LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISA DAYA GENERATOR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN

Transkripsi

1 LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISA DAYA GENERATOR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN Analsa Daya yang d Haslkan Generator Terhadap Perubahan Kecepatan Putaran Blade Kncr Angn Pada Pembangkt Lstrk Tenaga Angn 200 Waat Dsusun Untuk Memenuh Salah Satu Syarat Kurkulum Sarjana Strata Satu ( S-1 ) Pada Program Stud - Fakultas Teknk Dsusun oleh : EDY SUCIPTO PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009 Laporan Tugas Akhr

2 LEMBAR PENGESAHAN Saya yang bertanda tangan dbawah n : Judul Tugas Akhr : ANALISA DAYA GENERATOR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN Analsa Daya yang d Haslkan Generator Terhadap Perubahan Kecepatan Putaran Blade Kncr Angn Pada Pembangkt Lstrk Tenaga Angn 200 Waat Dsusun Oleh Nama : Edy Sucpto NIM : Program Stud : Fakultas : Teknk Unverstas : Mercu Buana Mengetahu, Pembmbng Koordnator TA ( DR. A. Hamd, M.Eng ) ( DR. A. Hamd, M.Eng ) Ketua Program stud ( DR. A. Hamd, M.Eng ) Laporan Tugas Akhr

3 Abstrak Pemenuhan energ lstrk untuk berbaga kebutuhan saat n drasakan mash sangat tergantung pada sumberdaya energ tak terbarukan yang relatf semakn terbatas. Oleh karena tu dmasa mendatang pemanfaatan sumberdaya energ terbarukan merupakan alternatf yang perlu terus dkembangkan agar dapat mencapa daerah perdesaan sekalpun daerah tersebut terpencl. Melalu tugas akhr n penuls melakukan peneltan pada pembangkt lstrk tenaga angn dengan melakukan analsa terhadap daya yang d haslkan oleh generator berdasarkan tors yang d pengaruh oleh gaya angkat dan gaya geser pada blade kncr angn. Untuk mencapa tujuan tersebut dlakukan percobaan dengan menggunakan benda uj berupa satu set pembangkt lstrk tenaga angn berkapastas 200 Watt. Percobaan d lakukan d 2 tempat berbeda yang pertama d lapangan terbuka dlokas BMG cengkareng ( 8 m dpl ) dan d daerah puncak Bogor ( ± 2000 m dpl ).Dar data yang d dapat dar hasl percobaan kemudan d analsa atau d htung dengan menggunakan pendekatan rumus perhtungan yang berdasarkan pengaruh gaya angkat dan gaya geser. Dar Hasl peneltan pada kncr angn dengan sudut antara blade terhadap arah angn Φ = 6 0 menunjukkan Tors maksmal yang terjad pada generator sebesar 14,4 Nm dengan menghaslkan daya 203 Watt pada putaran rotor 850 Rpm. Dar daya yang d haslkan dapat d alrkan ke batera sebaga backup power. Kata kunc : Energ alternatf,analsa Generator lstrk,kncr Angn. Laporan Tugas Akhr

4 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puj syukur kehadrat Allah SWT atas jn dan karuna- Nya lah sehngga Laporan Tugas Akhr n bsa terselesakan. Tugas Akhr n berjudul : ANALISA DAYA GENERATOR PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN Laporan Tugas Akhr n dsusun untuk memenuh salah satu syarat akadems bag mahasswa untuk memperoleh gelar sarjana Teknk Strata-1 (S1) dalam menyelesakan Program Stud, Fakultas Teknk - Unverstas Mercubuana Tujuan penyusunan Tugas Akhr n adalah agar mahasswa lebh mendalam bdang studnya dan dapat mengaplkaskanya ke bdang teknolog yang bersangkutan. Penuls menyampakan ucapan banyak termakash kepada semua phak yang memberkan bantuannya dengan sukarela dan khlas hngga tersusunnya tulsan n, khususnya kepada : 1. Bapak DR. A. Hamd, M.Eng selaku Kepala Program Stud sekalgus dosen pembmbng, yang telah banyak memberkan de, saran, bmbngan dan motvas dalam menyelesakan laporan tugas akhr n. 2. Bapak Nanang Ruhyat ST.MT,selaku sekretars jurusan teknk mesn,yang telah memberkan banyak kemudahan. 3. Bapak dan bu dosen yang telah memberkan lmunya selama proses perkulahan. Laporan Tugas Akhr

5 4. Kepala bagan dan seluruh staf BMG Cengkareng dan Cteko yang telah memberkan data-data yang kam butuhkan selama peneltan. 5. Komandan Lanud Atang Sendjaja Bogor beserta jajarannya, yang memberkan zn menggunakan area TNI AU d puncak sebaga tempat percobaan. 6. Kedua Orang Tua yang telah melmpahkan kash sayangnya dan selalu mengrng setap langkah Ananda dengan do a. 7. Kakak-kakak ku yang menjad nspras serta selalu memberkan dukungan dan semangat dalam menyelesakan tugas akhr.. 8. Teman-teman seperjuangan Program Kelas Karyawan UMB Angkatan 6, termakash buat persahabatan kta selama n. 9. Rekan kerja d kantor serta bapak/bu d TU FTI UMB yang telah banyak membantu urusan admnstras. Dan berbaga phak yang telah membantu yang tdak dapat dsebutkan satu persatu. Penuls merasa sebaga seorang manusa basa pastlah dalam menyusun Laporan n mash banyak kekurangannya, maka penuls mengharapkan masukan-masukan yang bermanfaat. Dan yang terakhr penuls sangat berharap agar Laporan Tugas Akhr n bermanfaat bag perkembangan lmu pengetahuan. Jakarta, 18 Jul 2009 Penuls Laporan Tugas Akhr v

6 DAFTAR ISI Halaman Judul Lembar Pengesahan... Abstrak... Kata Pengantar... Daftar Is......v Daftar Gambar......x Daftar Tabel......x Daftar Notas...x BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Perumusan Masalah... 5 I.3 Batasan Masalah... 6 I.4 Tujuan Penulsan... 8 I.5 Metodolog Penulsan... 8 I.6 Sstematka Penulsan... 9 BAB II LANDASAN TEORI Dasar Teor Turbn Angn Genarator Laporan Tugas Akhr v

7 2.2.1 Pengertan dan Kegunaan Generator Dasar-dasar Generator Arus Searah Terbentuknya GGL pada Kumparan Berputar Bagan-bagan Terpentng dar Generator Hubungan Frekuens (f) dengan rpm Tegangan Induks Prnsp Kerja Generator Secara Umum Sfat Angn dan Geograf Karakterstk Angn Besar Angn yang dapat d Manfaatkan Nla Rancangan Kecepatan awal,kecepatan rencana,kecepatan furlng Data dan Analsa Kecepatan Angn...29 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Konfguras System Perencanaan Kncr Angn Perencanaan Generator Parameter yang Dukur Analsa Gaya Angkat (.Lft force ) Gaya geser ( Drag force ) Kecepatan Relatf Angn Analsa Tors yang terjad pada Rotor...42 Laporan Tugas Akhr v

8 3.4 Metode Ekspermental Metode dan Langkah Kerja Persapan Peralatan Ekspermen Pengamblan data Benda uj Urutan Langkah Peneltan...48 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA Data Peneltan Data Hasl Percobaan Perhtungan Perhtungan axal nducton faktor Tangental nducton faktor Kecepatan Relatf Angn Gaya Angkat dan Gaya Gesar Gaya Angkat dan Gaya Geser pada Φ : Analsa Tors pada Rotor Analsa Tors terhadap Gaya Angkat dan Gaya Geser Pada Φ : Analsa dan Pengujan Data Hasl Percobaan...68 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesmpulan Laporan Tugas Akhr v

9 5.2 Saran Daftar Pustaka...74 Lampran Laporan Tugas Akhr v

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.2 Sketsa sederhana rancang bangun kncr angn... 7 Gambar 2.1 GGL Induks Gambar 2.2 Kumparan Berputar dalam Medan Magnet...15 Gambar 2.3 Bentuk Fluks Magnt dan GGL Terbentuk pada Ss Kumparan.. 17 Gambar 2.4 Badan ( body ) Generator Gambar 2.5 Int Kutub Magnet dan Kumparan Gambar 2.6 Pemasangan Komutator dan Segmen Komutator Gambar 2.7 Jangkar dan Lltannya Gambar 2.8 Kumparan Jangkar Gambar 3.1 Blok Dagram System Pengsan Batera pada Pembangkt Lstrk Tenaga Angn Gambar 3.2 Perencanaan Kncr Angn Gambar 3.3 Grafk koefsen gaya angkat dan gaya geser terhadap angle of attack ( α = 3 o ), untuk tpe sayap profl S809 yang dpaka pada percobaan Gambar 3.4 Potongan Bagan dar Sayap ( blade )Turbn Angn Menggambarkan gaya-gaya yang bekerja dan kecepatan yang salng berhubungan Gambar 3.6 Flowchart Ekspermen Laporan Tugas Akhr x

11 Gambar 4.1 Grafk Gaya Angkat yang terjad pada Kncr Angn Gambar 4.2 Grafk Gaya Geser yang terjad pada Kncr Angn Gambar 4.3 Grafk Tors yang terjad pada Kncr Angn Gambar 4.4 Grafk Daya yang d haslkan Kncr Angn Laporan Tugas Akhr x

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Kecepatan Angn Perbulan d BMG Cengkareng Th Tabel 3.1 Tpe Kncr Angn dan Kegunaannya Tabel 4.1 Data Hasl Percobaan Kncr Angn pada tgl 7 s/d 9 Maret Pengamatan pada pukul Wb Tabel 4.2 Data Hasl Percobaan Kncr Angn Tabel 4.4 Data Hasl Perhtungan Gaya Angkat,Gaya Geser,Tors dan Daya Laporan Tugas Akhr x

