TURBIN ANGIN MINI SEBAGAI ALTERNATIF SUMBER ENERGI LISTRIK UNTUK LAMPU
NAVIGASI PADA KAPAL PENANGKAP IKAN
DUDI FIRMANSYAH
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN PERIKANAN TANGKAP DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2012
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Turbin Angin Mini sebagai Alternatif
Sumber Energi Listrik untuk Lampu Navigasi pada Kapal Penangkap Ikan
merupakan karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya ilmiah yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, 09 Februai 2012
Dudi Firmansyah
ABSTRAK
DUDI FIRMANSYAH, C44070044. Turbin Angin Mini sebagai Alternatif Sumber Energi Listrik untuk Lampu Navigasi pada Kapal Penangkap Ikan. Dibimbing oleh FIS PURWANGKA dan BUDHI HASCARYO ISKANDAR. Mengetahui pengaruh waktu (siang dan malam) terhadap besarnya kecepatan angin (km/jam) di daerah penelitian, mengetahui tipe angin berdasarkan kecepatan angin (km/jam) rata-rata di daerah penelitian menurut tabel skala Beaufort, mengetahui pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu pada turbin angin terhadap kecepatan putaran per menit (rpm) alternator, mengetahui perbandingan lama waktu pengisian baterai oleh turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu, mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan rangkaian lampu LED. Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode percobaan, yaitu melakukan uji coba turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu. Pengumpulan data penelitian ini dilakukan dengan cara pengamatan/observasi, yaitu dengan cara mengamati turbin angin 3 sudu dan 6 sudu, adapun hal yang diamati pada penelitian ini yaitu sebagai berikut : kecepatan angin (km/jam) dan arah angin, kecepatan putaran (rpm) alternator, arus (ampere) yang dihasilkan, jenis angin dan tipe angin. Analisis data yang digunakan pada penelitian ini yaitu, analisis univariat, bivariat dan analisis lanjut. Waktu (siang dan malam) memberikan pengaruh terhadap besarnya kecepatan angin di daerah penelitian, dimana pada siang hari kecepatan angin lebih besar dibandingkan malam hari. Menurut tabel skala Beaufort, tipe angin yang di daerah penelitian pada saat melakukan pengamatan termasuk dalam tipe angin lemah. Jumlah sudu pada baling-baling memberikan pengaruh terhadap peningkatan kecepatan putaran per menit (rpm) alternator, dimana turbin angin dengan 6 sudu menghasilkan kecepatan putaran per menit (rpm) alternator lebih besar dibandingkan turbin angin dengan 3 sudu. Lama waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ampere baterai sampai penuh oleh turbin angin dengan 3 sudu yaitu 1 jam 45 menit, sedangkan oleh turbin angin dengan 6 sudu waktu yang dibutuhkan hanya 1 jam 30 menit. Jadi, turbin angin dengan 6 sudu menghasilkan arus (ampere) yang lebih besar. Energi yang dihasilkan turbin angin mini dengan 6 sudu mampu untuk menghidupkan tiga buah rangkaian lampu LED (putih, merah, dan hijau) selama 125,6 jam atau sama dengan ± 5 hari. Kata kunci: Lama waktu pengisian baterai, Pengaruh jumlah sudu, Turbin angin
dengan alternator, Turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu, Turbin angin mini.
© Hak cipta IPB, Tahun 2012 Hak cipta dilindungi Undang-Undang 1) Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa
mencantumkan atau menyebutkan sumber: a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. 2) Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa seizin IPB.
TURBIN ANGIN MINI SEBAGAI ALTERNATIF SUMBER ENERGI LISTRIK UNTUK LAMPU
NAVIGASI PADA KAPAL PENANGKAP IKAN
DUDI FIRMANSYAH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada
Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN PERIKANAN TANGKAP
DEPARTEMEN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2012
Judul Skripsi : Turbin Angin Mini sebagai Alternatif Sumber Energi Listrik untuk Lampu Navigasi pada Kapal Penangkap Ikan
Nama Mahasiswa : Dudi Firmansyah
NIM : C44070044
Program Studi : Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap
Disetujui:
Pembimbing I, Pembimbing II,
Fis Purwangka, S.Pi., M.Si. Dr. Ir. Budhi H. Iskandar, M.Si. NIP. 1972 0502 200701 1 002 NIP : 1967 0215 199103 1 004
Diketahui: Ketua Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan,
Dr. Ir. Budy Wiryawan, M.Sc. NIP. 1962 1223 198703 1 001
Tanggal lulus: 09 Februari 2012
KATA PENGANTAR
Skripsi ditujukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar sarjana pada
Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Judul yang dipilih dalam penelitian yang
dilaksanakan pada bulan Juni-Desember 2011 ini adalah Turbin Angin Mini
sebagai Alternatif Sumber Energi Listrik untuk Lampu Navigasi pada Kapal
Penangkap Ikan.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:
1. Fis Purwangka, S.Pi., M.Si dan Dr. Ir. Budhi H. Iskandar, M.Si. atas arahan
dan bimbingannya selama penyusunan skripsi ini;
2. Dr. Ir. Mohammad Imron, M.Si. selaku Komisi Pendidikan Departemen
Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan dan Dr. Yopi Novita, S.Pi., M.Si. selaku
penguji tamu;
3. Dosen Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan atas ilmu yang telah
diberikan selama ini;
4. Bidang Penelitian dan Publikasi Departemen Pemanfaatan Sumberdaya
Perikanan atas pemberian dana untuk penelitian insentif 2011.
5. Orang tua dan Kakakku atas semua doa, nasehat, semangat serta kasih sayang
yang diberikan selama ini kepada penulis;
6. Fitria Nur Indah Sari atas doa, dukungan dan semangatnya selama ini;
7. Teknisi SLK Palabuhanratu (Kang Syarif, Om Chris, Kang Arik dan yang
lainnya) atas bantuannya selama melakukan penelitian;
8. Laboratorium KKO Crew (Kang Maman, Eko, Bang Bobi, Bang Komar,
Mbak Dini dan Furqon “Golo”) atas bantuannya selama pembuatan alat;
9. Keluarga Bagan PSP (Ade, Beni, Dede, Reza Rois, dan Ryan) atas doa,
dukungan dan semangatnya selama ini;
10. Teman-teman seperjuangan PSP 44, adik-adik PSP 45, dan PSP 46 atas
segala dorongan, inspirasi dan semangat kepada penulis;
11. Pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca.
Bogor, Februari 2012
Dudi Firmansyah
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kota Kuda Kuningan-Jawa Barat pada
tanggal 23 Desember 1988 dari pasangan Bapak Edi
Heryadi (Alm) dan Rusih. Penulis merupakan putra
keempat dari empat bersaudara. Penulis lulus dari SMA
Negeri 3 Kuningan pada tahun 2007 dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB (USMI).
Penulis memilih Mayor Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap,
Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Fakultas Perikanan dan Ilmu
Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Aria
Kamuning - Kuningan (Himarika) sebagai Ketua Divisi P2M periode 2008-2009,
Ketua Praktek Lapang (Fieldtrip) Oseanografi Umum Tahun 2009, dan Himpunan
Mahasiswa Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan (Himafarin) sebagai Ketua
Umum Himpunan Mahasiswa Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan (Himafarin)
periode 2010-2011.
