PERANCANGAN TURBIN ANGIN UNTUK SKALA RUMAH TANGGA TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PERANCANGAN TURBIN ANGIN UNTUK SKALA RUMAH TANGGA TUGAS AKHIR Diajukan Kepada : Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh : Novindra Dwi Prasetyo JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMDIYAH MALANG 2014

2 Poster ii

3 iii

4 iv

5 LEMBAR SURAT PERNYATAANg bertanda tangan di bawah : v

6 vi

7 KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, taufik dan hidayah-nya, penyusunan skripsi yang berjudul Perancangan Turbin Angin Untuk Skala Rumah Tangga dapat diselesaikan dengan baik, meskipun terdapat halangan-halangan yang menjadi pelambat pengerjaannya. Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang. Penulis menyadari bahwa dalam proses penulisan skripsi ini banyak mengalami kendala, namun berkat bantuan, bimbingan, kerjasama dari berbagai pihak dan berkah dari Allah SWT sehingga kendala-kendala yang dihadapi tersebut dapat diatasi. Untuk itu penuli menyampaikan ucapan banyak-banyak terima kasih dan penghargaan kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penuyusnan skripsi ini. Selain itu juga disampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT yang telah memberi kesempatan, kesehatan, berkah, dan hidayah-nya. 2. Kedua Orang Tua saya dan kakak adik saya, serta Keluarga besar saya di Malang yang telah banyak mendukung saya baik dalam hal do a, moral, masukan, arahan, motivasi, dan materi. 3. Nenek saya yang telah memberi semangat kepada saya selama ini. 4. Bapak Ir. Sudarman, MT selaku pembimbing I yang telah dengan sabar, tekun, tulus, ikhlas meluangkan waktu, tenaga dan pikiran memberikan vii

8 bimbingan, motivasi, arahan, dan saran-saran yang sangat berharga pada penulis selama menyusun skripsi. 5. Bapak Ir. Mulyono, MT selaku pembimbing II yang dengan penuh ketegasan, kesabaran, dan telah membangun mental saya menjadi lebih besar. Dan telah banyak meluangkan waktu beliau, dan banyak memberikan petunjuk arahan serta bimbingan untuk mengerjakan skripsi ini. 6. Dosen wali saya bapak Ir. Ali Syaifullah, MT, yang telah banyak-banyak memberi motivasi dan semangat kepada saya untuk lekas menyelesaikan skripsi ini. 7. Terimakasih yang terdalam juga kepada keluarga besar SIN-C 09 (tanpa pengecualian yang telah banyak-banyak memberi masukan, motivasi, bantuan tenaga, moral maupun materi, dan do anya sampai terselesaikannya skripsi ini. BEST FRIEND FOREVER. 8. Terimakasih kepada saudara rifai, dino, oji, yang sudah memberi keleluasaan didalam kamar kostnya dan kepada saudara aryo, perdana, khatib, ikang, didit, ovan, febri, samsul yang sudah bersedia menemani sampai terselesaikan skripsi ini. 9. Dosen-dosen dan staf kepengajaran dibangku perkuliahan yang telah banyak memberikan saya ilmu, pengetahuan, dan wawasan kepada penulis. 10. Dosen penguji skripsi, yang telah banyak memberikan masukan, kritik, dan sarannya tentang materi-materi yang penulis belum pahami sebelumnya. 11. Bapak Ir. Daryono, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammdiyah Malang yang telah banyak-banyak memberikan solusi selama mengerjakan skrispsi ini. viii

9 ix

10 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i POSTER... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING I... iv LEMBAR ASISTENSI PEMBIMBING II... v LEMBAR SURAT PERNYATAAN... vi ABSTRAK INGGRIS... vii ABSTRAK INDONESIA... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Batasan Masalah... 4 BAB II LANDASAN TEORI Potensi Angin Terjadinya Angin Kecepatan Angin Definisi Turbin Angin Turbin Angin Sumbu Horizontal Turbin Angin Sumbu Vertical Prinsip-prinsip Tenaga Angin Daya Angin Total Daya Listrik Bermanfaat Kecepatan Angin Rata-rata Pemilihan Bilah Sudu Gear Box x

11 2.6 Generator Hub Tower Tali Baja Penyimpanan Energi Rectifier - Inverter BAB III METODOLOGI Prosedur Perancangan Daftar Persyaratan (Requirement List) BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN Prinsip Kerja dan Struktur Kerja Kombinasi dan Susunan Konsep Batasan Desain Daya Rencana Desain Rotor Tip Speed Ratio (TSR) Pemilihan Bilah Sudu Geometri Bilah Sudu Berat Turbin Berat Hub BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Pengelompokkan potensi angin, pemanfaatan dan lokasi potensial... 2 Tabel 2.1 Skala Beaufort... 7 Tabel 3.1 Spesifikasi Desain Tabel 4.1 Kombinasi Sub fungsi yang Didasarkan pada Diagram Blok Sub Fungsi 25 Tabel 4.2 Pemilihan Jumlah Bilah Sudu Tabel 4.3 Harga Radius Lokal Blade Tabel 4.4 Harga Geometri Sudu-sudux Tabel 4.5 Harga Yc dan Yt Tabel 4.6 Harga Bagian Atas (X U, Y U ) dan Bagian Bawah (X L, Y L ) xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH) Gambar 2.2 Turbin Darrieus Gambar 2.3 Turbin Savonius Gambar 2.4 Gear Box Tipe Improving Speed Gambar 2.5 Hub Gambar 2.6 Tower Tipe Guyed Tilt-up Gambar 2.7 Tali Baja (Sling) Jenis Konstruksi Tali Paralel Gambar 3.1 Aliran energi pada diagram blok sub fungsi Gambar 3.2 Diagram Alir Proses Perancangan dan Pembuatan Gambar 4.1 Definisi Rasio Kecepatan Gambar 4.4 Konstruksi Geometri Airfoil NACA xiii

14 DAFTAR PUSTAKA Arismunandar W, 2004, Penggerak Mula Turbin, ITB, Bandung. DESDM (2003), Kebijakan Pengembangan Energi Terbarukan Dan Konservasi Energi (Energi Hijau), Jakarta. El-Wakil, M. M, 1984, Powerplant Technology, Mc-Graw Hill Book Company, Chapt. 14, Pages Iswahyudi A., 2007, Perancangan Sudu Turbin Angin Sebagai Energi Alternatif Untuk Desalinasi Dengan Daya 1000 Watt, Universitas Muhammadiyah Malang. Jansen, W.A.M., Smulders, Rotor Design For Horizontal Axis Windmills, SWD Eindhoven. Piggott, Hugh, 2008, Wind Turbine Blade Design, CAT Wind Course March 2008, Lecture 8 Setiono P., 2006, Pemanfaatan Alternator Mobil Sebagai Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Angin, Universitas Negeri Semarang. Soetadji, N. S. Ir. IPM, Pemanfaatan Tenaga Angin Untuk Energi Listrik, Jakarta Sudarman, 1999, Geometri Bilah Sudu Plat Lengkung 7% Pada Pembangkitan Daya Kincir Angin 1200 Watt, Disain Teoritis, PPS-UI, Jakarta. xiv

15 Timoshenko, 1997, Mekanika Bahan, Erlangga, Jakarta. xv