KAJI EKSPERIMENTAL TURBIN ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK TIPE SAVONIUS JENIS SPLIT S DENGAN SISTEM MAGNETIC LEVITATION SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF

Transkripsi

1 KAJI EKSPERIMENTAL TURBIN ANGIN PEMBANGKIT LISTRIK TIPE SAVONIUS JENIS SPLIT S DENGAN SISTEM MAGNETIC LEVITATION SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF Miftahur Rahmat 1,Kaidir 1,Edi Septe S 1 1 Jurusan Teknik Mesin - Fakultas Teknologi Industri - Universitas Bung Hatta Jl. Gajah Mada No. 19 Olo Nanggalo Padang Telp Fax miftahoer@gmail.com ABSTRACT Wind is one of the source of energy., Wind moving from the high pressure to the low pressure area. The flow velocity of wind be affected by pressure gap of the area. The energy of wind cath by rotate the propeller of wind turbines. That is change kinetic energy to be mechanic energy in the shaft of propeller more over the mechanic energy revamped to be electric energy in the generator unit. This study investigated the retationship of wind velocity and the electric power can be optainable. The rotor designed with 2 propeller, with 36 cm wide and 40 cm high. The wind velocity ranged from 1,8 m/s 4,8 m/s, result of the study shown the relationship between wind velocity and electric power as the hyperbolic curve, where the minimal power is 0,0017 W at 1,8 m/s and the maximal power is 0,387 W at 4,8 m/s. Keywords: wind, energy, wind velocity, electric power and hyperbolic curve. I. PENDAHULUAN Angin adalah sumber energi yang ramah lingkungan dan tak akan pernah habis ( renewable energy). Pasokan energi angin tidak pernah habis dan tersedia secara gratis dan lokasinya yang ada disemua tempat dimuka bumi. Dengan segala keunggulan yang dimiliki energi angin menjadikannya sebagai satu alternatif vital pengganti bahan bakar fosil. Manusia telah memanfaatkan energi angin selama ratusan tahun. Dari Old Holland sampai tanah pertanian Amerika Serikat, Kincir angin ( windmill) sudah digunakan untuk memompa air atau menggiling gandum (KTMF Yogyakarta, 2002 ) Kondisi geografis yang dimiliki Indonesia merupakan sebuah nilai lebih yang dapat dimanfaatkan dan direalisasikan dalam pengembangan teknologi energi terbarukan khususnya angin, mengingat Indonesia adalah negara kepulauan yang menerima hembusan angin setiap musimnya. Baik angin yang datang dari Australia maupun Asia. Daerah pantai merupakan salah satu contoh tempat yang dapat diterapkan sebagai pengembangan aplikasi teknologi energi terbaru yaitu angin. Potensi angin di daerah pantai memang sangat besar dalam pengembangan aplikasi energi terbaru.

2 Dari berbagai macam pemanfaatan angin sebagai sumber energi, disini penulis ingin mengkaji tentang turbin angin sebagai penghasil listrik dengan membandingkan bentuk sudu turbin angin tersebut, yang bertujuan untuk mengetahui bentuk sudu turbin angin yang bisa menghasilkan daya yang optimal. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Angin Angin adalah udara yang bergerak karena adanya perbedaan tekanan di permukaan bumi ini. Angin akan bergerak dari suatu daerah yang memiliki tekanan tinggi ke daerah yang memiliki tekanan yang lebih rendah. Angin yang bertiup di permukaan bumi ini terjadi akibat adanya perbedaan penerimaan radiasi surya, sehingga mengakibatkan perbedaan suhu udara. Adanya perbedaaan suhu tersebut meyebabkan perbedaan tekanan, akhirnya menimbulkan gerakan udara. Perubahan panas antara siang dan malam merupakan gaya gerak utama sistem angin harian, karena beda panas yang kuat antara udara di atas darat dan laut atau antara udara diatas tanah tinggi (pegunungan) dan tanah rendah (lembah - lembah). 2.2 Turbin Angin Turbin angin yang biasa juga dikenal dengan sebutan kincir angin yang merupakan sarana pengubah energi kinetik angin menjadi energi mekanik untuk memutar generator listrik. Daya yang dihasilkan oleh Turbin angin berupa energi mekanik poros yang diperoleh dan konversi energi yang terkandung dalam angin (energi mekanik, energi dalam, atau energi tekanan) menjadi energi mekanik (torsi dan putaran). Ketika angin melewati kedua permukaan airfoil sudu, maka aliran udara pada bagian atas lebih cepat dan pada bagian bawah. Hal ini menyebabkan tekanan pada bagian atas lebih rendah dan pada bagian bawah. Percobaan tekanan antara bagian bawah dengan atas pada airfoil akan menghasilkan gaya yang disebut dengan gaya angkat aerodinamik. Gaya angkat tersebut akan diteruskan pada poros dan turbin angin tersebut sehingga menyebabkan tcrjadinya putaran pada poros. Kombinasi gaya angkat dan gaya seret ini menyebabkan rotor berputar seperti sebuah baling-baling Jenis-jenis Turbin Angin Secara garis besar kontruksi kincir angin terbagi dua, yaitu turbin angin poros vertikal dan turbin angin poros horizontal. Masing- masing jenis turbin tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri.