Penulis menerima dana dari bagian Bidang Penelitian dan Publikasi
Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan untuk melakukan penelitian dan
penyusunan skripsi dengan judul “Turbin Angin Mini sebagai Alternatif Sumber
Energi Listrik untuk Lampu Navigasi pada Kapal Penangkap Ikan”. Penyusunan
skripsi ini digunakan untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Program
Studi Teknologi dan Manajemen Perikanan Tangkap, Departemen Pemanfaatan
Sumberdaya Perikanan dan dinyatakan lulus dalam sidang sarjana pada tanggal 09
Februari 2012.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................... i
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ii
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. iii
1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1 1.2 Tujuan Penelitian ................................................................................... 2 1.3 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3
2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Angin dan Proses Terjadinya Angin ..................................................... 4 2.1.1 Alat ukur kecepatan angin ............................................................. 4 2.1.2 Jenis-jenis angin ............................................................................ 6 2.1.3 Pola umum angin di Indonesia ...................................................... 7 2.2 Jenis Turbin Angin ................................................................................ 8 2.2.1 Konstruksi turbin angin ................................................................. 8 2.3 Alternator Mobil .................................................................................... 11 2.4 Sistem Penyimpanan Energi Listrik ...................................................... 11 2.5 Sistem Kelistrikan pada Kapal Penangkap Ikan .................................... 12 2.6 Lampu LED (Light Emitting Diode) ..................................................... 13 2.7 Lampu Navigasi .................................................................................... 14
3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................... 16 3.2 Alat dan Bahan ...................................................................................... 16 3.3 Metode Penelitian .................................................................................. 17 3.4 Metode Pengumpulan Data ................................................................... 17 3.5 Analisis dan Penyajian Data .................................................................. 18 3.6 Pembuatan dan Perancangan Alat ......................................................... 22 3.6.1 Pembuatan alat .............................................................................. 22 3.6.2 Perancangan alat ............................................................................ 24
4 KEADAAN UMUM DAERAH PENELITIAN 4.1 Letak dan Luas Wilyah ......................................................................... 27 4.2 Musim Penangkapan Ikan ..................................................................... 27 4.3 Unit Penangkapan Ikan ......................................................................... 27
4.3.1 Kapal ........................................................................................... 27 4.3.2 Alat tangkap ................................................................................ 28 4.3.3 Nelayan ........................................................................................ 29
4.4 Kondisi Umum Angin di Wilayah Palabuhanratu ................................. 29
5 HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Pengamatan Kecepatan Angin pada Turbin Angin dengan 3
Sudu dan 6 Sudu .................................................................................. 31 5.1.1 Sebaran frekuensi kecepatan angin pada turbin angin dengan 3
sudu dan 6 sudu ........................................................................... 32 5.1.2 Tipe angin dan jenis angin pada turbin angin dengan 3 sudu
dan 6 sudu ................................................................................... 33 5.2 Hubungan Kecepatan Angin (km/jam) dan Kecepatan Putaran
per menit (rpm) Alternator pada Turbin Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu ................................................................................................... 36
5.3 Hubungan Kecepatan Putaran per menit (rpm) Alternator dan Arus yang Dihasilkan pada Turbin Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu ......... 38
5.4 Pengaruh Jumlah 3 Sudu dan 6 Sudu pada Turbin Angin terhadap Peningkatan Kecepatan Putaran per menit (rpm) Alternator ............... 40 5.5 Perbandingan Lama Waktu Pengisian Ampere Baterai oleh Turbin
Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu ........................................................ 41 5.6 Waktu yang Dibutuhkan untuk Menghidupkan Rangkaian Lampu
LED ...................................................................................................... . 42 5.7 Spesifikasi Turbin Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu .......................... 43
6 KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan ............................................................................................ 45 6.2 Saran ...................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 47
LAMPIRAN .................................................................................................... 48
i
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Tabel Skala Beaufort ................................................................................... 5
2 Jumlah perahu motor tempel dan kapal motor tahun 2005 - 2010 .............. 28
3 Jumlah alat tangkap di kabupaten Sukabumi tahun 2005 - 2010 ................ 28
4 Jumlah nelayan PPN Palabuhanratu tahun 2006 - 2010 .............................. 29
5 Sebaran frekuensi kecepatan angin (km/jam) pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ........................................................................................... 32
6 Tipe angin berdasarkan skala Beaufort pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu .................................................................................................... 34
7 Tipe angin berdasarkan skala Beaufort untuk kecepatan angin angin rata-rata pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ........................................ 34
8 Jenis angin pada saat pengujian turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu .... 35
9 Kecepatan angin (km/jam) dan kecepatan putaran per menit (rpm) alternator pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ……………… .... 36
10 Kecepatan putaran per menit (rpm) alternator dan arus (ampere) yang dihasilkan pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ............................. 38
11 Perbandingan lama waktu pengisian baterai oleh turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ........................................................................................... 41
12 Spesifikasi turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ..................................... 44
ii
DAFTAR GAMBAR Halaman
1 Anemometer ................................................................................................ 4
2 Turbin angin Propeller dan Darrieus ......................................................... 8
3 Jenis-jenis model sudu ................................................................................ 9
4 Alternator mobil ......................................................................................... 11
5 Accu mobil 12 Volt 45 ampere ................................................................... 12
6 Bagian lampu LED ...................................................................................... 13
7 Posisi lampu pada kapal ukuran kurang dari 7 m ....................................... 14
8 Posisi lampu pada kapal ukuran 7 – 12 m ................................................... 14
9 Posisi lampu pada kapal ukuran 12 – 20 m. ................................................ 15
10 Bentuk baling-baling yang dibuat. .............................................................. 22
11 Rangka alternator yang telah dibuat. .......................................................... 23
12 Turbin angin mini. ....................................................................................... 23
13 Sudu yang telah dipasang pada puli ............................................................ 24
14 Alternator yang telah terpasang pada rangka alternator. ............................ 24
15 Puli baling-baling terpasang pada rotor alternator. .................................... 25
16 Rangka alternator dihubungkan dengan tiang. ........................................... 25
17 Saat ekor telah terpasang. ............................................................................ 25
18 Saat kabel sudah terhubung. ........................................................................ 26
19 Semua komponen sudah terpasang. ............................................................ 26
20 Rata-rata kecepatan angin di Palabuhanratu bulan Januari – Agustus 2011. 30
21 Grafik hubungan antara waktu dan kecepatan angin saat pengamatan pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu. ..................................................... 31
22 Histogram sebaran frekuensi kecepatan angin pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu. .......................................................................................... 33
23 Grafik hubungan antara kecepatan angin (km/jam) dengan putaran (rpm) alternator pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ............................ 37
24 Grafik hubungan antara kecepatan putaran alternator (rpm) dengan arus (ampere) yang dihasilkan pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu ..... 39
25 Pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu terhadap peningkatan kecepatan putaran (rpm) alternator .......................................................................................... 40
26 Perbandingan lama waktu pengisian ampere baterai oleh turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu. ....................................................................................... 42
27 Rangkaian lampu LED. ............................................................................... 43
iii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Tabel data hasil pengamatan turbin angin dengan 3 sudu ........................... 48
2 Tabel data hasil pengamatan turbin angin dengan 6 sudu ........................... 50
3 Alat dan bahan ............................................................................................. 52
4 Dokumentasi hasil penelitian ...................................................................... 54
1
1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menurut Indartono (2005) yang diacu oleh Alamsyah (2007), energi
merupakan bagian penting dalam kehidupan masyarakat, karena hampir semua
aktivitas manusia selalu membutuhkan energi. Misalnya untuk penerangan, proses
industri atau untuk menggerakkan peralatan rumah tangga diperlukan energi
listrik, untuk menggerakkan kendaraan baik roda dua maupun empat diperlukan
bensin, serta masih banyak peralatan di sekitar kehidupan manusia yang
memerlukan energi. Sebagian besar energi yang digunakan di Indonesia berasal
dari energi fosil yang berbentuk minyak bumi dan gas bumi. Jumlah energi fosil
ini semakin lama akan semakin berkurang dan harganya akan terus naik, sehingga
perlu dicarikan sumber energi alternatif untuk membangkitkan energi listrik
tersebut.
Menurut Triharyanto (2007), banyak sekali energi alternatif dari alam
terutama di Indonesia yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Salah
satu alternatif energi yang dapat dipilih adalah angin, karena angin terdapat
dimana-mana sehingga mudah didapatkan serta tidak membutuhkan biaya besar.
Energi listrik tidak dapat langsung dihasilkan oleh alam, maka untuk
memanfaatkan energi angin ini dibutuhkan sebuah alat yang dapat merubah energi
angin tersebut menjadi energi listrik. Alat yang digunakan yaitu turbin angin,
dimana turbin angin ini akan menangkap energi angin dan menggerakkan
alternator yang nantinya akan merubah energi gerak menjadi energi listrik.
Permasalahan sistem kelistrikan pada kapal-kapal penangkap ikan di
Indonesia masih kurang mendapatkan perhatian secara memadai, dimana sistem
kelistrikan yang ada berdasarkan pada sistem kelistrikan di darat. Padahal kondisi
lingkungan di laut dan di darat jauh berbeda, kondisi lingkungan di kapal bersifat
korosif, sehingga spesifikasi-spesifikasi peralatan yang digunakan akan berbeda.
Selain itu, ketersediaan energi listrik di kapal penangkap ikan sangat penting bagi
operasional dan keselamatan kapal. Tenaga listrik ini dipergunakan untuk
penerangan, sistem permesinan bantu, sistem pendingin ruang penyimpanan, serta
peralatan navigasi. Perencanaan sistem kelistrikan yang baik akan menghindarkan
dari terjadinya musibah yang diakibatkan hubungan singkat, sehingga terjadi
2
kebakaran di kapal ataupun kematian. Selain itu, perencanaan yang baik akan
dapat menghemat biaya operasional (Koenhardono, 2009).
Mengacu pada data statistik yang diinformasikan oleh IMO, ILO dan FAO
bahwa 7 persen kecelakaan fatal terjadi di industri penangkapan ikan dan setiap
tahunnya terjadi sekitar 24.000 kecelakaan tersebut, dimana 80 persen kecelakaan
kapal disebabkan oleh kesalahan manusia. Salah satu faktor penyebab kapal
tersebut mengalami kecelakaan yaitu kapal tersebut tidak dilengkapi dengan
peralatan navigasi yang sesuai dengan aturan yang berlaku, baik secara nasional
dan internasional, contohnya penggunaan lampu navigasi.
Dalam penelitian ini, dibuat suatu turbin angin mini tipe propeller yang
digunakan sebagai alternatif pembangkit listrik, dengan alternator mobil yang
berfungsi untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Selanjutnya, arus
dan daya listrik yang dihasilkan digunakan untuk mengisi ulang baterai (accu)
yang kemudian akan digunakan untuk kebutuhan listrik lampu. Lampu yang
digunakan yaitu tiga buah rangkaian lampu LED (putih, merah dan hijau), dimana
daya yang diperlukan oleh lampu LED ini jauh lebih hemat dibandingkan dengan
lampu biasa.
1.2 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1) Mengetahui pengaruh waktu (siang dan malam) terhadap besarnya kecepatan
angin (km/jam) di daerah penelitian.
2) Mengetahui tipe angin berdasarkan kecepatan angin (km/jam) rata-rata di
daerah penelitian menurut tabel skala Beaufort.
3) Mengetahui pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu pada turbin angin terhadap
kecepatan putaran per menit (rpm) alternator.
4) Mengetahui perbandingan lama waktu pengisian baterai oleh turbin angin
dengan 3 sudu dan 6 sudu.
5) Mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk menghidupkan rangkaian lampu
LED.
3
1.3 Manfaat Penelitian
1) Bagi penulis, menambah pengetahuan mengenai pemanfaatan energi angin
sebagai energi alternatif baik secara teori maupun praktek.
2) Bagi nelayan, memberikan informasi kepada nelayan mengenai pemanfaatan
energi angin (turbin angin) sebagai alternatif pengganti sumber energi listrik
untuk lampu navigasi pada kapal penangkap ikan.
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Angin dan Proses Terjadinya Angin
Menurut Harun (1987) yang diacu oleh Setiono (2006), adanya perbedaan
suhu antara wilayah yang satu dengan wilayah yang lain di permukaan bumi ini
menyebabkan timbulnya angin. Terjadinya perputaran udara yaitu perpindahan
udara dari daerah khatulistiwa (suhu tinggi) ke daerah kutub (suhu rendah) dan
sebaliknya dari daerah kutub (suhu rendah) ke daerah khatulistiwa (suhu tinggi).
Perpindahan udara atau gesekan udara terhadap permukaan bumi inilah yang
disebut dengan angin. Perbedaan suhu di permukaan bumi dikarenakan
penyinaran matahari ke bumi dan peredaran bumi terhadap matahari. Oleh karena
itu, adanya angin pada suatu wilayah tergantung perbedaan suhu, sehingga dapat
dikatakan secara periodik angin di suatu wilayah dibangkitkan kembali selama
ada perbedaan suhu oleh penyinaran matahari. Atas dasar hal tersebut, angin dapat
dikatakan sebagai sumber daya energi terbarukan.
