buah. Runner dan sudu dapat dibongkarpasang pada instalasi pengujian. Instalasi pengujian (Gambar8) terdiri dari komponen utama pompa air, turbin air aliran pusar, dinamometer, beban turbin, dan instalasi perpipaan, yang dilengkapi alat ukur pengujian meliputi, flow meter, tachometer, thermometer dan alat ukur torsi. Pengujian yang dilakukan meliputi uji karakteristik turbin, dimana jumlah sudu divariasikan mulai dari jumlah sudu 3sampai dengan 6,dengandebit air2,123 liter/dtk. Hasil uji berupa grafik karakteristik turbin untuk masing-masing Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 291

18 jumlah sudu. Parameter yang diukur dalam pengujian adalah debit aliranair, putaran dan torsi poros turbin, beban.turbin. Parameter yang ditentukan dan merupakan variabel dalam penelitian ini adalah sudut sudu, yaitu, 30 0, 45 0, 60 0, Beban turbin divariasikan dan setiap variasi dilakukan pencatatan terhadap parameter-parameter diatas. Pengujian dilakukan pada kondisi debit konstan pada sudut sudu 30 0 dengan sudu berjumlah 3, pada kondisi tersebut beban dinamometer (prony break) divariasikan, pada setiap variasi beban dilakukan pencatatan terhadap parameter uji di atas. Selanjutnya dilakukan hal yang sama untuk jumlah sudu yang berbeda dan sudut sudu yang berbeda pula. Gambar 9. Grafik hubungan antara Putaran terhadap Daya mekanik pada Gambar 8. Skema instalasi pengujian turbin air aliran pusar yang direncanakan 3. Hasil Dan Pembahasan Untuk mengetahui pengaruh jumlah sudu dan sudut sudu terhadap kinerja turbin Savonius yang diterapkan pada pusaran air, telah dilakukan uji karakteristi turbin dengan variabel jumlah sudu dan sudut sudu, dimana jumlah sudu divariasikan mulai dari 3 hingga 6 sudu dan sudut 30 0,45 0 dan Pengujian turbin dilakukan dengan kapasitas aliran air 2,123 liter/detik 3.1. Karakteristik efisiensi dan daya mekanik turbin Savonius sudut 30º Hasil uji karakteristik efisiensi turbin Savonius untuk sudut sudu 30º dengan jumlah sudu ( 3 sudu, 4 sudu, 5 sudu dan 6 sudu). Kedua kurva dalam Gambar 9 dan 10 memiliki tren yang sama yaitu efisiensi dan daya akan meningkat dengan meningkatnya putaran turbin hingga mencapai titik maksimum pada putaran tertentu, kemudian menurun dengan bertambahnya putaran turbin. Gambar 10. Grafik hubungan antara Putaran terhadap Efisiensi pada Pengujian turbin yang dilakukan menghasilkan efisiensi maksimum dan daya maksimum untuk sudut sudu 30 oleh masingmasing jumlah sudu adalah sebagai berikut : untuk jumlah sudu 3 efisiensi maksimum 30,14 % dengan daya maksimum 2,374 watt pada putaran 36 rpm, untuk jumlah sudu 4 efisiensi maksimum 53,441 % dengan daya maksimum 4,21 watt pada putaran 67,7 rpm, untuk jumlah sudu 5 efisiensi maksimum 29,317 % dengan daya maksimum 2,31 watt pada putaran 38,3 rpm dan untuk jumlah sudu 6 efisiensi maksimum 38,151 % dengan daya maksimum 3,005 watt pada putaran 38,9 rpm. Turbin Savonius dengan jumlah sudu 4 memiliki efisiensi tertinggi yaitu 53,441 % diikuti turbin berjumlah sudu 6 dengan efisiensi 38,151% kemudian turbin berjumlah sudu 3 dengan efisiensi 30,14% dan yang terakhir turbin berjumlah sudu 5 dengan efisiensi 29,317%. 3.2.Karakteristik efisiensi dan daya mekanik turbin Savonius sudut 45º Dengan metode yang sama hasil uji karakteristik efisiensi dan daya turbin Savonius untuk sudut 45º dengan jumlah sudu ( 3 sudu, 4 sudu, 5 sudu dan 6 sudu) /. Keempat kurva dalam Gambar 11 dan 12 memiliki tren yang sama yaitu 292 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

