Laporan analisis
- 1. HASIL ANALISIS TURBIN ANGIN HORIZONTAL Desain sebuah turbin angin pembangkit listrik yang baik memerlukan daya yang besar, torsi yang rendah, dan kecepatan putaran rotor turbin yang tinggi, sehingga diperoleh putaran rotor yang tinggi didalam generator. 1. Tower Tower merupakan kerangka yang digunakan untuk meletakkan turbin angin, pada turbin angin yang dianalisis tower yang digunakan adalah tower yang horizontal, dimana turbin angin bersumbu horizontal. 2. Blade (baling-baling) Blade adalah bagian turbin angin yang digunakan untuk menangkap kecepatan angin, kecepatan angin yang mengenai blade turbin akan memutar rotor, blade berfungsi untuk mengkonversi energi angin. Pada bagian pertama yang dianalisis adalah jenis turbin angin sumbu horizontal arah angin yang mengenai turbin horizontal dan putaran turbin vertical. Material blade Blade yang digunakan pada prototype yang diamati berbahan kayu, karena kayu memiliki beban yang ringan sehingga dapat meningkatkan efisiensi kecepatan angin. Material blade yang digunakan dapat diganti dengan logam yang ringan yang kuat dengan alasan apabila blade dengan material kayu maka keawetannya tidak akan bertahan lama karena turbin angin berada di lingkungan luar dimana mengalami perubahan cuaca misalnya terkena air ketika hujan dan kepanasan pada siang hari, hal tersebut bisa mengakibatkan blade menjadi rapuh dan mudah patah. Jumlah blade Jumlah blade memiliki pengaruh terhadap putaran rotor yang dihasilkan dari kecepatan angin yang dapat ditangkap. Berdasarkan pengamatan jumlah blade terbagi menjadi 3 yaitu dua blade dan tiga
- 2. blade, dimana semakin banyak jumlah blade semakin tinggi torsi yang dihasilkan. Desain blade Desain blade disini meliputi bentuk blade yang di gunakan, pada turbin yang diamati bentuk blade yang di pakai mirip dengan sayap pada pesawat. Kemiringan blade juga di perhitungkan karena hal tersebut juga mempengaruhi daya angin yang di tangakap. Lensa Lensa adalah peralatan yang sengaja dibuat guna mengarahkan atau memfokuskan arah angin agar kecepatan angin ridak menyebar. Lensa akan mempengaruhi kecepatan rotor dan daya listrik pada kecepatan angin yang rendah. Berdasarkan hasil pengamatan lensa yang digunakan terbuat dari besi yang bentuknya menyerupai nozel dalam ukuran besar dan memiliki kerangka sehingga letaknya sejajar dan tepat berada di depan blade. Pada prototype dijumpai kerangka lensa yang tidak rapat yang mengakibatkan terdapat lubang-lubang kecil yang bisa menyebabkan tujuan dari lensa belum tercapaisecara maksimum karena angin yang ditangkap akan keluar melalui lubang kecil-kecil pada lensa. Hal tersebut dapat diatasi dengan menambahkan dempul pada bagian yang berlubang. Analisis Perhitungan Daya (P) yang dimiliki angin sebelum dikonversi oleh turbin angin : = 1 2 ( 基) 1 = 1 2 基2 Dari total daya yang dimiliki, tidak semua dapat dikonversi menjadi energi mekanik. Aliran udara sebelum melewati rotor turbin lebih kecil luasnya daripada setelah melewati rotor. Daya angin yang dapat diubah turbin diperoleh dari selisih luas penampang dan kecepatan aliran angin didepan rotor dengan luas penampang dan kecepatan angin dibelakang rotor. Dengan v =