13 DAFTAR NOTASI a : Jumlah cabang paralel (cabang jangkar ).. ( tanpa satuan ) A : Luas penampang...( m² ) C L : Koefsen Lft (gaya angkat)... ( tanpa satuan ) C D : Koefsen gaya geser ( tanpa satuan ) d (t) : Perubahan waktu......( detk ) d (ø) : Perubahan Fluks magnt yang d potong.. ( Weber ) e (t) : GGL Induks sesaat. ( Volt ) E : GGL Induks ( Volt ) E k : Energ knetc.( Joule ) E max : GGL maksmum terbentuk.....( Volt ) f : frekuens.. ( Hz ) F L : Gaya Angkat....( N ) F D : Gaya geser...( N ) g : graftas.( m/s 2 ) l : Panjang blade...( m ) m : Massa ( kg/s ) n g : Putaran generator perment...( rpm ) N : Jumlah beltan atau kumparan...( lltan ) N b : Jumlah blade...( buah ) Laporan Tugas Akhr x

14 P : Daya.( Watt ) q : Jumlah kutub magnet...( buah ) Q : Tors ( N.m ) r : Jar-jar blade...( m ) R : Jar-jar rotor...( m ) t ; waktu tertentu...( detk ) T : Perode..( detk ) T : gaya dorong ( N ) v a : Kecepaatan angn....( m/s ) v : Perubahan Kecepatan Angn dar Upstream ke Rotor...( m/s ) V : Kecepatan Relatf Angn.( m/s ) V o : Kecepatan Angn Awal ( m/s ) V rot : Kecepatan rotor.( m/s ) w : Lebar blade ( m ) Z : Jumlah batang penghantar ( buah ) ρ : Massa jens udara...( kg/m³ ) Φ : Besar sudut antara blade terhadap arah angn...( º ) φ (t) : Fluks magnet yang d potong pada saat tertentu ( Weber ) φ max : Fluks magnet maxmum yang dpotong.( Weber ) ω : Rotas putaran kncr angn.....( rad/s ) µ : Fskostas fluda.( Ns/m² ) η : Efsens...( % ) Laporan Tugas Akhr x

15 λ : Koefsen gaya dorong..( tanpa satuan ) T λ : Koefsen Tors.( tanpa satuan ) Q Laporan Tugas Akhr xv

16 Laporan Tugas Akhr

17 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Lstrk sudah menjad suatu kebutuhan yang sangat pentng bag kelangsungan hdup masyarakat Indonesa, bak dperumahan, perkantoran maupun sektor perndustran, d Indonesa catu daya utama hanya berasal dar PLN,sayangnya Pemenuhan energ lstrk untuk berbaga kebutuhan saat n drasakan mash sangat tergantung pada sumberdaya energ tak terbarukan yang relatf semakn terbatas. Padahal Indonesa merupakan negara kepulauan yang 2/3 wlayahnya adalah lautan dan mempunya gars panta terpanjang d duna yatu ± ,42 Km merupakan wlayah potensal untuk pengembangan pembanglt lstrk tenaga angn, namun sayang potens n nampaknya belum dlrk oleh pemerntah. Menurunnya tngg muka ar d berbaga bendungan-terutama yang dmanfaatkan sebaga sumber pembangkt lstrk tenaga ar (PLTA)-telah menurunkan pasokan lstrk d Jawa hngga 500 megawatt. Sebaga salah satu sumber pemasok lstrk, PLTA bersama pembangkt lstrk tenaga uap (PLTU) dan pembangkt lstrk tenaga gas (PLTG) memang memegang peran pentng terhadap ketersedaan lstrk terutama d Jawa, Madura, dan Bal. Energ angn yang sebenarnya berlmpah d Indonesa ternyata belum dmanfaatkan sebaga alternatf penghasl lstrk. padahal, d berbaga negara, pemanfaatan energ angn Laporan Tugas Akhr 1

18 sebaga sumber energ alternatf nonkonvensonal sudah semakn mendapatkan perhatan.hal n tentu saja ddorong oleh kesadaran terhadap tmbulnya krss energ dengan kenyataan bahwa kebutuhan energ terus menngkat sedemkan besarnya.d sampng tu, angn merupakan sumber energ yang tak ada habsnya sehngga pemanfaatan sstem konvers energ angn akan berdampak postf terhadap lngkungan. Asal energ angn Semua energ yang dapat dperbaharu dan bahkan energ pada bahan bakar fosl-kecual energ pasang surut dan panas bum-berasal dar Matahar. Matahar meradas 1,74 x klowatt jam energ ke Bum setap jam. Dengan kata lan, Bum menerma 1,74 x watt daya.sektar 1-2 persen dar energ tersebut dubah menjad energ angn. Jad, energ angn berjumlah kal lebh banyak darpada energ yang dubah menjad bomassa oleh seluruh tumbuhan yang ada d muka Bum. Sebagamana dketahu, pada dasarnya angn terjad karena ada perbedaan temperatur antara udara panas dan udara dngn. Daerah sektar khatulstwa, yatu pada busur 0, adalah daerah yang mengalam pemanasan lebh banyak dar Matahar dbandng daerah lannya d Bum.Daerah panas dtunjukkan dengan warna merah, oranye, dan kunng pada gambar nframerah dar temperatur permukaan laut yang dambl dar satelt NOAA-7 pada Jul Udara panas lebh rngan darpada udara dngn dan akan nak ke atas sampa mencapa ketnggan sektar 10 klometer dan akan tersebar ke arah utara dan selatan. Jka Laporan Tugas Akhr 2

19 Bum tdak berotas pada sumbunya, maka udara akan tba d kutub utara dan kutub selatan, turun ke permukaan lalu kembal ke khatulstwa. Udara yang bergerak nlah yang merupakan energ yang dapat dperbaharu, yang dapat dgunakan untuk memutar turbn dan akhrnya dapat menghaslkan lstrk. D Indonesa telah mula dkembangkan proyek percontohan bak oleh lembaga peneltan maupun oleh pusat stud beberapa perguruan tngg. Proyek n perlu memperoleh perhatan dar phak yang terkat untuk dkembangkan karena membutuhkan rset yang cukup ntensf mengena kecepatan angn, lokas penempatan turbn angn, serta cara untuk mengatur pembebanan turbn yang tdak merata. Msalnya pada malam har angn cukup kencang, sedangkan pada pag dan sang har kecepatan angn turun sehngga harus ada mekansme penympanan energ serta mekansme untuk menstablkan fluktuas tegangan lstrk yang dhaslkan. Kelebhan dan Kekurangan Pembangkt Lstrk Tenaga Angn Kelebhan : 1. Ramah Lngkungan (envronmental frendly) 2. Prakts dgunakan pada wlayah pessr panta 3. Tdak memerlukan perawatan khusus 4. Teknolognya tdak rumt Laporan Tugas Akhr 3

20 5. Dsannya dar bahan yang tdak mudah karatan (koros) 6. Mudah mengoperaskan Kekurangan : 1. Butuh baya yang cukup besar untuk pembelan dan pelathan operator tekns 2. Tersedanya suku cadang dan ak mobl yang cukup, apalag letaknya jauh d pulau Dalam stuas yang serba kekurangan pasokan lstrk sepert sekarang, tampaknya alternatf energ angn perlu dkaj ulang. Selan haslnya selalu berkelanjutan, harganya pun kompettf dbandng pembangkt lstrk lannya Perumusan Masalah Energ lstrk sangat pentng dalam kehdupan sekarang n, namun tdak semua daerah d Wlayah Indonesa dapat merasakan alran lstrk dar PLN. Laporan Tugas Akhr 4

21 akbat krss energ Lstrk dar PLN yang terjad saat sekarang n,maka pemanfaatan Energ Angn sebaga Energ alternatve pada pembangkt Lstrk Tenaga Angn,terutama pada daerah-daerah pegunungan dan pessr panta yang memlk potens Angn melmpah, dharapkan dapat membantu mengatas krss energ Lstrk yang terjad pada saat sekarang n. Terutama pada daerah daerah pedalaman sehngga tdak serta merta bergantung pada keberadaan lstrk dar PLN. Pemanfaatan Energ Angn merupakan pemanfaatan energ terbarukan yang palng berkembang pada saat n. Pembangkt Lstrk Tenaga Angn (Wnd Power), adalah pembangkt yang memanfaatkan hembusan angn sebaga sumber penghasl lstrk. Alat utamanya adalah generator, dengan generator tersebut maka dapat dhaslkan arus lstrk dar gerakan blade ( balng-balng ) yang bergerak karena hembusan angn. Pembangkt n lebh effsen dar pada pembangkt lstrk tenaga surya ddalam menghaslkan lstrknya. 1.3.Batasan Masalah Dalam penulsan Tugas Akhr n dengan judul Analsa Generator Set System pada pembangkt Lsttrk Tenaga Angn,pokok bahasan yang akan d bahas hanya pada menganalsa untuk mengetahu sstem atau prnsp kerja dar generator set sstem pada pembangkt lstrk tenaga Angn sampa da Laporan Tugas Akhr 5

22 menghaslkan arus lstrk.terutama daya yang dhaslkan terhadap perubahan kecepatan putaran kncr angn. Secara sederhana sketsa kncr angn adalah sebaga berkut : Laporan Tugas Akhr 6

23 Gambar 1.1. Sketsa Sederhana Rancang Bangun Kncr Angn Sumber : Tujuan Penulsan. Tujuan penulsan antara lan : Laporan Tugas Akhr 7

24 1. Mengetahu System kerja dar Kncr Angn Generator Set System 2. Mengetahu kecepatan Putaran Angn yang dapat menghaslkan Lstrk 3. Menghtung daya lstrk yang dapat haslkan oleh sstem 4. membuat nstalas penampungan Lstrk sebelum dgunakan untuk keperluan rumah tangga Metodolog Penulsan Penulsan tugas akhr n terdr dar lma bab yang membahas tentang sstem kerja teknolog kncr Angn Generator set system pada pembangkt lstrk tenaga angn.teor pendukung penghtungan serta analsa dan hasl pengujan serta satu bab mengena kesmpulan dan saran-saran tambahan lannya,metodolog yang dgunakan adalah : a. Stud lteratur Penuls akan mencar lteratur mengena generator lstrk pada pembangkt lstrk tenaga angn dan sstem pemasangannya,dan hal-hal lan yang ada hubungannya dengan pokok permasalahan yang sedang d bahas. b. Stud Observas yatu pengamatan langsung ke lokas dan melakukan wawancara langsung dengan phak-phak yang berkompeten,sehngga ddapat data-data atau nformas yang lebh jelas dan akurat. Laporan Tugas Akhr 8