19 efisiensi dan daya akan meningkat dengan meningkatnya putaran turbin hingga mencapai titik maksimum pada putaran tertentu, kemudian menurun dengan bertambahnya putaran turbin. meningkat dengan meningkatnya putaran turbin hingga mencapai titik maksimum pada putaran tertentu, kemudian menurun dengan bertambahnya putaran turbin. Gambar 11. Grafik hubungan antara Putaran terhadap Daya mekanik pada Gambar 13. Grafik hubungan antara Putaran terhadap Daya mekanik pada Gambar 12. Grafik hubungan antara Putaran terhadap Efisiensi pada Pengujian turbin yang dilakukan menghasilkan efisiensi maksimum dan daya maksimum untuk sudut sudu 45º dicapai oleh masing- masing jumlah sudu adalah sebagai berikut : untuk jumlah sudu 3 efisiensi maksimum 27,882 % dengan daya maksimum 2,2,196 watt pada putaran 37,6 rpm, untuk jumlah sudu 4 efisiensi maksimum 46,408 % dengan daya maksimum 3,655 watt pada putaran 66,9 rpm, untuk jumlah sudu 5 efisiensi maksimum 37,591 % dengan daya maksimum 2,961 watt pada putaran 44,9 rpm dan untuk jumlah sudu 6 efisiensi maksimum 37,086 % dengan daya maksimum 2,921 watt pada putaran 40,8 rpm. Efisiensi tertinggi dicapai oleh turbin savonius berjumlah sudu 4 yaitu 46,408 % kemudian turbin berjumlah sudu 5 yaitu 37,591 %, turbin berjumlah sudu 6 yaitu 37,086 % kemudian yang terendah turbin berjumlah sudu 3 yaitu 27,882 %. 3.3.Karakteristik efisiensi dan daya mekanik turbin Savonius sudut Demikian pula hasil uji karakteristik efisiensi dan daya turbin Savonius untuk sudut, keempat kurva dalam Gambar 13 dan 14memiliki tren yang sama pula yaitu efisiensi dan daya akan Gambar 14. Grafik hubungan antara Putaran terhadap Efisiensi pada Pengujian turbin yang dilakukan menghasilkan efisiensi maksimum dan daya maksimum untuk sudut sudu i oleh masingmasing jumlah sudu adalah sebagai berikut : untuk jumlah sudu 3 efisiensi maksimum 22,913 % dengan daya maksimum 1,805 watt pada putaran 30,9 rpm, untuk jumlah sudu 4 efisiensi maksimum 39,598 % dengan daya maksimum 3,119 watt pada putaran 53,4 rpm, untuk jumlah sudu 5 efisiensi maksimum 23,576 % dengan daya maksimum 1,857 watt pada putaran 35,2 rpm dan untuk jumlah sudu 6 efisiensi maksimum 37,775 % dengan daya maksimum 2,975 watt pada putaran 37,6 rpm. Turbin Savonius dengan jumlah sudu 4 memiliki efisiensi tertinggi yaitu 39,598 % diikuti turbin berjumlah sudu 6 dengan efisiensi 37,775 % kemudian turbin berjumlah sudu 5 dengan efisiensi 23,576 % dan yang terakhir turbin berjumlah sudu 3 dengan efisiensi 22,913 %. 4. Kesimpulan Dari hasil pengujian dan analisa, maka dapat diambil kesimpulan bahwa : Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 293

20 4.1 Kesimpulan : Pengujian turbin yang dilakukan dengan kapasitas aliran air 2,123 liter/detik, daya mekanik tertinggi dicapai oleh turbin Savonius dengan jumlah sudu 4 pada sudut 30 0, saat putaran poros 67,7 rpm, sebesar 4,20 watt dan effisiensi turbin tertinggi sebesar 53,44% Saran : Diperlukan diameter baskom pusaran air yang lebih besar, dan variasi diameter lubang keluaran pada dasar baskom, agar dapat menghasilkan potensi kekuatan pusaran air yang tinggi. Daftar Pustaka Ariati, R Pengembangan Desa Mandiri Energi (DME) Berbasis Energi Non Fosil. terbarukan.net, diakses 27 Desember 2010 S. Mulligan 1* & P. Hull 1, Design and Optimisation of a Water Vortex Hydropower Plant, Department of Civil Engineering and Construction, IT Sligo Funded by the Sligo Institute of Technology Presidents Bursary Awards Zotlöterer, Franz, 2008, The Water Vortex Power Plant Technology is a worldwide first and unique technology that clears water in rivers and produces electricity." -- (Nov. 13, 2008) Zotlöterer, Franz, 2008, People from all over the world contact us because of our water vortex power plant - a technologie which makes our rivers clear again and produce electriciy. --; Nov. 5, Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