2.1.1 Alat ukur kecepatan angin
Menurut Safarudin (2003) yang diacu oleh Alamsyah (2007), untuk
memperkirakan kecepatan angin di lokasi, dapat dipergunakan dua teknik. Teknik
pertama yaitu menggunakan alat yang disebut anemometer, sedangkan teknik
kedua yaitu menggunakan pengamatan langsung berdasarkan Skala Beaufort.
(1) Anemometer
Kecepatan angin diukur dengan alat yang disebut anemometer. Anemometer
jenis mangkok adalah yang mempunyai sumbu vertikal dan tiga buah mangkok
yang berfungsi menangkap angin.
Sumber: Safarudin (2003) diacu oleh Alamsyah (2007)
Gambar 1 Anemometer.
5
Jumlah putaran per menit dari poros anemometer dihitung secara elektronik.
Biasanya, anemometer dilengkapi dengan sudut angin untuk mendeteksi arah
angin. Jenis anemometer lain adalah anemometer ultrasonik atau jenis laser yang
mendeteksi perbedaan fase dari suara atau cahaya koheren yang dipantulkan dari
molekul-molekul udara.
(2) Skala Beaufort
Menurut Hofman (1987) yang diacu oleh Alamsyah (2007), kecepatan angin
dan tipe angin juga dapat diperkirakan dengan menggunakan skala Beaufort,
dimana skala Beaufort memperkirakan kecepatan angin berdasarkan kondisi
visual yang terdapat di daratan dan lautan. Sehingga, dapat ditentukan tipe angin
di suatu wilayah berdasarkan besarnya kecepatan angin di wilayah tersebut.
Berikut tabel skala Beaufort beserta penjelasannya dapat dilihat pada Tabel 1 di
bawah ini.
Tabel 1 Skala Beaufort.
Skala Beaufort
Skala Petersen
Uraian jelas dari angin Kecepatan angin Lazim
dipakai di laut
Lazim dipakai di
darat m/s km/jam
0 Datar Suasana sunyi
Tidak ada angin 0-0,2 0-1
1 Datar Lemah dan sunyi
Angin lemah 0,3-1,5 2-5
2 Riakan ringan Kesejukan lemah
Angin lemah 1,6- 3,3 6-11
3 Riakan ringan
sampai bergelombang
Kesejukan ringan
Angin lemah 3,4-5,4 12-19
4 Bergelombang Kesejukan sedang
Angin sedang 5,5-7,9 20-28
5 Dahsyat
Angin sepoi –
sepoi yang segar
Angin yang cukup
kencang
8,0-10,7 29-38
6 Laut yang agak dahsyat
Angin sepoi –
sepoi yang kaku
Angin kencang 10,8-13,8 39-49
7 Laut yang liar - Angin keras 13,9-17,1
50-61
6
Skala Beaufort
Skala Petersen
Uraian jelas dari angin Kecepatan angin Lazim
dipakai di laut
Lazim dipakai di
darat m/s Km/jam
8 Laut yang tinggi - Angin
taufan 17,2-20,7 62-74
9 Laut yang tinggi - Taufan 20,8-24,4 75-88
10 Laut yang sangat tinggi - Taufan
berat 24,5-28,4 89-102
11 Laut yang luar biasa tinggi - Badai 28,5-32,6 103-117
12 Liar - Badai > 32,6 > 117 Sumber: Hofman (1987) diacu oleh Alamsyah (2007)
2.1.2 Jenis –jenis angin
Menurut Wyrtki (1961) yang diacu oleh Suardi (2009), secara umum angin
dapat dibagi menjadi angin lokal dan angin musim. Salah satu yang termasuk ke
dalam angin lokal yaitu angin angin laut dan angin darat.
(1) Angin laut
Angin laut terjadi ketika pada pagi hingga menjelang sore hari, daratan
menyerap energi panas lebih cepat dari lautan. Sehingga suhu udara di darat lebih
panas daripada di laut, akibatnya udara panas di daratan akan naik dan digantikan
udara dingin dari lautan.
(2) Angin darat
Angin darat terjadi ketika pada malam hari energi panas yang diserap
permukaan bumi sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan (udara
dingin), sementara itu di lautan energi panas sedang dalam proses dilepaskan ke
udara. Gerakan konvektif tersebut menyebabkan udara dingin dari daratan
bergerak menggantikan udara yang naik di lautan sehingga terjadi aliran udara
dari darat ke laut, dan biasanya angin darat terjadi pada tengah malam dan dini
hari. Kedua angin ini banyak dimanfaatkan oleh para nelayan tradisional untuk
menangkap ikan di laut. Pada malam hari saat bertiupnya angin darat, para
nelayan pergi menangkap ikan di laut. Sebaliknya pada siang hari saat bertiupnya
angin laut, para nelayan pulang dari penangkapannya.
7
2.1.3 Pola umum angin di Indonesia
Pola angin yang sangat berperan di Indonesia yaitu angin muson. Hal ini
disebabkan karena Indonesia teletak di antara dua benua yaitu Benua Asia dan
Australia dan di antara dua samudera yaitu Samudera Pasifik dan Samudera
Hindia. Menurut Wyrtki (1961) yang diacu oleh Suardi (2009), keadaan musim di
Indonesia terbagi menjadi tiga golongan, yaitu :
(1) Musim Barat (Oktober – April)
Di Pulau Jawa angin ini dikenal sebagai angin muson barat laut, musim
barat umumnya membawa curah hujan yang tinggi di Pulau Jawa. Angin muson
barat berhembus pada bulan Oktober - April, terjadi pergerakan angin dari benua
Asia ke benua Australia sebagai angin muson barat. Angin ini melewati Samudera
Pasifik dan Samudera Indonesia serta Laut Cina Selatan. Karena melewati lautan
tentunya banyak membawa uap air dan setelah sampai di kepulauan Indonesia
turun hujan. Setiap bulan November, Desember, dan Januari Indonesia bagian
barat sedang mengalami musim hujan dengan curah hujan yang cukup tinggi.
(2) Musim Timur (April - Oktober)
Angin muson timur berhembus setiap bulan April - Oktober, dimana selama
musim timur biasanya Pulau Jawa mengalami kekeringan. Terjadi pergerakan
angin dari benua Australia ke benua Asia melalui Indonesia sebagai angin muson
timur. Angin ini tidak banyak menurunkan hujan, karena hanya melewati laut
kecil. Oleh sebab itu, di Indonesia sering menyebutnya sebagai musim kemarau.
(3) Musim Peralihan
Diantara musim penghujan (Musim Barat) dan musim kemarau (Musim
Timur) terdapat musim lain yang disebut Musim Pancaroba (Peralihan). Adapun
ciri-ciri musim pancaroba (peralihan), yaitu antara lain udara terasa panas, arah
angin tidak teratur, sering terjadi hujan secara tiba-tiba dalam waktu yang singkat
dan lebat. Musim peralihan terbagi menjadi dua periode, yaitu periode Maret –
Mei dikenal seagai musim Peralihan I atau Muson pancaroba awal tahun.
Sedangkan, periode September – November disebut musim peralihan II atau
musim pancaroba akhir tahun. Pada musim-musim peralihan, matahari bergerak
melintasi khatulistiwa, sehingga angin menjadi lemah dan arahnya tidak menentu.
2.2 Jenis
Men
mesin atau
yang dige
alat untuk
Safarudin
dua jenis,
(1) Turbin
seperti
diarahk
(2) Turbin
digolon
kali dit
Darrieu
gambar
2.2.1 Kon
Men
beberapa m
tersebut ya
1) Sudu
Sudu m
energi kin
Turbin An
nurut Kamu
u motor yan
erakkan oleh
k merubah e
(2003) yan
yaitu turbin
n angin Pro
baling – ba
kan sesuai d
n angin Da
ngkan dalam
temukan ol
us yaitu tid
r turbin ang
Sumber
Gam
nstruksi tur
nurut Trihar
macam sub
aitu sebagai
merupakan
netik dari an
ngin
us Besar Ba
ng roda pen
h aliran air,
energi angi
ng diacu ole
n angin prop
opeller ada
aling pesaw
dengan arah
rrieus meru
m jenis turb
eh GJM Da
ak memerlu
gin dapat dil
r: Safarudin (2
mbar 2 Turb
rbin angin
ryanto (200
b sistem yan
i berikut :
bagian roto
ngin dan diru
ahasa Indon
nggeraknya
, uap atau u
in (energi g
eh Alamsya
peller dan tu
alah jenis t
wat terbang p
angin yang
upakan sua
in angin be
arrieus tahu
ukan mekan
lihat pada G
2003) diacu o
bin angin Pr
07), kontru
ng dapat me
or dari turb
ubah ke dal
nesia (KBBI
a berporos d
udara. Seda
gerak) menj
ah (2007), t
urbin angin
turbin angin
pada umum
g paling ting
atu sistem k
erporos tega
un 1920. K
nisme orien
Gambar 2 di
leh Alamsyah
ropeller dan
uksi turbin
eningkatkan
bin angin, d
lam energi g
I), pengerti
dengan sudu
angkan, turb
jadi energi
turbin angin
n darrieus.
n dengan p
mnya. Turbin
ggi kecepata
konversi en
ak. Turbin a
Keuntungan
tasi pada ar
bawah ini.
h (2007)
n Darieus.
angin secar
n efisiensi d
dimana roto
gerak putar.
ian turbin a
u (baling-ba
bin angin a
listrik. Me
n dibagi me
poros horiz
n angin ini
annya.
nergi angin
angin ini per
dari turbin
rah angin. U
ra umum t
dari turbin
or ini mene
.
8
adalah
aling)
adalah
enurut
enjadi
zontal
harus
yang
rtama
jenis
Untuk
terdiri
angin
erima
9
(1) Model sudu
Model sudu yang umum digunakan untuk turbin angin tipe horizontal
(propeller) terbagi menjadi tiga bentuk, yaitu (1) bentuk persegi panjang, (2)
bentuk taper linier terbalik dan (3) bentuk taper linier. Seperti terlihat pada
Gambar 3 di bawah ini.
