2013-12-29 ~ Mechanical Engineering Blog

TIM BATARA BAYU IST AKPRIND

Nama Tim : BATARA BAYU
Pembina Tim           : Ir.Toto Rusianto, M.T
Ketua Tim               : Agung Nugroho
Anggota   : Sulistyo Nugroho

Samsuhadi Fahmi

Patria Wijayanto

Aditia Putra Kurniawan

Latar Belakang

Pemanfaatan tenaga angin sebenarnya bukanlah hal yang baru dalam sejarah peradaban. Sudah berabad-abad lamanya manusia menggunakan angin sebagai tenaga penggerak kapal yang dipakai untuk mengarungi samudera dan menjelajah semesta. Konon, pada abad ke-17 SM, bangsa Babilonia kuno pun sudah menggunakan tenaga angin untuk sistem irigasi. Turbin angin pertama sebagai pembangkit listrik berupa sebuah kincir angin tradisional dibuat oleh Poul La Cour di Denmark lebih dari 100 tahun yang lalu. Kemudian pada awal abad ke-20 mulai ada mesin eksperimen untuk turbin angin. Pengembangan lebih serius dilakukan pada saat terjadi krisis minyak di era 1970-an dimana banyak pemerintah di seluruh dunia mulai mengeluarkan dana untuk riset dan pengembangan sumber energi baru atau energi alternatif. Diawal 80-an terlihat pengembangan utama dilakukan di California dengan pembangunan ladang PLTB dengan ratusan turbin kecil. Sehingga sampai akhir dekade tersebut sudah dibangun 15.000 turbin angin dengan kapasitas pembangkit total sebesar 1.500 MW di daerah itu. Di era 80-an tersebut juga diikuti pemangkasan subsidi pemerintah untuk dana pengembangan turbin angin ini.

Di Denmark, pemerintah tetap mendukung secara kontinu serta tetap mengawal pengembangan teknologi turbin angin ini.Akibatnya, teknologi dasar mereka tetap terpelihara dan tidak menghilang. Sehingga pada saat energi angin kembali menguat diawal 90-an, banyak perusahan yang bergerak dibidang ini mampu merespon dengan cepat dan hasilnya mereka mampu mendominasi pasar hingga saat ini. Sebagian besar ladang turbin angin yang terpasang masih di daratan. Hasil studi yang diadakan hingga akhir tahun 2002, kapasitas total terpasang untuk turbin angin darat berkisar 24 Giga Watt (GW) dan dipasang lebih dari 3 tahun terakhir. Lalu instalasi pertahunnya telah mencapai 4 GW. Saat ini laju rata-rata turbin terpasang secara internasional sudah mendekati 1 MW per unit. Dengan keberhasilan pengembangan dalam skala yang ekonomis tersebut, saat ini energi angin sudah mampu bersaing dengan pembangkit listrik lainnya seperti batubara maupun nuklir untuk daerah dimana banyak potensi angin. Perkembangan teknologi tenaga angin di Indonesia dirintis oleh Ridho Hantaro, ST.MT pilot proyek sederhana bertemakan “renewable energy” hingga memenangkan “Brits Award for Poverty Alleviation 2006″. Proyek ini adalah pembuatan turbin angin pembangkit listrik di pulau Sapeken, Kabupaten Sumenep, Jawa Timur. Turbin angin berdiameter rotor 4 meter dengan 6 buah daun alumunium ini mampu menghasilkan daya hingga 1 KW dengan tiang penopang setinggi 8 meter.

Salah satu upaya untuk mengatasi krisis energi adalah mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi fosil dengan cara memanfaatkan sumber energi alternatif. Salah satu energi alternatif yang dapat digunakan adalah energi angin. Kebutuhan Energi Listrik di Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya terus meningkat. Hal ini disebabkan oleh pertambahan jumlah penduduk, pertumbuhan ekonomi serta pola konsumsi energi yang terus meningkat. Energi listrik merupakan energi yang sangat penting bagi peradabann manusia baik dalam kegiatan sehari hari hinggadalam kegiatan industri. Energi listrik tersebut digunakan untuk berbagai kebutuhan, seperti penerangan dan juga proses proses yang melibatkan barang-barang elektronik dan mesin industri. Dengan kebutuhan energi listrik yang besar maka dibutuhkan sumber energi pembangkit listrik yang mencukupi kebutuhan tersebut. Tentunya dengan tetap menjaga ketersediaan energi fosil yang diketahui semakin menipis. Mengingat hal tersebut diperlukan suatu sumber daya terbarui yang keberadaannya tidak terbatas, untuk mendapatkan kondisi ini diperlukan langkah strategis yang dapat menunjang penyediaan energi listrik secara optimal dan terjangkau.