25 c. Analsa dan Evaluas Dengan spesfkas yang telah dtentukan,maka penuls akan melakukan analsa yang dapat menghambat knerja sstem dan melkukan Evaluuas atau perbakan pada bagan-bagan yang perlu d evaluas,agar sstem dapat berfungs dan berjalan lancar Sstematka Penulsan. Dalam penulsan n,penuls menggunakan sstematka penulsan yang terdr dar lma bab antara lan : BAB I PENDAHULUAN Pada bab pendahuluan n adalah terdr dar pendahuluan dan latar belakang masalah,metodolog penulsan, tujuan penulsan,perumusan masalah,pembatasan masalah kontrbus dan sstematka penulsan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab n memuat teor-teor yang berkatan dengan peneltan yang dlakukan, hasl hasl dan kesmpulan dar peneltan terdahulu serta berbaga persamaan dan pengertan yang mendukung peneltan tersebut. BAB III METODE PENELITIAN Laporan Tugas Akhr 9

26 Bab n memuat prosedur pelaksanaan peneltan dan pengamblan data, dmens benda uj serta spesfkas peralatan yang dgunakan. BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Bab n memuat contoh perhtungan, hasl perhtungan yang dtamplkan dalam bentuk grafk serta analsa dan pembahasan dar hasl peneltan tersebut. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab n memuat kesmpulan dar hasl peneltan yang dlakukan serta saran-saran yang dtujukan untuk peneltan-peneltan selanjutnya. LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA Laporan Tugas Akhr 10

27 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. TEORI DASAR Turbn Angn Turbn angn merupakan kncr angn yang dgunakan untuk membangktkan tenaga lstrk. Turbn angn banyak d gunakan untuk mengakomodas kebutuhan lstrk masyarakat, dengan menggunakan prnsp konvers energ dengan menggunakan sumber daya alam yang dapat d perbaharu yatu angn. Semakn sumber daya alam tak terbaharu sepert : Batu bara dan Mnyak bum sebaga bahan dasar untuk pembangkt lstrk pada PLTU dan PLTD, n menjad salah satu alasan pentngnya dkembangkan sumber energ baru yang ramah lngkungan sepert pembangkt lstrk tenaga angn. Belakangan sedang banyak d kembangkan oleh para lmuan peneltan-peneltan untuk mencar solus untuk mengatas krss energ terutama lstrk. Dantaranya pemanfaatan turbn angn yang memanfaatkan energ angn untuk memutar turbn yang pada akhrnya dapat menghaslkan energ lstrk,atau yang lebh kta kenal sebaga pembangkt lstrk tenaga angn. Prnsp dasar dar turbn angn adalah mengubah energ mekans dar angn menjad energ putar pada kncr,kemudan putaran kncr d gunakan untuk memutar generator yang akhrnya akan menghaslkan energ lstrk. Laporan Tugas Akhr 11

28 Pada prakteknya tdak sesederhana tu karena terdapat beberapa sub-sstem yang dapat menngkatkan safety dan effsens dar turbn angn yatu : a. Gear box Berfungs untuk mengubah putaran rendah pada kncr menjad putaran tngg.basanya menggunakan gear box 1 : 60 b. Break system Berfungs untuk menjaga putaran pada poros setelah gear box agar bekerja pada ttk aman saat terdapat angn yang besar. Angn yang besar akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator yang dapat menyebabkan kerusakan pada generator, yang dapat menyebabkan over heat,rotor breakdown,kawat pada generator putus,karena tdak bsa menahan arus yang cukup besar. c. Generator Merupakan salah satu komponen terpentng dalam pembuatan turbn angn.generator dapat mengubah energ gerak menjad energ lstrk. d. Penympan Energ Alat penympan energ berfungs sebaga back-up power,dgunakan untuk menympan sebagan energ yang dhaslkan pada saat terjad kelebhan daya pada waktu turbn angn berputar kencang,atau pada saat penggunaan daya menurun,alat penympan n bsa menggunakan ak mobl 12 volt,65 Ah e. Rectfer - nverter Laporan Tugas Akhr 12

29 Rectfer berart penyearah, rectfer bsa menyearahkan gelombang snusodal ( AC ) yang dhaslkan generator menjad gelombang DC. Inverter berart pembalk yatu mengubah gelombng DC yang d keluarkan oleh ak menjad gelombang AC, agar dapat dgunakan oleh rumah tangga Generator Pengertan dan Kegunaan Generator. Merupakan sebuah alat yang memproduks energ lstrk dar sumber energ mekankal, tenaga mekank d sn d gunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebalknya memutar magnt dantara kumparan kawat penghantar. tenaga mekank dapat berasal dar tenaga panas,tenaga potensal ar,motor desel,atau kncr angn dengan angn sebaga tenaga penggerak sudu kncr.yatu dengan menggunakan Induks elektromagnetk,proses n dkenal sebaga proses pembangkt lstrk. Generator yang terseda banyak d pasaran basanya berjens hgh speed nducton generator, dmana pada generator jens n membutuhkan putaran tngg dan juga membutuhkan energ lstrk awal untuk membuat medan magnetnya. Sedangkan untuk pembangkt lstrk tenaga angn generator yang dgunakan adalah generator yang berjens low speed yang tdak memerlukan energ lstrk awal karena basanya dtempatkan d daerah-daerah yang tdak memlk alran lstrk. Arus yang d haslkan pembangkt lstrk tenaga angn adalah arus AC,tetap cenderung tdak setabl karena bergantung pada kecepatan angn,oleh karena tu supaya Laporan Tugas Akhr 13

30 stabl maka arus yang dhaslkan d Inverter ke DC dan d smpan ke batera sebaga backup power dan d convert lag ke AC ketka akan dgunakan untuk keperluan rumah tangga sepert lampu dan lan-lan Dasar-dasar Generator Arus Searah Salah satu percobaan yang erat hubungannya dengan prnsp generator adalah percobaan yang d lakukan oleh Mchael Faraday,yang serng d sebut percobaan Faraday. Gambar 2.1. GGL Induks ( Reff : Drs.Sumanto,Mesn Arus Searah ) ujung-ujung kumparan yang d hubungkan dengan galvanometer,apabla batang magnt ddorongkan,jarum galvanometer akan bergrak dan kembal dam bla batang magnt tad d hentkan mendorongnya. Bergeraknya jarum tersebut d sebabkan oleh tmbulnya gaya gerak lstrk Induks ( GGL Induks ) pada kumparan. Percobaan Faraday tersebut mengandung pengertan bahwa apabla sepotong kawat penghantar lstrk berada dalam medan magnt berubah-ubah, maka ddalam kawat tersebut akan terbentuk GGL Induks,demkan pula sebalknya bla sepotong kawat penghantar lstrk dgerak-gerakkan dalam medan Laporan Tugas Akhr 14

31 magnt,maka dalam kawat penghantar tersebut juga terbentuk GGL Induks. Oleh karena tu dalam prnsp kerja Generator terdapat tga hal pokok yatu : 1. Adanya flux magnt,yang dhaslkan oleh kutub-kutub magnt. 2. Adanya kawat penghantar lstrk yang merupakan tempat terbentuknya GGL. 3. Adanya gerakan relatve antara flux magnt dengan kawat penghantar lstrk Terbentuknya GGL Pada Kumparan Berputar Telah d jelaskan bahwa terbentuknya GGL,pada generator berdasar pada percobaan Faraday yang menyatakan bahwa kumparan yang d gerakan dalam medan magnt,d dalam kawat kumparan tersebut akan terbentuk GGL. Gambar 2.2. Kumparan Berputar dalam Medan Magnet ( Reff : Drs.Suato,Mesn Arus Searah ) Menggambarkan prnsp terbentuknya GGL pada kumparan yang berputar. Kumparan ABCD terletak dalam medan magnt serba sama,sedemkan rupa sehngga ss AB dan CD terletak tegak lurus pada arah fluks magnt.kumparan ABCD d putar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan ss AB dan CD. Sesua dengan hokum Faraday GGL Induks yang terbentuk pada AB dan CD besarnya sesua dengan perubahan fluks magnt yang dpotong kumparan ABCD tap detk yakn : Laporan Tugas Akhr 15

32 dφ e ( t ) = - volt ( dt 2.1 ) dmana : e (t) = GGL Induks sesaat yang terbentuk d (ø) = perubahan fluks magnt yang dpotong dalam Weber d (t) = perubahan waktu dalam detk. Bla kumparan berputar dengan kecepatan sudut yang tetap dalam medan magnt serba sama,maka besarnya fluks magnt yang dpotong setap saat adalah : φ ( t ) = φmax.cosω.t ( 2.2 ) Bla persamaan 2.2 dmasukan kedalam persamaan 2.1 maka : e (t) = Emax sn ω t ( 2.3 ) dmana : e (t) : GGL Induks sesaat terbentuk E max : GGL Induks maksmum terbentuk ø (t) : Fluks magnt yang dpotong pada saat tertentu φ max : Fluks magnt maksmum yang dpotong ω t : kecepatan berputarnya kumparan : waktu tertentu dar persamaan datas maka penggambaran GGL nduks yang terbentuk pada setap ss kumparan akan terlhat sepert pada gambar d bawah : Laporan Tugas Akhr 16