(1) (2) (3)
Sumber: Triharyanto (2007)
Gambar 3 Jenis-jenis model sudu.
Model sudu yang paling baik adalah yang mendekati bentuk streamline,
dalam pengujian ini digunakan bentuk taper linear sebagai bentuk yang
mendekati kondisi streamline. Menurut Hofman (1987) yang diacu oleh
Alamsyah (2007), untuk mendapatkan hasil yang optimal dari sebuah turbin
angin, maka perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut yaitu bentuk sudu
seperti sekrup atau memuntir, sehingga aerodinamisnya semakin baik. Untuk
mendapatkan energi yang lebih baik, puli dipasang langsung pada rotor. Serta
sudu yang ideal berjumlah 3 buah sudu, karena menghasilkan pembagian gaya
dan keseimbangan yang lebih baik.
(2) Jumlah sudu/daun pada baling-baling
Menurut Jhon (1985) yang diacu oleh Guntoro (2008), menyatakan
bahwa semakin besar luas baling-baling maka akan menghasilkan gaya yang
besar pula. Akibatnya akan menyebabkan putaran rotor yang semakin cepat
dan menghasilkan daya listrik keluaran yang semakin besar. Demikian pula,
dengan menambah jumlah sudu pada baling-baling akan menambah luas
baling-baling yang berarti akan menambah gaya pada turbin sehingga akan
memperbesar putaran rotor. Selain itu menurut Guntoro (2008), bahwa
semakin banyak jumlah sudu pada baling-baling efisiensi daya listriknya
cenderung semakin besar. Hal ini terjadi karena gaya angkat angin menjadi
besar dengan bertambahnya luas baling-baling (luas bertambah karena jumlah
10
sudu bertambah) sehingga kecepatan putaran rotor (alternator) juga semakin
lebih besar, akibatnya daya dan arus listrik yang dihasilkan juga semakin besar.
Menurut Fyson (1985) yang diacu oleh Sambada (2001), baling-baling
pada kapal adalah alat untuk melanjutkan putaran yang diberikan mesin utama
yang disalurkan melalui poros (shafting) baling-baling yang berupa kekuatan
hantar (delivered horse power) menjadi tenaga dorong (thrust horse power)
untuk melakukan gerakan atau mendorong kapal. Dimensi propeller menurut
Fyson (1985) terdiri dari diameter baling-baling (Dp), diameter hub (biasanya
0,2 Dp), Disc Area Ratio (DAR) adalah total luas daun baling-baling per luas
sapuan baling-baling, dan untuk baling-baling kapal berdaun tiga biasanya
memiliki nilai DAR =0,5. Bentuk daun baling-baling secara melintang dan
membujur, rake dan skew, pitch dan slip.
Menurut Harvald (1992) yang diacu oleh Sambada (2001), semakin
sedikit jumlah daun baling-baling semakin tinggi efisiensi baling-baling. Hal
ini berlaku jika angka maju mempunyai harga yang tetap. Dengan harga maju
yang sudah tertentu demikian itu maka berarti harus dipilih baling-baling
dengan jumlah daun yang sesedikit mungkin. Tetapi jika dilakukan perhitungan
dengan menganggap bahwa kecepatan, dan dengan demikian daya baling-
baling yang diperlukan serta garis tengah baling-baling semuanya sudah
tertentu, dan memenuhi kriteria kavitasi maka penambahan jumlah daun
baling-baling akan menurunkan efisiensi. Jumlah daun baling-baling tidak
memiliki pengaruh yang berarti pada daya yang diperlukan untuk
menggerakkan kapal.
(2) Generator
Generator merupakan salah satu komponen terpenting dalam pembuatan
sistem turbin angin, karena generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi
energi listrik.
(3) Tower
Tower atau tiang penyangga yaitu bagian struktur dari turbin angin
horizontal yang memiliki fungsi sebagai struktur utama penopang dari komponen
sistem terangkai sudu, poros dan generator.
2.3 Altern
Men
adalah su
Pengubaha
dilakukan
sebuah pu
stator. Aru
utama pad
yang mem
tambahan,
memperha
dan semu
alternator
Kec
(rpm) alte
dengan se
kecepatan
alternator.
akan rend
tinggi (Ala
2.4 Sistem
Men
(tidak sep
tidak men
nator Mobil
nurut Nipon
uatu mesin
an energi a
memakai a
ulley yang m
us bolak-bal
da alternato
mbangkitkan
, terdapat
alus putaran
a bagian te
r mobil disa
epatan angi
ernator. D
emakin cepa
n angin (km
. Selain itu,
dah. Sebalik
amsyah, 20
m Penyimpa
nurut Alam
panjang har
nentu, oleh
l
ndenso (19
yang men
angin menja
alternator m
memutarkan
lik ini diuba
or adalah ro
n arus listr
pula brush
n rotor dan
ersebut dipe
ampaikan pa
Sum
Ga
in (km/jam)
Dimana, sem
atnya putar
m/jam) berb
, pada alter
knya, semak
07).
anan Energ
msyah (2007
ri angin aka
karena itu
80) yang d
ngubah ten
adi energi l
mobil, energ
n rotor dan
ah menjadi
otor yang m
rik dan dio
h yang me
fan untuk m
egang oleh
ada Gambar
mber: Setiono
ambar 4 Alt
) sangat be
makin tingg
ran (rpm) a
banding lu
rnator mob
kin tinggi
gi Listrik
7), karena t
an selalu te
digunakan
diacu oleh
naga mekan
listrik pada
gi mekanik
membangk
arus searah
membangkitk
de yang m
engalirkan
mendingink
front dan
r 4 di bawah
o (2006) ternator mo
erpengaruh
gi kecepata
lternator, h
urus dengan
il, saat rpm
rpm maka
terbatasnya
ersedia) ma
alat penyim
Setiono (2
nik menjad
alat-alat y
dan mesin
kitkan arus b
h oleh diode
kan elektrom
menyearahka
arus ke r
kan rotor, s
rear frame
h ini.
obil.
terhadap ke
an angin (
hal ini mem
n kecepatan
m rendah m
keluaranny
a ketersedia
aka ketersed
mpan energi
2006), alter
di tenaga li
ang kecil
diterima m
bolak-balik
e, Bagian-b
magnetik. S
an arus. Se
otor coil u
tator serta
e. Untuk ga
ecepatan pu
(km/jam) d
mbuktikan b
n putaran (
maka keluara
ya akan sem
aan energi
diaan listrik
i yang berf
11
rnator
istrik.
dapat
elalui
k pada
bagian
Stator
ebagai
untuk
diode
ambar
utaran
diikuti
bahwa
(rpm)
annya
makin
angin
k pun
fungsi
sebagai
masyaraka
menurun,
Oleh kare
terjadi ke
penggunaa
Peny
energi, co
listrik ada
yang cuku
memenuhi
Gambar 5
2.5 Sistem
Men
kapal tida
kemudian
sistem kel
pembangk
kilometer
satu atau b
Siste
sendiri, di
puluh me
kapal haru
back-up e
at/lampu m
maka kebu
ena itu, kita
elebihan da
an daya pad
yimpanan e
ontoh seder
alah accu m
up besar,
i kebutuha
di bawah in
m Kelistrik
nurut Koenh
ak berbeda.
didistribus
listrikan di
kit listrik
menjadi sa
beberapa pu
em kelistrik
imana jarak
ter tergantu
us mampu
energi listr
meningkat at
utuhan perm
a perlu men
aya pada
da masyarak
energi ini di
rhana yang
mobil. Accu
sehingga e
an listrik.
ni.
Sumber:
Gambar 5
kan pada K
hardono (20
Daya listrik
sikan melalu
darat meru
yang terpi
atu, untuk m
ulau.
kan di kapa
k antara sis
ung pada u
menjaga k
rik. Ketika
tau ketika
mintaan ak
nyimpan se
saat turbin
kat menurun
iakomodasi
dapat dija
u mobil me
energi dapa
Untuk gam
: Alamsyah (2
Accu mobi
Kapal Penan
009), sistem
k dihasilkan
ui sistem ka
upakan sist
isahkan da
memenuhi
al hanya un
stem pemba
ukuran kap
kontinyuitas
a beban
kecepatan
an daya lis
ebagian ene
n angin be
n.
dengan me
adikan seba
emiliki kap
at digunaka
mbar accu
2007)
il 12 Volt 45
ngkap Ikan
m kelistrika
n oleh suatu
awat menuj
tem terpusa
alam jarak
kebutuhan
ntuk memen
angkit dan
pal. Perenca
ketersedia
penggunaa
angin suatu
strik tidak
ergi yang d
erputar ken
enggunakan
agai alat pe
pasitas peny
an secara m
mobil dis
5 Ah.
n
an yang ada
u sistem pe
ju ke beban
at, dimana
puluhan
daya listrik
nuhi kebutu
konsumen
anaan sistem
an tenaga l
an daya l
u daerah se
dapat terpe
dihasilkan k
ncang atau
n alat penyi
enyimpan e
yimpanan e
maksimal u
sampaikan
a di darat d
mbangkit li
n listrik. Ap
beberapa s
bahkan ra
k konsumen
uhan di kap
hanya beb
m kelistrik
listrik yang
12
listrik
edang
enuhi.
ketika
saat
mpan
energi
energi
untuk
pada
dan di
istrik,
pabila
istem
atusan
n dari
pal itu
berapa
an di
g ada,
13
sehingga dalam perencanaannya diperlukan pertimbangan-pertimbangan agar
generator yang digunakan dapat melayani kebutuhan listrik secara optimal pada
berbagai kondisi operasi di kapal (Koenhardono, 2009).
2.6 Lampu LED (Light Emitting Diode)
Lampu LED merupakan lampu terbaru yang merupakan sumber cahaya
yang efisien energinya. Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor
istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan
semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk
menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa muatan-
elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda.
Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih
rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon (Routledge, 2002).
Sumber: Routledge (2002)
Gambar 6 Bagian lampu LED.