3 a. Turbin Angin Poros Vertikal Gambar 2.1 Turbin Angin Poros Vertikal Gambar 2.3 Gaya tolak menolak antar magnet (Maglev) b. Turbin Angin Poros Horizontal III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Prosedur Penelitian Gambar 2.2 Turbin Angin Poros Horizontal 2.3 Magnetic Levitation (MagLev) MagLev adalah singkatan dari MAGnetically LEVitated yang terjemahan bebasnya adalah mengambang secara magnetis. Prinsipnya adalah memanfaatkan gaya tolak-menolak antar magnet sehingga terangkat sedikit keatas, seperti gambar dibawah : Gambar 3.1 Diagram Alir 3.2 Alat Yang Digunakan Propeller Untuk melakukan suatu penelitian, hendaklah ditentukan terlebih dahulu perencanaan Alat dan perancangannya. Alat-alat yang dirancang pada kincir angin tipe savonius ini adalah :

4 1. Rotor Digunakan untuk menghambat laju aliran angin. Rotor dirancang dengan jenis sudu Splite S. Dimana jenis sudu split S memiliki 2 sudu. 2. Poros Sebagai penerus tenaga bersama-sama dengan putaran. 3. Transmisi Salah satu alat untuk mentransmisikan tenaga adalah puli dan belt. Puli juga bisa berfungsi untuk menaikan dan menurunkan putaran. 4. Generator Generator adalah alat untuk mengkonversikan energi putaran menjadi energi listrik. 2. Tachometer Gambar 3.3 Tachometer Tachometer berfungsi untuk mengukur putaran (rpm) 3. Multimeter 3.2 Alat Ukur Yang Digunakan dan Fungsinya 1. Anemometer Gambar 3.4 Multimeter Multimeter berfungsi untuk mengukur tegangan (volt) dan Ampere (arus) Gambar 3.2 Anemometer Anemometer berfungsi untuk mengukur kecepatan angin.

5 IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Turbin Angin Savonius Split S 4.2 Data Hasil Pengujian Tabel 4.2 Hasil Survei Data Kecepatan Angin Daerah Pantai Di Kota Padang (P) dan Ketaping (K) Gambar 4.1 Turbin Angin Savonius Split S Tabel 4.3 Pengambilan Data Pada Turbin Angin Savonius Dengan Sistem Magnetic Levitation Tabei 4.1 Spesifikasi Turbin 4.3 Analisa Data a. Grafik Perbandingan putaran (rpm) vs Kec. Angin (V) Grafik 4.1 Perbandingan putaran (rpm) vs Kec. Angin (V)

6 Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin, maka putaran juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan angin terendah 1,8 m/s menghasilkan putaran 82,3 rpm dan menghasilkan putaran 283 rpm. c. Grafik Perbandingan Arus (A) b. Grafik Perbandingan Tegangan (Volt) Grafik 4.2 Perbandingan Tegangan (Volt) Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin, maka tegangan juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan angin terendah 1,8 m/s menghasilkan tegangan 0.8 volt dan menghasilkan putaran 5,9 volt. Grafik 4.3 Perbandingan Arus (A) Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin, maka arus (A) juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan angin terendah 1,8 m/s menghasilkan arus 0,0028 A dan menghasilkan 0,082 A. d. Grafik Perbandingan Daya (watt) Grafik 4.4 Perbandingan Daya (watt) Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa, semakin tinggi kecepatan angin,

7 maka daya (watt) juga akan sekakin tinggi. Dimana kecepatan angin terendah 1,8 m/s menghasilkan daya 0,0017 watt dan menghasilkan 0,387 watt. V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil kaji eksperimen turbin angin tipe Savonius Jenis Split S yang dilakukan oleh penulis dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Kecepatan angin sangat mempengaruhi besar atau kecilnya daya yang dihasilkan oleh turbin, dimana semakin tinggi kecepatan angin, maka akan semakin besar daya yang dihasilkan oleh turbin dengan curva hiperbolik. 2. Daya minimum yang dihasilkan pada kecepatan angin 1,8 m/s adalah 0,0017 watt dan daya maksimum 0,387 watt dengan kecepatan angin 4,8 m/s. 5.2 Saran Diharapkan kepada peneliti yang ingin melakukan kaji eksperimental turbin angin berikutnya, bisa membuat turbin angin yang lebih besar, sehingga luas penampang anginnya lebih besar dan bisa menghasilkan putaran yang lebih besar, maka daya yang dihasilkan juga akan lebih besar. DAFTAR PUSTAKA Douglas,JR. An overview of Wind Power development in the Midwest. ( diakses tanggal 10 januari 2008) Gamy, Arri Kurniawan. Perencanaan Turbin angin Savonius dengan sistem magnetic Levitation.UBH: Padang Gourieres, D L. Wind Power Plants. Pergamon Press: England Hanafie, hasim. Pengoperasian Kincir Angin. ( diakses tanggal 16 juni 2007). Menet J-L, A Double Step Savonius Rotor For Local Production Of Electricity: a Design Study. ( 2004) Reksoatmodjo,Tedjo N. Vertical-Axis Differential Drag Windmill ( petra.ac.id diakses 8 januari 2008) Wikipedia. Angin. ( diakses tanggal 28 agustus 2007) Wikipedia. Magnetisme, ( me 2009)