33 gambar 2.3.Bentuk Flux Magnt dan GGL Terbentuk pada Ss Kumparan. ( Reff : Drs.Sumanto, Mesn Arus Searah ) Bagan-bagan Terpentng dar Generator Pada mesn Generator lstrk,terdr dar bagan yang dam ( stator ) dan bagan yang berputar ( rotor ).yang termasuk bagan-bagan pentng dalam generator lstrk antara lan : Gambar2.4. Badan ( body ) Generator ( Reff : Drs.Sumanto, Mesn Arus Searah ) 1. Badan Generator Laporan Tugas Akhr 17

34 Fungs utama dar badan generator adalah sebaga bagan dar mengalrnya flux magnt yang d haslkan kutub-kutub magnt,karena tu badan generator d buat dar bahan ferromagnetc.selan tu juga berfungs untuk meletakan alat-alat tertentu dan melndung bagan-bagan mesn lannya. Oleh sebab tu badan generator harus terbuat dar bahan yang kuat. 2. Int kutub magnt dan lltan penguat magnt Sebagamana dketahu bahwa flux magnt yang terdapat pada generator dhaslkan oleh kutub-kutub magnt yang dbuat dengan prnsp elektromagnetsme.sedangkan lltan penguat magnt berfungs untuk mengalrkan arus lstrk untuk terjadnya proses elektromagnetsme. Gambar 2.5. Int Kutub Magnet dan Kumparannya. ( Reff : Drs.Sumanto, Mesn Arus Searah ) 3. Skat-skat Laporan Tugas Akhr 18

35 Berfungs sebaga jembatan bag alran arus dar lltan jangkar dengan beban. Juga untuk terjadnya komutas,agar gesekan antar komutator dan skat tdak mengakbatkan ausnya komutator,maka skat harus lebh lunak dar komutator. 4. Komutator Berfungs sebaga penyearah mekank dan juga untuk mengumpulkan GGL nduks yang terbentuk pada ss-ss kumparan.oleh karena tu komutator dbuat dar bahan konduktor,basanya d gunakan dar campuran tembaga. 5. Jangkar Gambar 2.6. Pemasangan Komutator dan Segmen Komutator ( Reff : Drs.Sumanto, Mesn Arus Searah ) Jangkar yang dgunakan pada generator arus searah umumnya yang berbentuk slnder yang dber alur-alur pada permukaanya untuk tempat melltkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya GGL nduks.jangkar terbuat dar bahan ferromagnetc,dengan maksud agar llatan jjangkar terletak dalam daerah yang nduks magntnya besar,agar GGL nduks yang terbentuk dapat bertambah besar. Laporan Tugas Akhr 19

36 6. Lltan jangkar Gambar 2.7. Jangkar dan Lltannya. ( Reff : Drs.Sumanto, Mesn Arus Searah ) Lltan jangkar berfungs sebaga tempat terbentuknya GGL nduks. Gambar 2.8. Kumparan Jangkar. ( Reff : Drs. Sumanto, Mesn Arus Searah ) Pada prnspnya kumparan terdr dar : a. Ss kumparan aktf, Yatu bagan ss kumparan yang terdapat dalam alur jangkar yang merupakan bagan terjadnya GGL nduks sewaktu generator bekerja,setap ss kumparan basanya terdr beberapa buah kawat. b. Kepala kumparan Laporan Tugas Akhr 20

37 Bagan dar kumparan yang terletak d luar alur,berfungs sebaga penghubung antar ss kumparan aktf. c. Juluran Yatu bagan ujung kumparan yang menghubungkan ss aktf dengan komutator Hubungan Frekuens (f) dengan r.p.m. Waktu yang dgunakan untuk menggerakan dua kutub yang tak senama yang berturutan melalu kumparan sama dengan satu peroda,yang menghaslkan satu gelombang penuh.yang terdr dar satu lengkung postf dan satu lengkung negatve dalam satu bentuk snus secara sempurna. Sedangkan banyaknya gelombang yang terbentuk setap detk dsebut frekuens. Hal n dapat d lhat dengan persamaan : 1 f = T ( 2.4 ) Dmana : f = frekuens lstrk dalam Hz atau cps T = peroda dalam satuan detk. Apabla kumparan terletak dantara dua kutub magnet ( q = 2 ),maka dalam satu putaran akan terbentuk satu gelombang. untuk ( q = 4 ) maka dalam satu putaran akan terbentuk dua gelombang.dengan demkan banyaknya gelombang lstrk Laporan Tugas Akhr 21

38 yang dhaslkan bergantung pada jumlah kutub magnet ( q ). Sehngga dperoleh hubungan : q. n g f = ( 2.5 ) 120 Dmana : f = frekuens lstrk q = banyaknya kutub magnet n g = putaran generator per ment Ada dua jens generator d lhat dar hubungan antara generator dan frekuens lstrk yang manghaslkan arus bolak-balk : a. Generator Snkron D sebut generator snkron karena besarnya frekuens lstrk yang d haslkan sebandng dengan jumlah kutub dan putaran generator. f = q. n g / 120 b. Generator Asnkron Dsebut generator Asnkron karena besarnya frekuens lstrk yang d haslkan tdak sebandng dengan jumlah kutub dan putaran generatornya. f q. n g / Tegangan Induks Tegangan Induks yang dhaslkan dalam generator tergantung dar jumlah kumparan atau lltan jangkar pada generator.ggl Induks d bangktkan dar kumparan-kumparan jangkar dar suatu generator.karena cabang jangkar Laporan Tugas Akhr 22

39 merupakan cabang kumparan-kumparan yang d hubungkan paralel maka besarnya GGL jangkar adalah sama dengan GGL yang d bangktkan pada satu cabang jangkar.karena tap cabang jangkar juga terdr beltan-beltan ser maka untuk memudahkan perhtugan, kta car rata-rata dalam satu beltan kemudan d kalkan jumlah beltan yang terhubung ser tersebut dmana, Harga rata-ratanya adalah : 2 E =. ω. φmax volt ( π 2.6) jka pada satu putaran jangkar berkutub q,ggl melalu satu perode dalam n putaran per ment atau putaran per detk maka satu perode lamanya ( T ) T 60 = ( q. n g ) Dalam satu perode d lalu sudut yang besarnya 2 π radal sehngga : 2π ω = T ( 2.8 ) Dar persamaan ( 2,6 ),d peroleh : Laporan Tugas Akhr 23

40 2 E =. π 2π. φ max.volt ( T 2.9 ) φ = max q. n g 2 Jangkar memuat N beltan yang terdr dar a cabang parallel ( cabang jangkar ) sehngga tap cabang jangkar mempunya N /a,buah beltan yang tersambung ser,sedangkan setap beltan mempunya dua batag penghantar,jka batang penghantar dnyatakan denan Z maka N = Z / 2. sehngga dperoleh persamaan : E =. Z 2a q n g. φmax...volt q ng E =.. Z. φmax.. ( a ) Prnsp Kerja Generator Secara Umum Generator merupakan alat pengubah energ mekank menjad energ lstrk. Sumber tegangan arus bolak-balk pada umumnya menggunakan generator snkron sebaga alternatornya. Pembangkt tegangan n dlakukan dengan cara melntaskan lltan penghantar memotong medan magnt. Besar keclnya tegangan yang d Indukskan oleh penghantar tergantung dar kecepatan penghantar Laporan Tugas Akhr 24

41 memotong medan magnt. Jka kecepatan putar dar penghantar dalam memotong medan magnt sebesar (n) putaran per ment,maka dalam satu detk penghantar tersebut akan memotong 2.q.φ Weber. karena tegangan yang d Indukskan penghantar dhtung dar rata-rata pemotongan medan magnt per detk,maka besar tegangan yang dhaslkan oleh sumber penghantar adalah : E = 2.11 ) 2. q. φ. ng 60 volt. ( Supaya tegangan keluarannya besar maka jumlah lltan penghantarnya dperbanyak, msalnya N adalah jumlah lltan penghantar yang dser dalam satu phasa, maka besar tegangan yang d Indukskan per phasa adalah : 2. N. q. φ. ng E = volt.( 2.12 ) 60 Jka tegangan yang dhaslkan dgunakan untuk mensuplay beban yang besar,maka penampang pengahantarnya d perbesar,agar mampu menahan arus yang besar Sfat Angn dan Geograf Pada pembangkt lstrk tenaga angn, memerlukan angn yang cukup untuk memutar kncr yang dhubungkan dengan poros yang memutar generator sehngga dapat menghaslkan arus lstrk. Pada dasarnya angn terjad karena adanya perbedaan suhu antara udara panas dan udara dngn dan perbedaan udara,dmana angn pada sang har berhembus dar laut ke darat ( angn darat ), sedangkan dmalam har berhembus dar darat ke laut ( angn laut ). Dsampng tu Laporan Tugas Akhr 25

42 kecepatan angn tergantung pada ketnggan dan kekasaran daerah. Semakn tngg kearah langt,kecepatan semakn besar dan semakn banyak hambatan kecepatan semakn rendah Karakterstk Angn Pemanfaatan energ angn sebaga sumber energ selan memerlukan pengembangan dan pengawasan teknolognya,juga memerlukan nformas tentang potens dan karakterstk energ angn yang dapat d manfaatkan. Data yang kta pergunakan bersumber dar badan Meteorolog dan Geofska. Untuk memanfaatkan energ angn sebaga energ penggant,perlu dlakukan analsa terhadap data angn, analsa yang d lakukan dapat berbentuk : 1. Dstrbus kecepatan dan arah angn rata-rata, serta kecepatan angn maksmal per bulan. 2. Dstrbus peluang arah dan kecepatan angn. 3. Dstrbus komulatf kecepatan angn. 4. Besar energ angn yang dapat d manfaatkan Besar Energ Angn Yang Dapat D Manfaatkan Sebagamana d ketahu menurut fska klask energ knetc dar sebuah benda dengan massa ( m ) dan kecepatan angn v a adalah Ek = ½.m. v a, dengan ketentuan,kecepatan angn v a tdak mendekat kecepatan cahaya. Persamaan tersebut berlaku juga untuk angn,yang merupakan udara yang bergerak. Laporan Tugas Akhr 26