21 Pembangkit Listrik Turbin Angin dengan Poros Vertikal Sugiono 1, Margianto 2, Artono Raharjo 2 1 Program Studi Teknik Elektro, Universitas Islam Malang 2 Program Studi Teknik Mesin, Universitas Islam Malang Abstrak Energi alternatif saat ini sangat dibutuhkan masyarakat pada umumnya sehingga perlu adanya penelitian yang terus menerus untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Salah satu energy saat ini yang dibutuhkan adalah Turbin angin tipe Savonius merupakan turbin angin yang tidak sukar untuk dibuat, murah dan mudah dioperasikan. Penelitian ini bertujuan untuk menaikkan efisiensi dari turbin angin ini. Disini akan diteliti pengaruh dari jumlah blade terhadap kecepatan rotasional dan daya yang dihasilkan oleh turbin angin ini. Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Universitas Islam Malang, dan pengujian lapangan dilakukan di kabupaten Probolinggo Jawa Timur yang setiap tiga sampai empat bulan sering muncul angin gending yang muncul dengan kecepatan 1 sampai dengan 2 meter per detik.penelitian dilakukan dengan menguji dua buah turbin angin tipe Savonius yang memiliki 2 buah blades dan 3 buah blades. Hasil yang didapat menunjukkan bahwa jumlah blades tidak secara signifikan meningkatkan kecepatan rotasional maupun daya yang dihasilkan oleh turbin angin tipe Savonius ini. Kata kunci : jumlah blade, kecepatan rotasional, daya 1. Pendahuluan Pemanfaatan energi khususnya energi alternatif semakin hari semakin berkembang, baik dari sistem yang sederhana hingga sistem-sistem yang memerlukan pengaturan yang sangat rumit. Secara umum energi alternatif yang sangat familier dengan kita adalah energi matahari dan angin. Energi angin dipilih karena sistem yang bisa dibangun begitu sederhana sehingga tak banyak menyulitkan terutama disaat pemeliharaan dan tak memerlukan tenaga khusus Angin adalah salah satu sumber energi terbarukan yang sangat potensial untuk digunakan sebagai pembangkit listrik, hal ini dikarenakan angin bisa dikatakan tersedia dimana saja dan kapan saja. Selain itu turbin angin juga tergolong investasi yang tidak mahal atau cukup murah untuk dibuat dan dioperasikan. Namun kelemahan dari angin sebagai sumber energi ini adalah arah dan kecepatannya yang berubah-ubah. Salah satu cara untuk mengantisipasi perubahan arah angin ini adalah dengan menggunakan turbin angin dengan poros vertikal. Dengan ini maka dari manapun arah angin bertiup akan dapat dimanfaatkan oleh turbin angin tersebut. Disini penulis akan mengajukan salah satu jenis turbin angin dengan poros vertikal tipe Savonius yang dimodifikasi sedemikian rupa sehingga mudah dibuat, dioperasikan dan dipelihara. Turbin angin ini akan memberikan tenaga listrik yang tidak terlalu besar, namun karena kesederhanaannya akan membuatnya cocok sekali untuk digunakan sebagai pemenuhan kebutuhan rumah tangga, terutama di daerah-daerah yang terpencil, dimana listrik belum menjangkau secara maksimal. Penulis berharap penelitian ini akan dapat dimanfaatkan secara luas baik untuk pengaplikasiannya maupun untuk pengembangan dan penyempurnaan rancang bangunnya. 2. Metode Penelitian Penelitian dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Universitas Islam Malang dan pengujian lapangan dilakukan di kabupaten Probolinggo Jawa Timur. Penelitian dilakukan dengan metode eksperimen pada turbin angin tipe Savonius dengan jumlah blade sebagai variabel. Dimana dilakukan penelitian terhadap Turbin Savonius dengan 2 blades dan 3 blades. 3. Pembahasan 3.1. Dasar Teori Secara teori daya maksimum (rugi-rugi daya diasumsikan sama dengan nol) yang bisa kita dapatkan dari turbin angin dapat dihitung berdasarkan rumus (1) sebagai berikut : P = 0,29 D 2 v 3 Dimana : P = Daya dalam watts (W) D = Diameter dari rotor dalam meter (m) v = Kecepatan angin dalam meter per detik Namun pada kenyataannya karena adanya berbagai macam rugi-rugi daya, maka kita tidak akan mungkin mendapatkan tenaga maksimum seperti yang akan didapat dari rumus diatas, pada prakteknya kita akan mendapatkan tenaga sebesar 30~50% dari apa yang kita dapatkan dari rumus diatas tersebut. Perhitungan kecepatan rotational dari turbin angin: n = (60. λ. v) / (π. D) dimana : n = kecepatan putaran per menit (rpm) λ = tip speed ratio (0,9 ~ 1,1) v = kecepatan angin (m/dt) Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 295