Salah Satu upaya mengatasi krisis energi adalah mengurangi ketergantungan terhadap sumber energi fosil dengan cara memanfaatkan sumber energi alternatif. Salah satu energi alternatif yang dapat digunakan adalah energi yang terdapat pada alam seperti angin. Energi angin dapat dimanfaatkan pada pembangkit listrik tenaga angin yang merupakan suatu metode untuk menghasilkan energi listrik dengan cara memutar turbin angin yang dihubungkan ke generator kemudian hasilnya disimpan dalam elemen penyimpan, dan untuk menjaga tegangan kaluaran dari generator dibutuhkan pengendali agar energi listrik yang masuk kedalam baterai optimal.

Energi listrik yang tersimpan dalam baterai akan digunakan untuk menyalakan beberapa peralatan listrik rumah tangga seperti lampu, televisi dan beberapa peralatan listrik yang memiliki kapasitas daya yang tidak terlalu besar. Karena peralatan listrik rumah tangga memiliki kapasitas tegangan arus bolak balik, maka energi listrik yang disimpan dalam baterai harus diubah dahulu dari tegangan arus searah menjadi arus bolak balik dengan inverter.

Tujuan

a. Mengetahui koefisien daya kincir

b. Menggunakan kincir angin poros horizontal untuk pembangkit listrik

c. Untuk meningkatkan dan mengembangkan kreativitas mahasiswa dalam bidang ilmu pengetahuan (IPTEK)

Manfaat

a. Kincir angin ini dapat digunakan sebagai salah satu pemanfaatan energi terbarukan.

b. Dalam pembuatan skala besar mampu menghasilkan energi listrik yang besar dan dapat di terapkan di masyarakat.

Desain

Horizontal Axis Wind Turbine

Turbin angin dengan sumbu horizontal mempunyai sudu yang berputar dalam bidang vertikal seperti halnya propeler pesawat terbang. Turbin angin biasanya mempunyai sudu dengan bentuk irisan melintang khusus di mana aliran udara pada salah satu sisinya dapat bergerak lebih cepat dari aliran udara di sisi yang lain ketika angin melewatinya. Fenomena ini menimbulkan daerah tekanan rendah pada belakang sudu dan daerah tekanan tinggi di depan sudu. Perbedaan tekanan ini membentuk gaya yang menyebabkan sudu berputar.

Sistem Turbin Angin Sumbu Horizontal

Desain Blade & Design Dudukan Generator

Design Tail (Pengendali)

Contoh Design kincir angin yang di aplikasikan di pantai

Data atau dimensi dari baling-baling SKEA adalah sebagai berikut :

1. Tipe blade (sudu) : Airfoil NACA GM 15 Smoothed

2. Bahan blade : Fiberglass (Komposit)

3. Panjang blade (sudu) : 124 cm

4. Lebar Pangkal Blade : 23 cm

5. Lebar Ujung Blade : 11 cm

6. Diameter rotor :268 cm

7. Sudut helix : 15o

Bahan yang dibutuhkan untu membuat Komponen

Mekanis:

Resin dan Matt sebagai cairan fiberglas

Pollyfoam Sebagai cetakan Pola Blade

Plat sebagai dudukan generator

Tower Triangle sebagai Tiang penyangga

Pasir dan semen sebagai pondasi, dll

Elektronik:

Generator Sebagai penghasil daya

Inverter untuk mengubah arus

Baterai / Accu sbg peyimpan energi

Lampu sbg beban

Transistor sbg Pengaman tegangan ,dll

Proses Pembuatan

Blade (Sudu)

a. Tinjauan Pustaka

b. Mendisain Blade

c. Pembuatan Pola Blade dari Pollyfoam

d. Pembuatan cetakan (pola belah)

e. Mempersiapkan materian

f. Membuat adonan fiberglass

g. Penuangan adonan dalam cetakan

h. Pembekuan

i. Pembukaan cetakan

j. Finishing (pengamplasan dan pengecetan)

k. Pembuatan lubang baut dudukan blade

l. Uji coba di lapangan

Generator

a.Tinjauan Pustaka

b. Pemilihan Generator

c. Perhitungan Rotor dan Stator

d. Magnit Permanen

e. Disain Fisik

f. Pembuatan Generator

g. Uji Coba

Tower

a. Tinjauan pustaka

b. Pemilihan Jenis Tower

c. Pemilihan Material Tower

d. Perhitungan Statika Struktur

e. Pengelasan

f. Uji Coba

Prinsip Kerja

Turbin angin mengkasilkan daya mekanis dari putaran blade di couple ke generator untuk kemudian di ubah menjadi energi listrik melalui inverter dan serangkaian komponek elektronis , kemudian data yang masuk akan di tampilkan pada DC Energi meter / Data Logger, dan yang akan muncul pada data logger adalah, Tegangan , Arus, Daya, dan energi yang dihasilkan.

Hasil yang dicapai

Turbin Angin Tim Batara Bayu IST AKPRIND mampu menghasilkan daya sampai 200 Wh dalam waktu 4 hari, Karena mengalami kendala Bladenya patah jadi membutuhkan waktu perbaikan sampai dua hari, jadi waktu optimal yang terpakai untuk menghasilkan energi adalah 2 hari.

Dokumntasi Kegiatan