- 3. kecepatan angin depan rotor, v = kecepatan angin saat melewati rotor, dan v = kecepatan angin dibelakang rotor. Angka diasumsikan Koefisien da ya coefficient power (Cp) digunakan untuk mengetahui berapa besar energi angin yang dapat dikonversi dari energi kinetik angin yang melalui penampang rotor. konstruksi turbin angin dan prinsip konversi energinya sangat berpengaruh terhadap Cp. Cp merupakan perbandingan antara daya keluaran motor terhadap daya mekanik angin yang melewati rotor : 駒 = = 1 4 ( ｂｂ)(ｂ族ｂ族) 1 2 基ｂ続 dimana: Cp = koefisien daya P = daya mekanik rotor (watt) P = daya mekanik total yang terkandung dalam angin sebelum melalui rotor (watt) Tip speed ratio adalah rasio kecepatan ujung rotor terhadap kecepatan angin. tip speed ratio akan berpengaruh pada kecepatan putar rotor. Daya yang dihasilkan oleh rotor dengan kecepatan angin yang ada sangat bergantung terhadap pemilihan tip speed ratio = 倹 60 dengan: 了 = tip speed ratio D = diameter rotor (m) n = putaran rotor (rpm) v = kecepatan angin (m/s)
- 4. Tabel 1. Hasil Pengukuran Daya Listrik dan Kecepatan Putaran Rotor pada Turbin Angin dengan Jumlah Blade 2 Lensa Kecepatan Angin (m/s) Daya Listik (Watt) Kecepatan Putaran (RPM) Tanpa 2,5 0 159 3,5 0,0668333 1186 4,5 0,068333 853 A 2,5 0 265 3,5 0,066863 1267 4,5 0,07069 882 B 2,5 0 329 3,5 0,068947 929 4,5 0,0724 1037 C 2,5 0 381 3,5 0,086 936 4,5 0,074815 1051
- 5. Tabel 2. Hasil Pengukuran Daya Listrik dan Kecepatan Putaran Rotor pada Turbin Angin dengan Jumlah Blade 3 Lensa Kecepatan Angin (m/s) Daya Listrik (Watt) Kecepatan Putaran (RPM) Tanpa 2,5 0,062222 1028 3,5 0,065778 1186 4,5 0,068205 1363 A 2,5 0,066154 1321 3,5 0,0705 1481 4,5 0,071628 1410 B 2,5 0,067 1487 3,5 0,072766 1528 4,5 0,080732 1602 C 2,5 0,075882 1681 3,5 0,105814 1835 4,5 0,082041 1788
- 6. Tabel 3. Hasil Pengukuran Daya Listrik dan Kecepatan Putaran Rotor pada Turbin Angin dengan Jumlah Blade 4 Lensa Kecepatan Angin (m/s) Daya Listrik (Watt) Kecepatan Putaran (RPM) Tanpa 2,5 0,061852 1485 3,5 0,066227 1675 4,5 0,062791 2062 A 2,5 0,066875 1677 3,5 0,06778 1987 4,5 0,068871 2143 B 2,5 0,069333 1784 3,5 0,078409 2146 4,5 0,0714 2280 C 2,5 0,073636 1743 3,5 0,091667 2234 4,5 0,072264 2215 Dari data yang diperoleh dari pengukuran daya listrik turbin angin dan kecepatan putaran rotor dengan variasi jumlah blade dan variasi jenis lensa, maka dapat digambarkan pada diagram sebagai berikut:
- 7. Grafik 1. Pengaruh Penambahan Lensa Terhadap Daya Listrik pada Turbin Angin 2Blade Grafik 2. Pengaruh Penambahan Lensa Terhadap Daya Listrik pada Turbin Angin 3Blade 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 2.5 3.5 4.5 dayalistrik(watt) Kecepatan angin (m/s) Grafik Pengaruh Penambahan Lensa Terhadap Daya Listrik pada Turbin Angin 3 Blade Tanpa A B C 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 2.5 3.5 4.5 AxisTitle Kecepatan angin (m/s) Grafik Pengaruh Penambahan Lensa Terhadap Daya Listrik pada Turbin Angin 3 Blade Tanpa A B C
- 8. Grafik 3. Pengaruh Penambahan Lensa Terhadap Daya Listrik pada Turbin Angin 4 Blade Berdasarkan data yang didapatkan, diketahui bahwa daya listrik yang dihasilkan memiliki nilai yang berbeda satu sama lain pada masing-masing kriteria yang digunakan seperti jumlah blade dan penambahan lensa. Penambahan lensa dan jumlah blade memberikan pengaruh terhadap kecepatan putaran rotor dan daya listrik turbin angin. 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 2.5 3.5 4.5 DayaListrik(Watt) Kecepatan Angin (m/s) Grafik Pengaruh Penambahan Lensa Terhadap Daya Listrik pada Turbin Angin 4 Blade Tanpa A B C