22 D = diameter dari rotor d e e D Gambar 1. Definisi dari nilai D, d dan e h Tip speed ratio (λ) didefinisikan sebagai : λ = U o /v dimana U o adalah kecepatan dari blade tips (ujung sudu) dan v adalah kecepatan angin. U o n R U o Gambar 2. Definisi kecepatan U o pada ujung sudu 3.2. Perancangan Turbin Savonius Gambar 4. Skema Turbin Savonius Sebagai generator untuk menghasilkan listrik, disini kami menggunakan altenator mobil. Keuntungan dari penggunaan altenator mobil sebagai generator adalah karena murah,mudah didapat dan tidak gampang rusak, selain itu altenator mobil memiliki kekurangan yang cukup signifikan yaitu efisiensinya yang rendah. Altenator ini untuk dapat menghasilkan arus listrik, kecepatan rotasionalnya harus mencapai 750 rpm. Karena turbin Savonius ini memiliki kecepatan putar yang lebih rendah, maka kami memanfaatkan pulley (seperti pada gambar 4) untuk mendapatkan kecepatan yang dibutuhkan. Hasil daya yang didapat untuk turbin Savonius dengan 2 blades dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 1. Daya Turbin Savonius 2 Blades Kecepatan Kecepatan Daya angin rotasional 5 m/dt 75 rpm 10 Watt 7 m/dt 105 rpm 27 Watt 10 m/dt 150 rpm 80 Watt 12 m/dt 180 rpm 138 Watt Hasil daya yang didapat untuk turbin savonius dengan 3 blades tidak kami tampilkan disini, hal ini karena ternyata kecepatan rotasional dan daya yang didapatkan dengan penggunaan 3 blades ini tidak berubah atau mengalami kenaikan yang signifikan. Gambar 3. Turbin Savonius dengan 3 blades. Disini kami membuat dua buah turbin savonius, dengan dua buah blades dan tiga buah blades. Sudu turbin dibuat dari pelat baja 0,8 mm dengan rangka dari pelat baja 3 mm. d = 57 cm, e = 10 cm dan tinggi (h) = 90 cm. 4. Kesimpulan 1. Kenaikan kecepatan angin akan menaikkan kecepatan rotasional dan pada akhirnya akan menikkan daya listrik yang dihasilkan. 2. Jumlah blade atau sudu turbin tidak memberikan perubahan yang signifikan dalam 296 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

23 menaikkan kecepatan rotasional maupun jumlah daya yang dihasilkan. 3. Perlunya diberikan pengaman untuk menurunkan atau menghentikan kecepatan dari sudu turbin bila kecepatan angin menjadi terlalu tinggi dan membahayakan. Daftar Pustaka 1. M.F. Voneschen, Savonius Wind Generator, La Veritat, Aerodynamic Losses in Turbines with and without Film Cooling, as Influenced by Mainstream Turbulence, Surface Roughness, Airfoil Shape, and Mach Number. Phil Ligrani Hindawi Publishing Corp. International Journal of Rotating Machinery. Volume 2012, Article ID Hugh Piggott, A Wind Turbine Recipe Book, NA Digital Edition Hermsvicencio, Design Calculation of Savonius Wind Turbine, Scribd Sdenne, Savonius Wind Turbine Using an Altenator as a Motor, Scribd Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 297

24 298 Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta

25 Kolaborasi Energi Surya dan Angin Untuk Meningkatkan Kualitas Ikan Kering dan Hasil Olahannya Bagi Masyarakat Nambangan Kenjeran Hadi Santosa 1, Yuliati 2 Jurusan Teknik Industri, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya 1 hadi_santosa27@yahoo.com Jurusan Teknik Elektro, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya 2 yuliatheresia@yahoo.com Abstrak Proses produksi pengeringan ikan dan hasil olahannya (kerupuk) yang dilakukan di daerah Kenjeran oleh para nelayan sebagian besar masih melalui pengeringan secara tradisional selama ± 3 hari jika cuaca cerah dan membalik-balik kerupuk sebanyak 4 5 kali agar pengeringan merata di atas jerebeng bambu dan diletakkan berjejer dipinggir jalan. Namun, karena kondisi cuaca saat ini yang tidak