LED mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan lampu pijar
konvensional. LED tidak memiliki filamen yang terbakar, sehingga usia pakai
LED jauh lebih panjang daripada lampu pijar, LED tidak memerlukan gas untuk
menghasilkan cahaya. Selain itu bentuk dari LED yang sederhana, kecil dan
kompak memudahkan penempatannya. Di dalam hal efisiensi, LED juga memiliki
keunggulan. Pada lampu pijar konvensional, proses produksi cahaya
menghasilkan panas yang tinggi karena filamen lampu harus dipanaskan.LED
hanya sedikit menghasilkan panas, sehingga porsi terbesar dari energi listrik yang
ada digunakan untuk menghasilkan cahaya dan membuatnya jauh lebih efisien
(Kuniyo, 2006).
2.7 Lamp
La
berlayar p
kapal. Me
ukuran ka
bawah tuj
lampu nav
terlihat hin
G
Uk
12 meter
merah, hij
mil dan ha
dari sisi
Sedangkan
segala arah
Posis
pu Navigasi
ampu naviga
pada malam
enurut FAO
apal. Untuk
uh meter (<
vigasi yang
ngga jarak 2
Gambar 7 P
kuran kedua
(7-12 meter
jau, dan pu
anya bisa di
kiri saja d
n lampu pu
h.
Gambar
si lampu
i
asi adalah l
m hari untuk
O (2009), p
k ukuran pe
< 7 meter)
berwarna p
2 mil, serta
Sumber: FA
Posisi lampu
a yaitu kapa
r). Pada ka
utih. Lampu
ilihat dari sa
dan lampu
utih harus t
Sumber: FA
r 8 Posisi lam
lampu kapa
k mengetah
penggunaan
ertama, yai
dan kecepa
putih, posisi
lampu terse
AO (2009)
u pada kapa
al yang mem
apal ukuran
u merah dan
atu sisi saja
hijau hany
erlihat hing
AO (2009)
mpu pada k
al yg harus
hui arah kap
n lampu na
itu kapal y
atan kurang
lampu dipa
ebut harus t
al ukuran ku
mpunyai uku
ini digunak
n hijau haru
a. Untuk lam
ya bisa dil
gga jarak 2
kapal ukuran
dipasang p
pal, jenis k
avigasi dib
yang mempu
g dari 7 kno
asang diatas
erlihat dari
urang dari 7
uran 7 mete
kan tiga wa
us terlihat h
mpu merah h
lihat dari
mil dan da
n 7 – 12 me
ada waktu
kapal dan uk
bagi berdas
unyai ukur
ot menggun
s kapal dan
segala arah
meter.
er sampai de
arna lampu
hingga jara
harus bisa d
sisi kanan
apat terlihat
eter.
14
kapal
kuran
arkan
ran di
nakan
harus
h.
engan
yaitu
ak 1,5
dilihat
saja.
t dari
Uk
dengan 20
lampu yai
jarak 1,5 m
bisa diliha
saja. Lam
depan. Se
dan dapat
kuran ketig
0 meter (1
tu merah, h
mil dan han
at dari sisi
mpu putih ha
edangkan la
dilihat dari
Gambar
ga yaitu ka
2-20 meter
hijau, dan pu
nya bisa dil
kiri saja da
arus terliha
ampu putih
arah belaka
Sumber: FA
9 Posisi lam
apal yang m
r). Pada ka
utih. Lampu
lihat dari sa
an lampu h
at hingga ja
yang lain h
ang saja.
AO (2009)
mpu pada ka
mempunyai
apal ukuran
u merah dan
atu sisi saja
hijau hanya
arak 3 mil d
harus dapat
apal ukuran
i ukuran 1
n ini diguna
n hijau haru
. Untuk lam
bisa diliha
dan dapat t
t dilihat hin
n 12 – 20 me
2 meter sa
akan tiga w
us terlihat h
mpu merah
at dari sisi k
terlihat dari
ngga jarak
eter.
15
ampai
warna
ingga
harus
kanan
i arah
2 mil
16
3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan dalam tiga tahap, tahap pertama yaitu pembuatan
alat yang dilaksanakan pada bulan Juli - Oktober 2011 di Workshop Bagian Kapal
dan Transportasi Perikanan. Tahap kedua yaitu pengujian alat dan penyempurnaan
alat yang dilaksanakan pada tanggal 26 - 28 November 2011 di Stasiun Lapang
Kelautan (SLK) Palabuhanratu, Sukabumi - Jawa Barat. Tahap ketiga yaitu
pengolahan data dan penyusunan skripsi yang dilaksanakan pada bulan November
- Desember 2011 di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
(1) Pipa paralon PVC 6 mm, digunakan untuk bahan pembuatan baling-baling
turbin angin (Lampiran 3).
(2) Alternator mobil Denso 27060 bz020, berfungsi untuk merubah energi gerak
yang dihasilkan baling-baling menjadi energi listrik (Lampiran 3).
(3) Besi bulat dengan diameter 6 cm, digunakan untuk poros vertikal (tiang)
turbin angin
(4) Besi plat 2 mm, digunakan untuk alas alternator dan tiang ekor pada turbin
angin.
(5) Acrylic 2 mm, digunakan untuk bahan pembuatan ekor turbin angin (Lampiran
3).
(6) Kabel besar positif dan negatif, digunakan untuk mengalirkan arus yang
dihasilkan dari turbin angin ke baterai.
(7) Baut dengan panjang ± 2 cm dan mur diameter 0,2 cm sebanyak 12 buah
untuk menempelkan sudu dengan puli, baut dengan panjang ± 4 cm dan mur
diameter ± 2 cm untuk mengencangkan tiang , dan digunakan juga untuk alas
alternator.
(8) Baterai basah dengan daya 12 V 45 Ah, digunakan untuk menyimpan arus
yang dihasilkan (Lampiran 3).
(9) Ampere meter gauge, digunakan untuk memeriksa arus yang dihasilkan
baling-baling (Lampiran 3).
17
(10) Tachometer, digunakan untuk mengukur kecepatan putaran alternator/baling-
baling (rpm) (Lampiran 3).
(11) Anemometer 3 mangkok, digunakan untuk mengukur kecepatan angin
(Lampiran 3).
(12) Program aplikasi kecepatan angin, digunakan untuk mengetahui nilai
kecepatan angin yang dihasilkan oleh anemometer (Lampiran 3).
(13) Tabel skala Beaufort, digunakan untuk mengetahui tipe angin berdasarkan
kecepatan angin di daerah penelitian (Lampiran 3).
(14) Data sheet, digunakan untuk mencatat data hasil penelitian.
(15) Personal Computer (PC), digunakan untuk menyimpan dan mengolah data
hasil penelitian yang didapatkan (Lampiran 3).
3.3 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode
percobaan, yaitu melakukan uji coba turbin angin mini dengan jumlah baling-
baling 3 dan jumlah baling-baling 6 sebagai alternatif sumber energi listrik untuk
lampu navigasi pada kapal penangkap ikan.
Data primer pada penelitian ini didapatkan dari hasil uji coba turbin angin
mini dengan 3 baling-baling dan 6 baling-baling, dimana data yang diambil yaitu
berupa data kecepatan angin (km/jam), kecepatan putaran (rpm) alternator, dan
arus (ampere) yang dihasilkan oleh baling-baling.
Data sekunder pada penelitian ini yaitu data kecepatan angin rata-rata di
Palabuhanratu, literatur dari skripsi, tesis dan media lainnya yang berhubungan
dengan judul penelitian.
3.4 Metode Pengumpulan Data
Pengumpulan data penelitian ini dilakukan dengan cara
pengamatan/observasi, yaitu dengan cara mengamati turbin angin mini dengan 3
baling-baling dan 6 baling-baling, adapun hal yang diamati pada penelitian ini
adalah sebagai berikut :
(1) Kecepatan angin (km/jam) dan arah angin
Nilai kecepatan angin dan arah angin didapatkan dengan menggunakan
anemometer 3 mangkok yang dibuat oleh Heriyanto dan tim yang merupakan
mahasiswa Departemen Geofisika dan Meteorologi (GFM) Institut Pertanian
18
Bogor. Kemudian anemometer tersebut dipasang di atas tower mercusuar kecil
dengan tinggi sekitar ± 4 meter, dengan kabel dihubungkan langsung ke laptop,
kemudian dengan menggunakan software kecepatan angin, nilai kecepatan angin
dan arah angin di daerah penelitian dapat terbaca dan tersimpan secara otomatis
tiap 5 menit sekali dengan satuan km/jam.
(2) Kecepatan putaran (rpm) alternator
Nilai kecepatan putaran alternator didapatkan dengan menggunakan alat
tachometer dengan modus optik, cara penggunaannya yaitu dengan menempelkan
kertas sensor pada puli yang menghubungkan baling-baling dengan alternator.
Kemudian alat tersebut ditembakkan ke bagian kertas sensor yang telah menempel
pada puli, sehingga setiap puli tersebut berputar per menit maka akan terbaca dan
muncul pada layar tachometer tersebut.
(3) Arus (ampere) yang dihasilkan
Arus yang dihasilkan dari turbin angin didapatkan dengan menggunakan
alat ampere meter gauge. Sebelum arus yang dihasilkan dari alternator masuk
langsung ke baterai, terlebih dahulu melalui amper meter yang dipasang pada
kabel positif yang terhubung dengan alternator, sehingga setiap arus yang
dihasilkan dari alternator tersebut dapat terbaca pada ampere meter.
(4) Jenis angin
Sama halnya dengan arah angin, untuk jenis angin juga didapatkan langsung
saat melakukan uji coba. Jenis angin ditentukan berdasarkan arah angin, jika angin
datang dari darat menuju laut maka disebut angin darat. Sebaliknya, jika angin
datang dari arah laut menuju daratan maka disebut angin laut.
(5) Tipe angin
Tipe angin ditentukan berdasarkan kecepatan angin, kemudian besarnya
kecepatan angin yang diperoleh ditentukan tipe anginnya pada skala Beaufort.
3.5 Analisis dan Penyajian Data
Tahapan analisis data yang digunakan pada penelitian ini yaitu analisis
univariat, analisis bivariat dan analisis lanjut.