43 E K = ½.m. v a ( 2.13 ) Dmana : E K = Eenerg ( joule ) m = massa udara ( kg/s ) v a = kecepatan angn ( m/s ) Apabla suatu blok udara yang mempunya penampang A ( m² ),dan bergerak dengan kecepatan va ( m/s ),maka jumlah massa yang melewat suatu tempat adalah : 2.14 ) m = A. v a.ρ ( kg/s ) ( Dmana : A = Luas penampang v a = Kecepatan angn ( m/s ) ρ = Kepadatan udara ( kg/ m³ ) Dengan demkan maka energ angn yang dapat d haslkan per satuan waktu adalah : 2.15 ) Dmana : 1 3 P =. ρ. A. v a ( 2 P = daya ( W ) ρ = kepadatan udara ( 1,225 kg/m³ ) pada suhu 20 v a = kecepatan angn ( m/s ) A = Luas penampang ( m² ). Laporan Tugas Akhr 27

44 Persamaan datas merupakan sebuah persamaan untuk kecepatan angn pada turbne yang deal, dmana danggap energ angn dapat dekstract seluruhnya menjad energ lstrk. Namun kenyataannya tdak sepert tu. Jad terdapat faktor efsens dar mekank turbne angn dan efsens dar generator sendr. Sehngga daya yang dapat dekstrak menjad energ angn dapat dketahu dar persamaan berkut: 1 3 P =. ρ. η. A. v a 2. D mana : η = efesens kncr angn ( % ) Nla Rancangan Kecepatan Awal,Kecepatan Rencana dan Kecepatan Furlng. Pengertan dar ketga kecepatan tersebut datas adalah : 1. kecepatan awal ( cut n ) : yatu kecepatan angn dmana kncr angn tu mula menghaslkan daya lstrk atau pemompaan. 2. kecepatan rencana ( rated ) : yatu kecepatan angn dmana kncr penggerak generator mencapa keluaran dengan efsens tertngg. 3. kecepatan furlng : yatu kecepatan angn dmana kncr angn tdak beroperas guna menghndar kerusakan atau kecepatan angn batas operas. Laporan Tugas Akhr 28

45 Data dan Analsa Kecepatan Angn. Data dar kecepatan angn yang d peroleh penuls berdasarkan data yang vald yang berasal dar badan pemantau cuaca BMG yang ada d daerah Jakarta,dalam kurun waktu satu tahun. Sebaga bahan stud perancangan penuls mengambl nla rata-rata kecepatan angn per bulan d stasun Badan meteorolog dan geofska d wlayah cengkareng. Tabel 2.1. Kecepatan Angn per bulan d BMG cengkareng tahun Bulan V rata-rata ( m / s ) Januar 2,9 Februar 2,7 Maret 2.2 Aprl 2,1 Me 2,4 Jun 2.6 Jul 2,7 Agustus 2,8 September 2,2 Oktober 2,4 Nopember 2,5 Laporan Tugas Akhr 29

46 Desember 2,5 Laporan Tugas Akhr 30

47 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Kncr angn merupakan salah satu mesn konvers yang dapat merubah energ knetc dar gerakan angn menjad energ lstrk. Energ lstrk n d bangktkan oleh generator yang rotornya berhubungan dengan poros sudu kncr angn yang d gerakan oleh angn.pada peneltan n akan membahas tentang daya rotor akbat tors yang d haslkan berdasarkan gaya angkat dan gaya geser yang terjad pada kncr angn Konfguras System Kncr angn yang d buat adalah kncr angn poros horzontal dengan tga buah varable sudu.yang berhubungan dengan poros rotor generator. Angn yang ada d lngkungan sektar akan memutar blade yang behubungan dengan rotor sehngga akan menghaslkan arus lstrk pada generator. Gambar 3.1. Blok Dagram System Pengsan Batera pada Pembangkt Lstrk Tenaga Angn. ( Reff : ) Laporan Tugas Akhr 31

48 Tegangan out put dar generator d masukan ke dalam sebuah rangkaan brdge rectfer untuk mencegah adanya perubahan polartas tegangan,kemudan dmasukan ke dalam sebuah rangkaan controller yang khusus d gunakan untuk mencharge accu/batera.lama pengsan accu bergantung dar besarnya output dar controller dan konds angn yang ada.bla kecepatan angn semakn besar maka output dar controller akan semakn besar sampa batas nomnalnya yatu 12VDC. Accu yang d gunakan adalah accu 12V. tegangan output dar pembangkt lstrk n d masukan ke sebuah rangkaan controller yang kemudan dgunakan untuk melakukan pengsan terhadap accu dan bsa juga untuk menyalakan lampu untuk penerangan. Pada konstruks kncr angn pada proyek Tugas Akhr n sebaga penyembang dan penunjukan arah angn pada bagan belakang generator d lengkap dengan ekor penyembang. Gaya yang terjad pada sudu-sudu kncr angn adalah kombnas dar gaya gaya aerodnams,gaya angkat dan gaya geser sehngga menghaslkan momen tors yang besar Perencanaan Kncr Angn Kncr angn adalah alat bantu yang dgunakan untuk menggerakkan generator dan membangktkan tenaga lstrk. Kncr angn n pada awalnya dbuat untuk mengakomodas kebutuhan para petan dalam melakukan pengglngan pad, keperluan rgas, dan lan-lan. Kncr angn terdahulu banyak dbangun d Denmark, Belanda dan Laporan Tugas Akhr 32

49 negara-negara Eropa lannya dan lebh dkenal dengan Wndmll. Kncr angn dalam sstem n berfungs sebaga penggerak mula dar generator. Dalam proyek tugas akhr n kam menggunakan kncr angn dengan bentuk blade sepert dtunjukkan pada gambar 3.2. Gambar 3.2: Perencanaan kncr angn. ( Reff : Mchael Schmdt/ The Economc Optmzaton of Wnd Turbne Desgn ) Kncr angn dbuat dar bahan serat (fber) kemudan dcetak kedalam cetakan sehngga terbentuk sesua dengan perencanaan. Panjang blade juga harus sesua, jka besar blade yang dpaka terlalu kecl dpasang pada generator besar tdak akan bsa berputar cepat untuk mendapatkan tenaga yang tepat. Perencanaan Laporan Tugas Akhr 33

50 kncr angn harus dsesuakan untuk keperluan apa kncr tersebut dgunakan. Dar data yang kam peroleh (tabel 3.1), kta dapat menentukan berapa jumlah blade yang harus dgunakan. ( Reff : ) Sesua dengan data pada tabel 3.1, untuk membuat kncr angn yang akan dgunakan untuk memproduks tegangan lstrk harus dgunakan kncr angn dengan 3 blade (Sudu). Kncr angn dengan menggunakan 3 blade akan menghaslkan kecepatan tngg dengan tors rendah dan mempunya soldty² yang rendah, dan khusus dgunakan untuk menghaslkan Tegangan lstrk. Proyek akhr n memlk Komponen pendukung kncr angn dalam sstem n drancang dengan menggunakan beberapa komponen sebaga berkut: 1. Sudu atau daun (Blade) Berfungs sebaga penangkap angn. Sudu n berjumlah 3 buah. Dar ketga sudu n mempunya panjang, lebar yang sama. 2. Pllow Block Berfungs untuk tempat dudukan dar poros kncr, yang dlengkap dengan bearng. Laporan Tugas Akhr 34

51 3. Poros Berfungs sebaga tempat menempelnya sudu (Blade). Untuk perancangan dan pembahasan mengena sudu ( blade ) tdak d terangkan secara mendetal,tetap akan d bahas dalam penulsan skrps yang d buat oleh teman saya satu team dalam proyek tugas akhr n Perencanaan Generator Generator yang d gunakan pada pembangkt lstrk tenaga angn pada proyek tugas akhr n melk spesfkas generator AC dengan magnet permanen dan kumparan d dalamnya,dengan tegangan keluaran mencapa 24 volt. Bentuk dan gambaran mengena generator yang d gunakan dalam proyek pembangkt lstrk tenaga angn dapat d lhat pada gambar d bawah Parameter yang Dukur Untuk mengetahu daya yang d haslkan pada rotor ada beberapa faktor yang perlu d perhatkan dantaranya mengena dmens dar kncr angn yang mempengaruh tors yang akan terjad yang berhubungan dengan daya rotor yang akan dhaslkan. Analsa dmens sangat dperlukan untuk mengetahu apakah suatu parameter berpengaruh terhadap suatu percobaan atau tdak. Pada Pembangkt Laporan Tugas Akhr 35

52 Lstrk Tenaga Angn, parameter-parameter yang mempengaruh karakterstk alran adalah massa jens fluda ( ρ ), vscostas fluda ( µ ), kecepatan angn ( v a ), besar sudut antara blade terhadap arah angn (Φ ),Jumlah blade ( N b ), Panjang ( l ) dan Lebar blade ( w ). Dalam Peneltan n, analsa dmens dgunakan untuk mengetahu varable apa saja yang mempengaruh Gaya angkat ( Lftng Force ), Gaya geser ( Drag Force ), Tors ( Q ), Tenaga ( W ) yang d haslkan oleh rotor. Cara yang dgunakan adalah dengan menerapkan Teor analsa thrust,tors dan daya berdasarkan gaya angkat dan gaya geser Analsa Gaya Angkat ( Lft Force ) Untuk mengetahu energ angn yang dapat d manfaatkan untuk memutar rotor pada generator,maka kta perlu mengetahu gaya apa saja yang terjad dan mempengaruh pada blade kncr angn yang berhubungan dan menggerakan rotor generator. Gaya angkat yang dukur pada peneltan n melput gaya angkat pada taptap blade. Parameter-parameter yang mempengaruh Gaya angkat adalah massa jens fluda ( ρ ), kecepatan relatf angn ( V ), Angel of attack ( α ), Koefsen Lft ( C L ), Panjang blade ( l ) dan Lebar blade ( w ). Gaya angkat dperoleh melalu persamaan dbawah n : Laporan Tugas Akhr 36