menentu seringkali membuat para pengrajin kerepotan dalam menjemur ikan dan hasil olahannya. Pada kondisi cuaca hujan ikan hasil tangkapan tidak dapat dikeringkan dengan sempurna sehingga produk ikan yang dihasilkan mengalami kerusakan (berjamur) bahkan membusuk sehingga pengrajin dan nelayan mengalami kerugian. Berdasarkan survei awal, analisis situasi dan adanya potensi energi terbarukan yang tersedia di pesisir pantai Kenjeran, maka metode yang digunakan dalam kegiatan Ibm ini meliputi tahap perancangan alat pengering bertenaga surya dan angin serta tahap sosialisasi dan penyuluhan cara pengeringan menggunakan alat tersebut kepada khalayak sasaran. Berdasarkan uji coba maka hasil pengeringan ikan lebih higienis dan tidak mudah berjamur karena penurunan susut airnya tinggi yaitu 67%, Pemanfaatan angin untuk memutar kincir mampu menghasilkan listrik sebesar 200 watt.listrik yang dihasilkan oleh kincir angin dapat dimanfaatkan untuk menimbulkan panas heater nickelin yang dapat digunakan untuk lebih mempercepat proses pengeringan. Kata Kunci: pengeringan, jerebeng, energy surya, energy angin. 1. Pendahuluan Para nelayan di daerah Kenjeran berangkat berlayar untuk menangkap ikan atau hasil laut lainnya sekitar pukul dan kembali ke darat pukul Hasil tangkapan nelayan jumlahnya tidak pasti, hal ini dipengaruhi oleh musim dan adanya ombak di sekitar selat Madura. Jenis hasil laut yang ada di pantai Kenjeran antara lain:ikan bulu ayam, ikan bulu mentok, ikan tengiri, kerang burung, siput laut, kerang hijau, kerang bulu, ikan pari, terung, ikan keting, udang, kepiting, dan udang halus (nelayan biasanya menyebut sebagai udang abon). Proses produksi pengeringan ikan dan hasil olahannya (kerupuk) yang dilakukan di daerah Kenjeran oleh para nelayan sebagian besar masih melalui pengeringan secara tradisional selama ± 3 hari jika cuacacerah dan membalik-balik kerupuk sebanyak 4 5 kali agar pengeringan merata di atas jerebeng bambu dan diletakkan berjejer dipinggir jalan. (Jerebengadalah istilah masyarakat Kenjeran tentang tempat pengeringan ikan dari bambu). Pengeringan tradisional ini memerlukan tempat yang luas karena ikan yang dikeringkan tidak bisa disusun berdasarkan rak rak saat dijemur. Kondisi cuaca saat ini yang tidak menentu seringkali membuat para pengrajin kerepotan dalam menjemur ikan dan hasil olahannya. Pada saat hujan datang tiba-tiba maka jemuran ikan harus segera diangkat. Jika kondisi cuaca berubah panas, maka mereka kembali menata dan menjemur kembali di tempat penjemuran. Di samping itu masalah lain adalah kebersihan/higienitas ikan dan hasil olahannya yang dikeringkan sangat kurang karena proses pengeringan dilakukan di tempat terbuka yang memungkinkan dihinggapi debu dan lalat. Pada kondisi cuaca hujan ikan hasil tangkapan tidak dapat dikeringkan dengan sempurna sehingga produk ikan yang dihasilkan mengalami kerusakan (berjamur) bahkan membusuk sehingga pengrajin dan nelayan mengalami kerugian. Penelitian pendahuluan telah berhasil dibuat sistem pengering hybrid berbasis efek rumah kaca dan burner gas (Hadi Santosa, Yuliati, 2012). Hasil uji coba alat dan demo di lapangan diperoleh beberapa masukan yang diberikan oleh masyarakat usaha kecil di Kenjeran. Pada pengoperasiannya alat pengering tersebut perlu dikembangkan, karena masyarakat masih harus mengeluarkan biaya produksi untuk membeli gas elpiji. Kondisi geografi pesisir pantai Kenjeran yang berangin dan atas permintaan dari masyarakat, maka dirancang dan dibuat kembali alat pengering ikan dan hasil olahannya dengan memanfaatkan energi surya dan angin sebagai energi penggerak kincir angin yang dikopel dengan generator listrik untuk menghasilkan panas. Sistem penguapan moisture produk ikan dan hasil olahannya menggunakan turbin ventilator berenergi angin. Sekolah Tinggi Teknologi Nasional (STTNAS) Yogyakarta 299