1) Analisis univariat
Analisis univariat yang digunakan pada penelitian ini yaitu sebagai berikut:
19
(1) Rata-rata kecepatan angin (Va rata-rata)
Perhitungan untuk mengetahui nilai rata-rata kecepatan angin (Va rata-rata)
yaitu sebagai berikut:
Va (rata-rata) = ∑Va/n
Keterangan : Va(rata-rata) = Rata-rata kecepatan angin (km/jam)
∑V = Jumlah keseluruhan kecepatan angin
(km/jam)
n = Banyak data
(2) Rata-rata kecepatan putaran alternator (Val rata-rata)
Perhitungan untuk mengetahui nilai rata-rata kecepatan putaran alternator
yang dihasilkan (Val rata-rata) yaitu sebagai berikut:
Val (rata-rata) = ∑Val/n
Keterangan : Val(rata-rata) = Rata-rata kecepatan putaran (rpm)
alternator
∑V = Jumlah keseluruhan kecepatan putaran
(rpm) alternator
n = Banyak data
(3) Rata-rata keluaran arus (I rata-rata)
Perhitungan untuk mengetahui nilai rata-rata keluaran arus yang dihasilkan
(Irata-rata) yaitu sebagai berikut:
I (rata-rata) = ∑ I / n
Keterangan: I (rata-rata) = Rata-rata arus (ampere) yang dihasilkan
∑ I = Jumlah keseluruhan arus (ampere) yang
dihasilkan
n = Banyak data
(4) Sebaran frekuensi kecepatan angin (km/jam) pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu Sebelum menyusun tabel sebaran frekuensi untuk kecepatan angin, data
kecepatan angin harus terlebih dahulu diurutkan dari yang terkecil sampai
yang terbesar yang berguna untuk mengetahui nilai maksimum dan
minimum dari data tersebut. Setelah data diurutkan, kemudian dilakukan
20
perhitungan untuk mendapatkan nilai range, banyak kelas, selang kelas,
batas kelas, dan frekuensi.
• Range
Range = Nilai maksimum – nilai minimum, atau
Range = Max – Min
• Banyak kelas (BK)
Untuk mengetahui berapa banyak kelas yang akan disusun dari data
tersebut, digunakan
rumus sebagai berikut :
BK = 1 + 3.32 log n
Keterangan : BK = Banyak Kelas
n = Banyak data
• Selang kelas (SK)
Untuk mengetahui selang kelas atas (SA) dan selang kelas bawah (SB)
dari data kecepatan angin, digunakan rumus sebagai berikut:
SK = Range / Banyak kelas (BK)
Keterangan ; SK = Selang kelas
• Batas Kelas
Untuk mengetahui batas kelas atas (BA) dan batas kelas bawah (BB) dari
selang kelas, digunakan rumus sebagai berikut :
BB = SB – ½ nst
BA = SA + ½ nst
Keterangan : BB = Batas kelas bawah
BA = Batas kelas atas
SB = Selang kelas bawah
SA = Selang kelas atas
nst = Nilai satuan terkecil
• Frekuensi kecepatan angin
Frekuensi kecepatan angin yang terjadi pada saat pengujian turbin angin (3
sudu dan 6 sudu) dibuat dalam sebuah tabel sebaran frekuensi, tabel
tersebut dihasilkan dengan menggunakan program Microsoft Excell.
21
• Histogram
Data yang terdapat pada tabel sebaran frekuensi dirubah dalam bentuk
histogram, hal ini dilakukan agar data sebaran frekuensi kecepatan angin
lebih mudah dibaca dan dipahami. Histogram sebaran frekuensi kecepatan
angin tersebut dihasilkan dengan menggunakan program Microsoft Excell.
2) Analisis bivariat
Analisis bivariat yang digunakan pada penelitian ini yaitu sebagai berikut:
(1) Hubungan kecepatan angin (km/jam) dan kecepatan putaran (rpm) alternator Untuk mengetahui hubungan kecepatan angin (km/jam) berbanding lurus
atau berbanding terbalik dengan kecepatan putaran (rpm) alternator saat
pengujian turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu, maka dibuat suatu grafik
hubungan dengan menggunakan program Microsoft Excell.
(2) Hubungan kecepatan putaran (rpm) alternator dan arus (ampere) yang dihasilkan Untuk mengetahui hubungan kecepatan putaran (rpm) alternator
berbanding lurus atau berbanding terbalik dengan arus (ampere) yang
dihasilkan saat pengujian turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu, maka
dibuat suatu grafik hubungan dengan menggunakan program Microsoft
Excell.
3) Analisis lanjut
Analisis lanjut yang digunakan pada penelitian ini yaitu sebagai berikut:
(1) Pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu terhadap peningkatan kecepatan putaran (rpm) alternator Untuk mengetahui pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu pada baling-baling
terhadap peningkatan kecepatan putaran (rpm) alternator, maka dibuat
suatu grafik pengaruh antara kecepatan putaran (rpm) alternator yang
dihasilkan oleh turbin angin dengan 3 sudu dan turbin angin dengan 6
sudu. Grafik tersebut dihasilkan dengan menggunakan program Microsoft
Excell.
(2) Perbandingan lama waktu pengisian ampere baterai pada turbin angin dengan 3 baling-baling dan 6 baling-baling Untuk mengetahui pengaruh jumlah 3 sudu dan 6 sudu terhadap lama
waktu pengisian baterai, maka dibuat suatu grafik perbandingan antara
lam
den
me
3.6 Pembu
3.6.1 Pem
(1) Pembu
Bahan
Diame
Model
Ukura
Luas t
(2) Pu
Pu
pen
seb
Di
Di
Ga
ma waktu p
ngan 6 su
enggunakan
uatan dan
mbuatan ala
uatan sudu
n
eter
l
an
iap sudu
uli sudu
uli yang d
nghubung
bagai beriku
ameter luar
ameter dala
ambar selen
pengisian ol
udu. Grafi
n program M
n Perancang
at
: Acrylic 0
: 100 cm
: Taper lin
: Tinggi
Sisi baw
Sisi atas
= sisi atas
= 2 + 5 x 5 2 = 175 cm
Gambar 1
digunakan u
antara sud
ut:
r = 1
am = 2
ngkapnya dis
leh turbin a
ik perband
Microsoft Ex
gan Alat
0,2 mm
nier
= 50 c
ah = 5 c
s = 2 c
+ sisi bawa 2 50
0 Bentuk su
untuk mem
du dan roto
10 cm
2 cm
sajikan pad
angin denga
dingan ters
xcell.
cm
cm
cm
ah x tinggi
udu yang di
masang sud
or pada al
a Gambar 1
an 3 sudu d
sebut dih
ibuat.
du dan se
lternator, m
12 nomor 1.
dan turbin
hasilkan de
ekaligus se
memiliki uk
22
angin
engan
ebagai
kuran
(3) Po
Un
Tin
Di
Ga
(4) Ra
Ra
me
den
Pa
Le
(5) Ek
Ek
eko
oros vertikal
ntuk poros v
nggi poros
ameter poro
ambar selen
angka altern
angka alter
ekanisme ke
ngan ukuran
anjang
ebar
G
kor
kor terbuat
or sesuai de
l/tiang
vertikal/tian
= 136 cm
os = 4.6 cm
ngkapnya di
nator
rnator berf
erja alterna
n sebagai b
= 33 cm
= 19 cm
Gambar 11
dari acryli
engan yang
Gamba
ng digunaka
m
m
sajikan pad
fungsi seba
ator. Alas in
erikut:
Rangka alte
ic dengan P
disajikan pa
ar 12 Turbin
2
1
an besi deng
da Gambar 1
agai tempa
ni terbuat d
ernator yan
P= ± 30 cm
ada Gambar
K
n angin min
3
gan ukuran s
12 nomor 2.
at keduduk
dari besi pla
ng telah dibu
m dan L= ±
r 12 nomor
Keterangan
ni.
sebagai beri
.
kan keselur
at yang dib
uat.
± 20 cm. B
2 di bawah
: (1) Puli
(2) Tiang
(3) Ekor
23
ikut:
ruhan
entuk
entuk
h ini:
3.6.2 Pera
(1) Pemas
Sudu y
dipasa
gamba
(2) Pemas
Agar
maka
baut d
Ga
(3) Pemas
Puli s
merup
saat b
ancangan a
sangan sudu
yang telah
ang pada pu
ar di bawah
Gambar
sangan alter
alternator
dipasang d
an mur uku
ambar 14 Al
sangan puli
sudu dihub
pakan bagian
baling-baling
alat
u pada puli
dibuat dihu
uli dengan
ini.
13 Baling-
rnator pada
dapat dudu
dalam rangk
uran 12 cm,
lternator ya
sudu pada r
bungkan p
n yang berp
g menerima
ubungkan d
baut ukuran
baling yang
rangka alte
uk dan terp
ka alternato
seperti terli
ang telah ter
rotor altern
pada rotor
putar pada a
a energi an
dengan puli
n 7 cm dan
g telah dipas
ernator
pasang deng
or dan dipa
ihat pada ga
rpasang pad
nator
r alternato
alternator s
ngin yang m
i, masing-m
n mur, sepe
sang pada p
gan baik sa
asang denga
ambar di baw
da rangka al
r, dimana
saat puli dip
menghasilk
masing tiap
erti terlihat
puli.
aat alat bek
an menggun
wah ini.
lternator.
rotor ter
putar. Kemu
kan energi
24
sudu
pada
kerja,
nakan
rsebut
udian,
gerak
akan
gamba
(4) Hubun
Baling
dihubu
(5) Pemas
(6) Pemas
En
disamb
untuk
dirubah me
ar di bawah
Gambar 15
ngkan rangk
g-baling dan
ungkan deng
Gambar
sangan Ekor
sangan kabe
nergi gerak
bungkan me
kabel nega
enjadi ener
ini.
5 Puli baling
ka alternato
n alternator
gan tiang, s
16 Rangka
r
Gambar 1
el
k yang di
elalui kabel
atifnya dipa
rgi listrik o
g-baling terp
or dengan ti
r yang suda
seperti terlih
alternator d
7 Saat ekor
irubah men
l positif yan
asang pada
oleh altern
pasang pada
ang
ah terpasang
hat pada gam
dihubungka
r telah terpa
njadi energ
ng dipasang
a badan ala
nator, seper
a rotor alter
g dengan ra
mbar di baw
an dengan ti
asang.
gi listrik
pada altern
t. Selanjutn
rti terlihat
rnator.
angka alter
wah ini.
iang.
oleh alter
nator, sedan
nya kedua
25
pada
rnator
rnator
ngkan
kabel
tersebu
tersim
(7) Semua
ut disambun
mpan dalam b
a komponen
Gam
ngkan pada
baterai, sep
Gambar 18
n sudah terp
mbar 19 Sem
a baterai, se
erti terlihat
8 Saat kabel
pasang
mua kompo
ehingga en
pada gamb
sudah terhu
onen sudah t
ergi listrik
bar di bawah
ubung.
terpasang.
yang dihas
h ini.