53 F 1 2 = CL.. ρ. V. l. w g ( 2 L. 3.1 ) Dmana : F L : Gaya angkat C L : Koefsen Gaya angkat ρ : Kerapatan Udara V l w g : Kecepatan Relatf Angn : Panjang blade : Lebar blade : graftas Gaya geser ( Drag Force ) Gaya geser ( Drag Force ) yang dukur pada peneltan n melput gaya geser pada tap-tap blade. Parameter-parameter yang mempengaruh Gaya geser adalah massa jens fluda ( ρ ), kecepatan relatf angn ( v ), Angel of attack ( α ), Koefsen drag ( C D ), Panjang blade ( l ) dan Lebar blade ( w ). Gaya geser dperoleh melalu persamaan dbawah n : Laporan Tugas Akhr 37

54 F 1 2 = CD.. ρ. V. l. w g ( 2 D. 3.2 ) Dmana : F D : Gaya geser C D : Koefsen Gaya geser ρ V l w g : Kepadatan Udara : Kecepatan relatf angn : Panjang blade : Lebar blade : graftas Untuk mendapatkan koefsen lft dan koefsen drag maka d gunakan pendekatan grafk dbawah n : Laporan Tugas Akhr 38

55 Gambar 3.3. Koefsen Gaya angkat dan Gaya geser terhadap angle of attack ( α ), untuk tpe sayap S809 yang umum dpaka untuk jens kncr angn 3 blade ( Reff : Mchael Schmdt/ The Economc Optmzaton of Wnd Turbne Desgn ) Kecepatan Relatf Angn Laporan Tugas Akhr 39

56 Gambar 3.4 Potongan bagan dar sayap ( blade ) turbn angn menggambarkan gaya-gaya yang bekerja dan kecepatan yang salng berhubungan ( Reff : Mchael Schmdt/ The Economc Optmzaton of Wnd Turbne Desgn ) dan ( Reff : R. Lanzafame, M. Messna / Renewable Energy 32 (2007) ) Dmana : a : Axal Inducton Faktor Laporan Tugas Akhr 40

57 a : Tangental Inducton Faktor untuk mendapatkan nla ( a dan a' ) d car dengan persamaan : ( 3.3 ) ( 3.4 ) Dar gambar d atas dapat d smpulkan : V = V + v atau V = V ( 1 a) ( n o n o 3.5 ) dengan kata lan : V n = V + v = V ( 1 a) ( o o 3.6 ) dan V rot = ω. R u atau V rot = ω. r(1 + a' ) ( 3.7 ) Dengan kata lan : Laporan Tugas Akhr 41

58 V rot = ω. R u = ω. r(1 + a') ( 3.8 ) Sehngga kecepatan relatf angn adalah : 2 n rot 2 V = V + V ( 3.9 ) Dmana : V : Kecepatan relatf angn V o : Kecepatan angn awal V rot : Kecepatan rotor R : Jar-jar rotor Analsa Tors yang Terjad pada rotor Pada peneltan n adalah untuk mengetahu Daya yang d haslkan oleh generator pada kncr angn pembangkt lstrk yang d pengaruh oleh besarnya tors yang terjad pada rotor akbat putaran blade kncr angn. Tors yang dukur berdasarkan pengaruh gaya angkat dan Gaya geser yang bekerja pada tap-tap blade d pengaruh oleh koefsen tors yang dapat d car dengan persamaan :. Laporan Tugas Akhr 42

59 λ Q = C L.sn Φ - C D.cos Φ ( 3.10) Dmana : λ Q : Koefsen Tors Sehngga ddapat : 1 2 Q = λq.. ρ. v. l. w. R. g ( ) Dmana : Q : Tors ( Nm ) Kemudan untuk mendapatkan blade pada rotor, maka : Q total maka jumlah Q dkalkan dengan jumlah Q total =. 3 Q ( 3.12.) Jad tenaga yang dhaslkan rotor adalah : Laporan Tugas Akhr 43

60 P = ω. Q total ( 3.13 ) Dmana : P : Tenaga rotor ( watt ) ω : Rotas Putaran Kncr Angn ( Rad/s ) 3.4. Metode Ekpermental Ekpermen yang dtunjang oleh beberapa hal sebaga peralatan ekpermen yang dgunakan untuk memperoleh hasl yang ngn dcapa sebaga berkut : Pembangkt Lstrk Tenaga Angn set Merupakan 1 set Pembangkt lstrk dengan penggerak tenaga angn, berupa : Blade 3 pcs Generator set Inverter dar arus DC menjad AC Mountng dan bracket Anemometer Anemometer berfungs untuk mengukur kecepatan angn ( fluda kerja ) pada saat percobaan Tachometer Laporan Tugas Akhr 44

61 Tachometer dgunakan untuk mengukur jumlah putaran rotor per-ment ( RPM ) pada saat percobaan. Multmeter Multmeter dgunakan untuk mengukur tegangan keluaran ( voltage ) dar generator. Wnd source Wnd source dsn maksudnya sumber angn buatan yatu berupa kpasangn yang cukup besar dengan beberapa varas kecepatan Metode dan Langkah Kerja Untuk melakukan ekspermen guna mengetahu daya yang d haslkan generator pada pembangkt lstrk tenaga angn berdasarkan keluaran tors yang terjad pada rotor yang d pengaruh gaya angkat dan gaya geser pada blade kncr angn, maka dsusun langkah kerja sebaga berkut : 1. Persapan peralatan ekpermen 2. Pelaksanaan ekpermen dan pengamblan data dengan menggunakan wnd source, alat ukur serta benda uj yang telah dtentukan. 3. Pengolahan data hasl ekspermen 4. mengulang percobaan untuk mendapatkan data yang lebh akurat Persapan Peralatan Ekspermen Laporan Tugas Akhr 45

62 Langkah awal n merupakan proses penentuan dmens, peraktan benda uj dan poss wnd source serta pemasangan alat ukur. Benda uj dtempatkan pada poss axal terhadap wnd source dengan kedudukan yang kokoh datas lanta. Reflector d tempelkan pada salah satu blade untuk kemudan dtembak dengan snar oleh Tachometer yang akan menghtung jumlah putaran rotor. Kemudan Anemometer d pasang antara Wnd source dan rotor untuk memontor kecepatan angn yang bekerja. Sementara tu multmeter dpasang pada output generator untuk memontor tegangan DC yang keluar Pengamblan Data Tahap n adalah tahap yang palng pentng dalam ekpermen dmana data yang dperoleh akan danalsa dan dmasukan kedalam rumus perhtungan yang telah dbuat sebelumnya. Proses Pengamblan data dlakukan dengan langkah langkah sebaga berkut : 1. Pengukuran putaran ( RPM ) rotor pada tap-tap perubahan kecepatan angn. Kecepatan angn d atur sesua dengan tabel yang telah dtentukan. 2. Pengamblan data kecepatan Angn lngkungan dengan menggnakan Alat pengukur angn ( Anemometer ) 3. Pengukuran tegangan DC yang keluar dar generator pada tap-tap perubahan kecepatan angn. Kecepatan angn d atur sesua dengan tabel yang telah dtentukan Laporan Tugas Akhr 46

63 Benda Uj Pada expermen n, benda uj yang dgunakan adalah Pembangkt Lstrk Tenaga angn dengan kapastas daya 200 watt Dmana profl model dengan spesfkas sebaga berkut : Model 200 Rated Power(w) 200 Tegangan keluaran rata-rata(v) 24 DCV Rotor dameter ( m ) 2.2 Start wnd speed (m/s) 3 Rated wnd speee (m/s) 6 Scurty wnd speed (m/s) 16 Rated rotated speed (rpm/m) 450 Materal blade Fber glass steel Jumlah Blade 3 Tngg Tower (m) 6 Tower dameter (m) 60 Tpe nverter Modfed wave Kapastas Battery yg dsarankan 12V/100 AH Jumlah Battery 2 Berat total 80 Dalam penulsan tugas akhr n akan mentk beratkan pada analsa terhadap daya yang d haslkan generator terhadap pengaruh sudut blade pada kncr angn pembangkt lstrk. Laporan Tugas Akhr 47

64 3.6. Urutan Langkah Peneltan berkut : Keseluruhan proses datas dapat dgambarkan dalam dagram alr mula Perumusan masalah Stud lteratur Persapan alat dan Peraktan benda uj Pengujan alat Pengamblan data Vo, Rpm Analsa data dan perhtungan Pembuatan Grafk Hasl pengujan Alat brfungs sesua harapan selesa Laporan Tugas Akhr 48

65 Gambar 3.6. Flowchart Ekspermen selesa Laporan Tugas Akhr 49

66 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA 4.1. Data Peneltan Dalam proyek tugas akhr n peneltan d lakukan untuk mengetahu daya yang d haslkan generator pada pembangkt lstrk tenaga angn dengan mentk beratkan pada daya yang d haslkan akbat tors yang terjad pada rotor yang d pengaruuh gaya angkat dan gaya geser pada blade kncr angn dengan sudut blade 6 ( orgnal ) Pada peneltan n,udara dgunakan sebaga fluda kerja dengan spesfkas sebaga berkut : Asums alran udara dnams dan ncompressble Temperatur lngkungan kerja ( T ) : 30 c = 303 K dan d asumskan konstan selama pengujan berlangsung. Massa jens ( ρ ) = 1,176 kg/m³ Yang dperoleh dengan persamaan : ρ = ρo. To. P T. Po D mana : Laporan Tugas Akhr 50

67 ρ = Massa jens udara ( kg/m 3 ) ρ 0 = Massa jens udara standar ( 1,225 kg/m 3 ) To = Temperatur standar ( 288 K ) p = Tekanan ruangan ( 760 mmhg ) T = Temperatur lngkungan kerja ( K ) p 0 = Tekanan udara standar (760 mmhg ) sehngga : kg 1,225 x 288 Kx760mmHg 3 ρ = m 301Kx 760mmHg kg = 1,176 3 m Spesfkas dmens alat uj l w = 0,935 m = m N b = 3 r R = m = 1,065 m α = 3 0 Φ = Data Hasl Percobaan : Laporan Tugas Akhr 51