26
silkan
27
4 KEADAAN UMUM DAERAH PENELITIAN
4.1 Letak dan Luas Wilayah
Secara astronomis kecamatan Palabuhanratu terletak pada 6097’ LS–7003’
LS dan 106059’ BT–106062’ BT. Untuk letak Teluk Palabuhanratu terletak di
Desa Palabuhanratu, Kecamatan Palabuhanratu, Kabupaten Sukabumi, Propinsi
Jawa Barat. Kecamatan Palabuhanratu memiliki luas wilayah sebesar 10.288 ha.
Berikut merupakan batas wilayah administratif Kecamatan Palabuhanratu :
(1) Sebelah Barat berbatasan dengan Cikakak dan Samudera Hindia;
(2) Sebelah Timur berbatasan dengan Bantar Gadung;
(3) Sebelah Utara berbatasan dengan Kecamatan Cikidang;
(4) Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Simpenan;
4.2 Musim Penangkapan Ikan
Di daerah Palabuhanratu terdapat dua musim yang sangat mempengaruhi
operasi panangkapan ikan, yaitu adanya musim barat dan musim timur. Musim
barat terjadi pada bulan Desember hingga Februari, musim ini ditandai dengan
sering kali terjadi hujan dengan angin yang sangat kencang disertai ombak yang
besar. Hal ini menyebabkan nelayan tidak pergi ke laut karena kondisi cuaca yang
buruk dan keberadaan ikan yang sangat sedikit. Sedangkan musim timur terjadi
pada bulan Juni hingga Agustus, musim ini ditandai dengan jarang turun hujan
dan keadaan laut biasanya tenang. Musim timur biasanya disebut juga musim
puncak oleh nelayan setempat, hal ini dikarenakan keberadaan ikan di perairan
yang melimpah.
4.3 Unit Penangkapan Ikan
Unit penangkapan ikan adalah satu kesatuan teknis dalam melakukan
operasi penangkapan ikan yang terdiri dari kapal/perahu, alat tangkap dan
nelayan.
4.3.1 Kapal
Kapal atau perahu di Palabuhanratu terdiri atas dua jenis, yaitu kapal motor
tempel (KMT) dan kapal motor (KM). Kapal motor tempel adalah kapal yang
pengoperasiannya menggunakan mesin motor tempel (outboard engine). Kapal
motor adalah kapal yang pengoperasiannya menggunakan mesin yang disimpan di
28
dalam kapal (inboard engine). Perkembangan jumlah perahu/kapal motor tempel
dan kapal motor setiap tahunnya ada yang meningkat dan ada pula yang menurun
walaupun peningkatan dan penurunannya sedikit. Pada tahun 2007 jumlah perahu
motor tempel mengalami kenaikan sebesar 3,9% dari tahun 2005. Pada tahun
2005 jumlah perahu motor tempel sebanyak 511 unit sedangkan pada tahun 2007
meningkat menjadi 531. Namun jumlah ini terus mengalami penurunan hingga
menjadi 346 unit pada tahun 2010. Sebaliknya untuk kapal motor terus mengalami
peningkatan secara bertahap pada tahun 2005 jumlah perahu motor 229 unit.
Jumlah ini meningkat 114,4% menjadi 491 unit pada tahun 2010. Secara detail
Perkembangan jumlah perahu motor tempel dan kapal motor disajikan pada
Tabel 2.
Tabel 2 Jumlah perahu motor tempel dan kapal motor tahun 2005 – 2010. Tahun Perahu Motor Tempel Kapal Motor Jumlah 2005 428 229 657 2006 511 270 781 2007 531 321 852 2008 416 230 646 2009 364 394 758 2010 346 491 837
Sumber: Dinas Kelautan dan Perikanan Kabupaten Sukabumi, 2010
4.3.2 Alat tangkap
Jumlah alat tangkap di PPN Palabuhanratu dibedakan atas perahu motor
tempel dan kapal motor. Pada tahun 2005 jumlah alat tangkap mengalami
kenaikan secara bertahap pada tahun 2005 jumlah alat tangkap sebanyak 637 unit.
Jumlah ini meningkat 693,9% menjadi 6.478 unit. Secara detail jumlah alat
tangkap di Kabupaten Sukabumi disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Jumlah Alat Tangkap di Kabupaten Sukabumi. Tahun Jumlah Alat Tangkap 2005 825 2006 923 2007 2.949 2008 2.872 2009 6.575 2010 6.478
Sumber: Dinas Kelautan dan Perikanan Kabupaten Sukabumi, 2010
29
4.3.3 Nelayan
Mayoritas nelayan di PPN Palabuhanratu merupakan penduduk asli daerah
tersebut. Namun ada pula nelayan pendatang yang berasal dari Cirebon, Cilacap,
Binuangen, Indramayu, dan beberapa nelayan dari luar pulau Jawa, seperti
Sumatera dan Sulawesi. Nelayan yang berada di PPN Palabuhanratu dibedakan
menjadi dua kelompok, yaitu nelayan pemilik dan nelayan buruh. Nelayan buruh
adalah orang yang ikut dalam operasi penangkapan ikan, sedangkan nelayan
pemilik adalah orang yang memiliki armada penangkapan ikan dan tidak selalu
ikut dalam operasi penangkapan ikan. Nelayan pemilik biasanya disebut juragan.
Jumlah nelayan di PPN Palabuhanratu mengalami peningkatan secara bertahap
pada tahun 2005 jumlah nelayan sebanyak 3.498 orang. Jumlah ini meningkat
27,9% menjadi 4474 orang pada tahun 2010. Secara detail perkembangan jumlah
nelayan disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Jumlah nelayan PPN Palabuhanratu tahun 2006 – 2010.
Sumber: Dinas Kelautan dan Perikanan Kabupaten Sukabumi, 2010
4.4 Kondisi Umum Angin di Wilayah Palabuhanratu
Sifat angin di perairan Selatan Jawa sangat bersesuaian dengan sifat laut,
dimana kecepatan angin di Teluk Palabuhanratu berkisar antara 1-15 mil/jam.
Karena angin merupakan penyebab utama gelombang, maka tinggi gelombang
sangat ditentukan kecepatan angin tersebut. Di daerah ini dikenal dua musim ikan,
yaitu musim timur dan musim barat. Musim timur merupakan musim banyak
ikan, terjadi pada bulan Juni sampai dengan September/Oktober. Periode ini
ditandai dengan angin lemah, laut tenang serta kemarau, sedangkan musim barat
ditandai dengan angin kencang, gelombang besar dan bersesuaian dengan musim
hujan. Periode musim barat ini merupakan musim kurang ikan, berlangsung
sekitar bulan November/Desember sampai dengan bulan April/Mei.
Tahun Total Nelayan
2006 3.498 2007 3.936 2008 4.363 2009 4.453 2010 4.474
30
Sumber: www.bmkg.go.id
Gambar 20 Rata-rata kecepatan angin di Palabuhanratu bulan Januari - Agustus 2011.
5.1 Hasil dan 6
Pada
terdapat b
berupa kec
satuan rpm
kecepatan
Gambar 2
dan 6 sudu
Gambar 2
Berd
2), pada t
yaitu 15,9
sedangkan
laut pada
turbin ang
menit (rp
dihasilkan
Pengamata6 Sudu a saat melak
beberapa var
cepatan ang
m, dan aru
n angin pad
20, untuk ta
u terlampir
1 Grafik hpada tur
dasarkan Ga
turbin angin
9 km/jam d
n kecepatan
pukul 15.4
gin dengan
m) alterna
n sebesar 3,0
5 HASIL
an Kecepat
kukan uji c
riabel yang
gin dalam sa
s yang diha
da turbin an
abel data ha
pada Lamp
hubungan anrbin angin d
ambar 20 d
n dengan 3
dengan arah
n angin terti
5-16.00 WI
3 sudu ya
ator rata-rat
0 ampere.
L DAN PE
tan Angin p
coba turbin
g diamati tia
atuan km/ja
asilkan dala
ngin denga
asil pengam
iran 1 dan
ntara waktudengan 3 sud
dan Tabel d
3 sudu dike
h angin dar
inggi yaitu
IB. Kecepat
aitu sebesar
ta sebesar
EMBAHA
pada Turbi
dengan 3 su
ap 15 menit
am, kecepata
am satuan
an 3 sudu d
matan pada t
2.
u dan kecepdu dan 6 su
ata hasil pe
etahui kece
ri darat pad
25,2 km/j
tan angin ra
r 17,5 km/j
117,2 rpm
ASAN
in Angin de
udu maupun
t sekali sela
an putaran a
ampere. H
dan 6 sudu
turbin angin
atan angin udu.
engamatan (
epatan angin
da pukul 00
am dengan
ata-rata yan
am, kecepa
m, dan arus
engan 3 Su
n dengan 6
ama 24 jam
alternator d
Hasil pengam
u disajikan
n dengan 3
saat pengam
(Lampiran
n yang tere
0.15-00.30
n arah angin
ng diperoleh
atan putaran
s rata-rata
31
udu
sudu
yaitu
dalam
matan
pada
sudu
matan
1 dan
endah
WIB,
n dari
h dari
n per
yang
32
Sedangkan, pada turbin angin dengan 6 sudu diketahui kecepatan angin
yang terendah yaitu 15,2 km/jam dengan arah angin dari darat pada pukul 00.45-
01.00 WIB, Sedangkan kecepatan angin tertinggi yaitu 24,8 km/jam dengan arah
angin dari laut pada pukul 16.45-17.00 WIB. Kecepatan angin rata-rata yang
diperoleh dari turbin angin dengan 6 sudu yaitu sebesar 17,2 km/jam, kecepatan
putaran per menit (rpm) alternator rata-rata sebesar 124,8 rpm, dan arus rata-rata
yang dihasilkan sebesar 3,44 ampere.