68 Tabel : 4.1. Data hasl percobaan kncr angn pada tgl 7 s/d 9 Maret,pengamatan pada pukul WIB. No Waktu pengamblan ( Wb ) Kec.Angn ratarata ( m/s ) Kec.Angn ratarata d bulatkan (m/s) 1 7 Maret ( ) 3, Maret ( ) 7, Maret ( ) 3, Maret ( ) 3, Maret ( ) 5, Maret ( ) 3, Maret ( ) 4, Maret ( ) 9, Maret ( ) 3,2 3 Tabel : 4.2.Data Hasl Percobaan Kncr Angn Hasl percobaan Φ Vo (m/s) Rpm ratarata Nla Rpm rata-rat d bulatkan Laporan Tugas Akhr 52

69 , , Perhtungan Perhtungan axal nducton faktor Dengan menggunakan persamaan ( 3.3 ) : dar Gambar 3.2 dagram lf and drag coefcent pada bab III, dketahu : untuk α = 3 0 dperoleh koefsen lft atau C L = 0.4 koefsen drag atau C D = 0.01 ketka : Φ = 6 d peroleh nla a = 0,2653 Laporan Tugas Akhr 53

70 Tangental nducton faktor Dengan menggunakan persamaan ( 3.4 ) : Dar perhtungan d peroleh pada : Φ = 6 dperoleh a' = 0, Kecepatan Relatf Angn Kecepatan relatf angn untuk Φ = 6 Pada perhtungan datas telah dperoleh : Dengan Φ = 6 dperoleh : a = 0,2653 dan a' = 0,0548 Pada saat Vo = 3 m/s Dengan menggunakan persamaan : V n = V o + v = V ( 1 a) o Maka : V n = 3 + v = 3 ( 1-0,2653 ) Laporan Tugas Akhr 54

71 V = 3 + v n = 2,204 m/s v = = -0,796 m/s dan untuk mencar Vrot menggunakan persamaan : V rot = ω. R u = ω. r(1 + a') Dar data hasl percobaan dketahu putaran kncr adalah 150 rpm sehngga : ω = 150 = 2,5 rad /s. 60 dan dar spesfkas alat d ketahu : r = 0,935 m R = 1,065 m Sehngga : V rot = ω. R u = ω. r(1 + a') V rot = ( 2,5. 1,065 ) u = 2,5. 0,935. ( 1 + 0,0548 ) V rot = 2,662 u = 2,465 m/s u = 2,662 2,465 = 0,197 m/s. Jad kecepatan relatf angn adalah dengan menggunakan persamaan ( 3.9 ) 2 n V = V + V rot 2 V = 2 ( 2,204) + (2,465) 2 Laporan Tugas Akhr 55

72 V = 3,306 m/s Jad pada 6 Φ, pada saat Vo = 3 m/s, d ketahu V = 3,306 m/s. Pada saat Vo = 4 m/s Dengan menggunakan persamaan ( 3.5 ),maka : V n = 4 + v = 4 ( 1-0,2653 ) V n = 4 + v = 2,938 m/s v = 2,938 4 = - 1,061 m/s kemudan dar hasl percobaan dketahu putaran kncr = 225 Rpm 225 Sehungga ω = = 3,75 m/s d bulatkan menjad 3,8 m/s 60 Maka : V rot = ωr u = 3,8. 0,935 ( ) = 3,747 m/s V rot = ( 3,8. 1,065 ) - u = 3,747 m/s u = 4,047 3,747 = 0,3 m/s Jad kecepatan angn relatf dapat d peroleh dengan persamaan ( 3.9 ) : V = 2 ( 2,938) + (3,747) 2 V = 4,76 m/s Jad pada 6 Φ, pada saat Vo = 4 m/s, d ketahu V = 4,76 m/s. = 4,8 m/s Laporan Tugas Akhr 56

73 Pada saat Vo = 6 m/s. Dengan menggunakan persamaan ( 3.5 ) : V n = 6 + v = 6 ( 1-0,2653 ) = 4,408 m/s v = = -1,592 m/s kemudan dar data hasl percobaan dketahu putaran = 450 Rpm 450 sehngga ω = = 7,5 m/s 60 Maka : V rot = ωr u = 7,5. 0,935 ( ) = 7,397 m/s V rot = ( 7,5. 1,065 ) - u = 7,397 m/s u = 7,987 7,397 = 0,59 m/s Jad Kecepatan relatf angn adalah dengan menggunakan persamaan ( 3.9 ): V = 2 ( 4,408) + (7,397) 2 V = 8,61 m/s Jad : Pada Φ = 6 0, Vo = 6 m/s ; dperoleh V = 8,61 m/s Pada saat Vo = 7 m/s Dengan menggunakan persamaan ( 3.5 ) maka : Laporan Tugas Akhr 57

74 V n = 7 + v = 7 ( 1-0,2653 ) = 5,143 m/s v = 5,143 7 = -1,857 m/s kemudan dar hasl percobaan d ketahu putaran kncr = 530 Rpm 530 Sehngga ω = = 8,8 m/s 60 Maka : V rot = ωr u = 8,8. 0,935 ( ) = 8,678 m/s V rot = ( 8,8. 1,065 ) - u = 8,678 m/s u = 9,372 8,678 = 0,694 m/s Jad Kecepatan relatf angn adalah dengan menggunakan persamaan ( 3.9 ): V = 2 ( 5,143) + (8,678) 2 V = 10,08 m/s Jad : Pada Φ = 6 0, Vo = 7 m/s ; dperoleh V = 10,08 m/s Pada saat Vo = 10 m/s V n = 10 + v = 10 ( 1-0,2653 ) = 7,347 m/s v = 7, = -2,653 m/s Laporan Tugas Akhr 58

75 kemudan dar data hasl percobaan dketahu putaran = 850 Rpm 850 sehngga ω = = 14,167 m/s 60 Maka : V rot = ωr u = 14,167. 0,935 ( 1 + 0,0548 ) = 13,972 m/s V rot = ( 14,167. 1,065 ) u = 13,972 m/s u = 15,087 13,972 = 1,116 m/s Jad Kecepatan relatf angn adalah dengan menggunakan persamaan ( 3.9 ): V = 2 ( 7,347) + (13,972) 2 V = 15,785 m/s Jad : Pada Φ = 6 0, Vo = 10 m/s ; dperoleh V = 15,785 m/s Gaya angkat ( Lft Force ) dan gaya geser ( Drag Force ) Dengan persamaan ( 3.1 ) untuk mencar gaya angkat : 1 2 FL = CL.. ρ. V. l. w. g 2 Dan persamaan ( 3.2 ) untuk mencar gaya geser : Laporan Tugas Akhr 59

76 1 2 FD = CD.. ρ. V. l. w. g 2 Dar perhtungan sebelumnya dketahu ρ = 1,176 kg/m 3 Dar spesfkas alat d ketahu : l = m w = m dar dagram lf and drag coefcent Gambar 3.2 pada bab III, dketahu : pada : α = 3 0 maka C L = 0.4 C D = 0, Gaya angkat dan Gaya geser pada Φ = 6 0 Pada kecepatan V o = 3 m/s Dketahu V = 3.3 m/s Sehngga : 1 F L = 0,4.. 1,176. 3,3 2. 0,935. 0,105. 9,8 2 F L = 2,464 N dan : 1 F D = 0,01.. 1,176. 3,3 2. 0,935. 0,105. 9,8 2 Laporan Tugas Akhr 60

77 F D = 0,062 N Pada kecepatan V o = 4 m/s Dketahu V = 4,8 m/s Sehngga : 1 F L = 0,4.. 1,176. 4,8 2. 0,935. 0,105. 9,8 2 F L = 5,214 N dan : 1 F D = 0,01.. 1,176. 4,8 2. 0,935. 0,105. 9,8 2 F D = 0,13 N Pada kecepatan V o = 6 m/s Dketahu V = 8.61 m/s Sehngga : 1 F L = 0, , ,935. 0,105. 9,8 2 F L = 16,775 N dan 1 F D = 0,01.. 1,176. 8, ,935. 0,105. 9,8 2 F D = 0,42 N Laporan Tugas Akhr 61

78 Pada kecepatan V o = 7 m/s Dketahu V = 10,08 m/s Sehngga : 1 F L = 0, , ,935. 0,105.9,8 2 F L = 22,992 N dan 1 F D = 0,01.. 1, , ,935. 0,105.9,8 2 F D = 0,575 N Pada kecepatan V o = 10 m/s Dketahu V = 15,785 m/s Sehngga : 1 F L = 0, , ,935. 0,105.9,8 2 F L = 56,384 N dan 1 F D = 0,01.. 1, , ,935. 0,105.9,8 2 F D = 1,411 N Analsa Tors pada rotor Laporan Tugas Akhr 62

79 Tors yang d ukur berdasarkan pengaruh gaya angkat dan gaya geser yang bekerja pada tap-tap blade kncr angn.oleh karena tu perlu d car terlebh dahulu koefsen tors dengan persamaan ( 3.10 ). : λ Q = C L.sn Φ - C D.cos Φ Sedangkan untuk mencar tors menggunakan persamaan ( 3.11 ) 1 2 Q = λq.. ρ. V. l. w. R. g 2 Sehngga tenaga rotor d peroleh dengan persamaan ( 3.13 ) P = ω. Q total Analsa tors terhadap gaya angkat dan gaya geser pada Ф 6 Dar persamaan ( 3.10 ) dperoleh : λ Q = 0,4. sn 6-0,01. cos 6 = 0,0319 Pada saat Vo = 3 m/s : Dketahu : V = 3,3 m/s Laporan Tugas Akhr 63

80 ρ = 1,176 kg/m 3 l w R = m = m = m Dengan menggunakan persamaan ( 3.11 ) d peroleh tors : 9,8 Q = 0,5. 0, ,176. 3, ,065. Q = 0,21 Nm Karena terdr dar 3 blade sehngga : Q total = Q.3 = 0,21. 3 = 0,63 Nm Dar hasl percobaan d peroleh ω = 2,5 m/s Sehngga tenaga rotor yang dhaslkan adalah : P = ω. Q total = 2.5 x 0,63 = 1,575 Watt. Pada saat Vo = 4 m/s D ketahu : V = 4,8 m/s Laporan Tugas Akhr 64

81 Q = 0,5. 0, ,176. 4, ,065. 9,8 = 0,44 Nm Jad : Q total = 0,44 x 3 = 1,32 Nm Dar hasl prcobaan dperoleh ω = 3,8 m/s Sehngga tenaga rotor yang d peroleh adalah : P = 3,8 x 1,32 = 5,016 Watt. Pada saat Vo = 6 m/s D ketahu : V = 8,61 m/s Q = 0,5. 0, ,176. 8, ,065. 9,8 = 1,42 Nm Jad : Q total = 1,42 x 3 = 4,26 Nm Laporan Tugas Akhr 65

82 Dar hasl prcobaan dperoleh ω = 7,5 m/s Sehngga tenaga rotor yang d peroleh adalah : P = 7,5 x 4,26 = 32 Watt. Pada saat Vo = 7 m/s D ketahu : V = 10,08 m/s Q = 0,5. 0, , , ,065. 9,8 = 1,95 Nm Jad : Q total = 1,95 x 3 = 5,85 Nm Dar hasl prcobaan dperoleh ω = 8,8 m/s Sehngga tenaga rotor yang d peroleh adalah : P = 8,8 x 5,85 = 51,48 Watt. Pada saat Vo = 10 m/s D ketahu : V = 15,785 m/s Q = 0, ,5. 1, ,785². 0,935.0,105. 1,065. 9,8 Laporan Tugas Akhr 66

83 Sehngga : = 4,788 Nm Q total = 4,788 x 3 = 14,364 Nm Dar hasl percobaan dperoleh ω = 14,167 m/s Sehngga tenaga rotor yang d haslkan adalah : P = 14,167 x 14,364 = 203,36 Watt Analsa Hasl Pengujan Data Hasl Percobaan Dengan memasukkan data yang d peroleh dar hasl percobaan kncr kedalam rumus-rumus teor yang terdapat pada bab 3,maka d peroleh hasl sebaga berkut : Laporan Tugas Akhr 67

84 Φ Vo RPM V L (N) D (N) QT ( P m/s ( m/s ) Nm) Watt ,3 2,46 0,06 0,63 1, ,1 22,9 0,58 5,85 51, ,8 5,21 0,13 1,32 5, ,8 5,21 0,13 1,32 5, ,6 16,8 0,42 4, ,3 2,46 0,06 0,63 1, ,8 5,21 0,13 1,32 5, ,8 56,4 1,41 14, ,3 2,46 0,06 0,63 1,57 Grafk 4.1. Gaya Angkat yang terjad pada kncr angn Laporan Tugas Akhr 68

85 Lft force N 30 Seres Kecepatan angn Grafk 4.2. Gaya Geser yang terjad pada kncr angn Drag force N Kecepatan angm Seres1 Grafk 4.3. Tors yang terjad pada kncr angn Laporan Tugas Akhr 69

86 Tors Nm Seres Kecepatan angn Grafk 4.4. Daya yang dhaslkan kncr angn Daya Watt Seres1 Seres Kecepatan angn Laporan Tugas Akhr 70

87 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesmpulan Setelah melakukan perancangan dan peraktan kncr angn dan melakukan percobaan d beberapa tempat yang berbeda maka d dar hasl percobaan kncr angn poros horzontal,serta dengan perhtungan-perhtungan dan pendekatan secara teor dapat d ambl beberapa kesmpulan sebaga berkut : 1. Secara keseluruhan kncr angn poros horzontal yang d buat dengan menggunakan 3 blade dapat berfugs sesua yang d harapkan,n d buktkan dengan melakukan pengujan kncr yang menunjukkan bahwa kncr angn dapat memutar rotor generator dan meeghaslkan arus lstrk. 2. Tors dan daya yang dhaslkan kncr Angn dapat d lhat pada tabel d bawah : Φ Vo RPM V L (N) D (N) Qt ( P m/s ( m/s ) Nm) Watt ,3 2,46 0,06 0,63 1, ,1 22,9 0,58 5,85 51, ,8 5,21 0,13 1,32 5, ,8 5,21 0,13 1,32 5,02 Laporan Tugas Akhr 71

88 ,6 16,8 0,42 4, ,3 2,46 0,06 0,63 1, ,8 5,21 0,13 1,32 5, ,8 56,4 1,41 14, ,3 2,46 0,06 0,63 1,57 3. Generator pada kncr angn 3 blade yang d gunakan dalam tugas akhr n adalah generator AC dengan magnet permanent dan kumparan d dalamnya yang dapat menghaslkan keluaran tegangan sampa 24 volt dengan daya 203 watt dengan tors 14,355 Nm pada putaran 850 rpm. 4. pada pembangkt lstrk tenaga angn yang d gunakan pada proyek tugas akhr n d lengkap dengan batera sebaga backup power dar arus yang d haslkan generator. 5. Untuk memperoleh masukan arus yang besar maka putaran kncr harus besar dan angn yang sebaga meda penggerak kncrpun harus besar Saran Untuk peneltan lebh lanjut dsarankan adanya perubahan-perubahan pada kncr angn tersebut dantaraya : Laporan Tugas Akhr 72

89 1. Generator yang dgunakan dapat d rubah atau d tambah lltannya agar generator tersebut dapat menghaslkan arus lstrk yang lebh besar. 2. Dbutuhkannya komponen tambahan sepert roda gg,untuk menghaslkan putaran rotor yang cepat dengan kecepatan angn yang tdak terlalu besar. 3. Dmens blade d perbesar agar dapat menjebak angn lebh besar lag. 4. Perlunya stud lebh mendalam tentang pengaruh bentuk dan sudut dar blade terhadap nla tors kncr angn. Laporan Tugas Akhr 73

90 DAFTAR PUSTAKA [1] Buhl Jr, L. August, A new emprcal relatonshp between thrust coeffcent and nducton factor for the turbulentwndmll state. Techncal report NREL/TP , [2] etd.gatech.edu/theses/avalable/etd [3] Farret, Felx A., M. Godoy Smões. Integarton of Alternatve Sources of Energy. John Wley & Sons, Inc., New Jersey, [4] Prof.Ir.Abdul Kadr,Pengantar Teknk Tenaga Lstrk,Eds kedua ; Penerbt:LP3ES,jakarta [5] ts.ac.d/personal/fles/materal/344-hantoro-ep-1.pdf [6] Drs.Sumanto,Mes Arus Searah,Penerbt ANDI OFFSET Yogyakarta [7] kncrangn.nfo [8] Lanzafame, M. Messna / Renewable Energy [9] Malcolm, D.J., and A.C. Hansen. WndPACT Turbne Rotor Desgn, Specfc Ratng Study. Natonal Renewable Energy Laboratory [10] Manwell, J.F., J.G. McGowan, and A.L. Rogers. Wnd Energy Explaned Theory, Desgn, and Applcaton. John Wley & Sons Ltd, West Sussex, England [11] Meyer CJ, Kroger DG. Numercal smulaton of the flow feld n the vcnty of an Axal fan blade. Int J Num Methods Fluds;36: [12] Mohan, Ned, Tore M. Undeland, Wllam P. Robbns. Power Electroncs. Converters, Applcatons, and Desgn. John Wley & Sons, Inc [13] R. aerodyndesgn.com/analysis/analysis.htm [14] wkpeda.org/wk/wnd_turbne_desgn - 88k Laporan Tugas Akhr 74

91 ARAH DAN KECEPATAN TAHUN 2008 STASIUN METEOROLOGI KLAS I CENGKARENG TGL JAN PEB MARET APR MEI JUN KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH JML RATA ARAH DAN KECEPATAN TAHUN 2008 STASIUN METEOROLOGI KLAS I CENGKARENG Laporan Tugas Akhr 75

92 TGL JUL AGS SEP OKT NOP DES KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH JML RATA ARAH DAN KECEPATAN TAHUN 2007 STASIUN METEOROLOGI KLAS I CENGKARENG Laporan Tugas Akhr 76

93 TGL JAN PEB MARET APR MEI JUN KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH JML RATA ARAH DAN KECEPATAN TAHUN 2007 STASIUN METEOROLOGI KLAS I CENGKARENG TGL JUL AGS SEP OKT NOP DES KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH KEC. ARAH Laporan Tugas Akhr 77

94 JML RATA Gambar Satu Set Kncr Angn pada saat Percobaan. Laporan Tugas Akhr 78

95 Gambar Alat Pengukur Kecepatan Angn ( Anemometer ) d BMG Cengkareng Tempat Melakukan Percobaan. Laporan Tugas Akhr 79

96 Gambar Controller dan Inverter serta Pemanfaatan Energ Lstrk dar Kncr Angn dengan Lampu Laporan Tugas Akhr 80

97 Laporan Tugas Akhr 81

98 Mata angn merupakan panduan yang dgunakan untuk menentukan arah. Umum dgunakan dalam navgas, kompas dan peta. Berpandukan pada pusat mata angn, maka kta akan melhat 8 arah yatu dengan urutan sebaga berkut (mengkut arah jarum jam): 1. Utara (0 ) 2. Tmur laut (45 ): Terletak d antara utara dan tmur 3. Tmur (90 ) 4. Tenggara (135 ): Terletak d antara tmur dan selatan 5. Selatan (180 ) 6. Barat daya (225 ): Terletak d antara selatan dan barat 7. Barat (270 ) 8. Barat laut (315 ): Terletak d antara barat dan utara Utara, tmur, selatan dan barat merupakan empat mata angn utama. Utara dan selatan menggambarkan kutub Bum, manakala tmur dan barat menentukan arah putaran Bum. Matahar terbt d tmur dan tenggelam d barat. Laporan Tugas Akhr 82