Berdasarkan hal tersebut, waktu (siang dan malam) memberikan pengaruh
terhadap besarnya kecepatan angin yang bertiup di suatu daerah. Hal ini sesuai
dengan pernyataan Safarudin (2003) yang diacu oleh Alamsyah (2007), yang
menyatakan bahwa kecepatan angin akan berfluktuasi terhadap waktu dan
tempat. Di Indonesia misalnya kecepatan angin di siang hari bisa lebih kencang
dibandingkan malam hari. Di beberapa lokasi bahkan pada malam hari tidak
terjadi gerakan udara yang signifikan.
5.1.1 Sebaran frekuensi kecepatan angin pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu Pada saat penelitian diperoleh data kecepatan angin yang sangat beragam,
sehingga diperlukan pengelompokkan data agar dapat diketahui sebaran frekuensi
kecepatan angin yang terjadi di daerah Palabuhanratu. Data selengkapnya
disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Sebaran frekuensi kecepatan angin (km/jam) pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Kelas Selang Kelas (km/jam)
Batas Kelas (km/jam)
Frekuensi 3 sudu
Frekuensi 6 sudu
1 15,20-17,10 15,15-17,15 62 59 2 17,20-18,40 17,15-18,45 24 26 3 18,50-19,70 18,45-19,75 3 2 4 19,80-21,00 19,75-21,05 3 3 5 21,10-22,30 21,05-22,35 0 0 6 22,40-23,60 22,35-23,65 1 4 7 23,70-24,90 23,65-24,95 4 2 8 25,00-26,20 24,95-26,25 0 1
Sumber: Pengolahan data
Berdasarkan Tabel 5 di atas, maka dapat dibuat Histogram sebaran
frekuensi kecepatan angin yang terjadi selama melakukan uji coba turbin angin
dengan 3
turbin ang
Gambar 2
Da
frekuensi
kecepatan
terendah y
km/jam. S
kecepatan
angin 15,2
sebanyak
itu, tidak a
5.1.2 TippengBerd
turbin ang
angin dan
sudu dan 6
gin dengan 3
22 Histogradengan
ari Gambar
kecepatan
n angin 15
yaitu sebany
Sedangkan,
n angin terti
20-17,10 km
1 kali, terda
ada angin pa
pe angin dgujian turbdasarkan ke
gin dengan 3
jenis angin
6 sudu. His
3 sudu dan 6
am sebaran3 sudu dan
21 di atas,
angin tertin
,20-17,10 k
yak 1 kali, t
pada saat
inggi yaitu
m/jam. Sed
apat pada se
ada selang k
dan jenis abin angin decepatan an
3 sudu dan
n berdasarka
stogram seb
6 sudu disaj
n frekuensi6 sudu.
pada saat
nggi yaitu s
km/jam. S
terdapat pad
pengujian t
sebanyak 5
dangkan frek
elang kecep
kecepatan a
angin berddengan 3 sungin yang t
6 sudu (La
an Tabel 1 s
baran freku
jikan pada G
i kecepatan
pengujian t
sebanyak 62
edangkan f
da selang k
turbin angi
59 kali terd
kuensi kece
patan angin
angin 21,15-
dasarkan sudu dan 6 sterdapat pa
mpiran 1 da
skala Beaufo
uensi kecep
Gambar 21.
n angin pa
turbin angin
2 kali terda
frekuensi k
kecepatan an
n dengan 6
apat pada s
epatan angi
25,00-26,20
-22,45 km/j
skala Beauudu
ada tabel h
an 2), maka
fort.
patan angin
da turbin
n dengan 3
apat pada s
kecepatan
ngin 22,40-2
6 sudu frek
selang kece
n terendah
0 km/jam. S
jam.
ufort pada
asil pengam
a didapatkan
33
pada
angin
sudu
elang
angin
23,60
kuensi
epatan
yaitu
Selain
saat
matan
n tipe
34
(1) Tipe angin
Tabel 6 Tipe angin berdasarkan skala Beaufort pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Parameter
Waktu Pengukuran Baling-baling 3 sudu 6 sudu
1 2 3 1 2 3 Kecepatan Angin
(km/jam) 12-19 20-28 12-19 12-19 20-28 12-19
Skala Beaufort 3 4 3 3 4 3
Tipe Angin Angin Lemah
Angin Sedang
Angin Lemah
Angin Lemah
Angin Sedang
Angin Lemah
Sumber: Pengolahan data
Keterangan: Waktu Pengamatan 1. Pukul 06.00-15.45 WIB 2. Pukul 15.45-17.45 WIB 3. Pukul 17.45-06.00 WIB
Pada turbin angin dengan 3 sudu, pukul 06.00-15.30 WIB kecepatan angin
berkisar antara 12-19 km/jam yang artinya masuk dalam skala Beaufort 3 dan
termasuk tipe angin lemah. Pukul 15.30-17.45 WIB kecepatan angin berkisar
antara 12-19 km/jam yang artinya masuk dalam skala Beaufort 4 dan termasuk
tipe angin sedang. Pukul 17.45-06.00 WIB kecepatan angin berkisar antara 12-19
km/jam yang artinya masuk dalam skala Beaufort 3 dan termasuk tipe angin
lemah.
Pada turbin angin dengan 6 sudu, pukul 06.00-15.30 WIB kecepatan angin
berkisar antara 12-19 km/jam yang artinya masuk dalam skala Beaufort 3 dan
termasuk tipe angin lemah. Pukul 15.30-17.45 WIB kecepatan angin berkisar
antara 12-19 km/jam yang artinya masuk dalam skala Beaufort 4 dan termasuk
tipe angin sedang. Pukul 17.45-06.00 WIB kecepatan angin berkisar antara 12-19
km/jam yang artinya masuk dalam skala Beaufort 3 dan termasuk tipe angin
lemah.
Tabel 7 Tipe angin berdasarkan skala Beaufort untuk kecepatan angin rata-rata pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Rata-rata kecepatan angin (km/jam) Skala Beaufort Tipe Angin
3 sudu 6 sudu
17,5 17,2 3 Angin Lemah
Sumber: Pengolahan data
35
Berdasarkan Tabel 7, kecepatan angin rata-rata pada turbin angin dengan 3
sudu dan 6 sudu masing-masing sebesar 17,5 dan 17,2 km/jam. Kecepatan angin
rata-rata keduanya berkisar antara 12-19 km/jam yang artinya memiliki nilai skala
Beaufort 3 dan termasuk tipe angin lemah. Maka, kecepatan angin rata-rata di
Palabuhanratu pada saat penelitian berkisar antara 12-19 km/jam dan termasuk
tipe angin lemah.
Hal ini sesuai dengan pernyataan Wyrtki (1961) yang diacu oleh Suardi
(2009), yang menyatakan bahwa pada musim-musim peralihan baik musim
peralihan I (Maret-Mei) maupun musim peralihan II (September-November)
matahari bergerak melintasi khatulistiwa, sehingga angin menjadi lemah dan
arahnya tidak menentu.
(2) Jenis angin
Tabel 8 Jenis angin pada saat pengujian turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu. Waktu (Jam)
Jenis Angin 3 sudu 6 sudu
06.00 - 17.45 WIB 05.45 – 17.30 WIB Angin laut
17.45 - 06.00 WIB 17.30 – 05.45 WIB Angin darat
Sumber: Pengolahan data
Pada turbin angin dengan 3 sudu, pukul 06.00-17.45 WIB angin bertiup dari
arah laut menuju daratan yang berarti masuk dalam jenis angin laut. Pada pukul
17.45-06.00 WIB angin bertiup dari darat menuju lautan yang berarti masuk
dalam jenis angin darat. Sedangkan pada turbin angin dengan 6 sudu, pukul
05.45-17.30 WIB angin bertiup dari arah laut menuju daratan yang berarti masuk
dalam jenis angin laut. Pada pukul 17.30-05.45 WIB angin bertiup dari darat
menuju lautan yang berarti masuk dalam jenis angin darat.
Hal ini sesuai dengan pernyataan Wyrtki (1961) yang diacu oleh Suardi
(2009), yang menyatakan bahwa angin laut terjadi ketika pada pagi hingga
menjelang sore hari, daratan menyerap energi panas lebih cepat dari lautan
sehingga suhu udara di darat lebih panas daripada di laut, akibatnya udara panas
di daratan akan naik dan digantikan udara dingin dari lautan. Sedangkan, angin
darat terjadi ketika pada malam hari energi panas yang diserap permukaan bumi
sepanjang hari akan dilepaskan lebih cepat oleh daratan (udara dingin), sementara
itu di lautan energi panas sedang dalam proses dilepaskan ke udara. Gerakan
36
konvektif tersebut menyebabkan udara dingin dari daratan bergerak menggantikan
udara yang naik di lautan sehingga terjadi aliran udara dari darat ke laut, dan
biasanya angin darat terjadi pada tengah malam dan dini hari.
5.2 Hubungan Kecepatan Angin (km/jam) dan Kecepatan Putaran per menit (rpm) Alternator pada Turbin Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu
Pada tabel kecepatan angin (km/jam) dan kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator hanya diambil beberapa data yang mewakili dari tabel data hasil
pengamatan pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu (Lampiran 1 dan 2), hal
ini bertujuan agar setiap perubahan yang ada pada kecepatan angin (km/jam) dan
kecepatan putaran per menit (rpm) alternator dapat terlihat secara nyata. Data
selengkapnya disajikan pada Tabel 9 di bawah ini.
Tabel 9 Kecepatan angin (km/jam) dan kecepatan putaran per menit (rpm) alternator pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Turbin angin dengan 3 sudu Turbin angin dengan 6 sudu
Kecepatan angin (km/jam)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator
Kecepatan angin (km/jam)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator 15,9 115,1 15,2 118,0 16,9 116,0 16,2 120,0 17,8 117,3 17,1 128,0 18,2 118,2 18,2 132,0 18,9 119,0 19,1 139,0 20,1 119,7 19,7 149,0 22,6 120,0 20,1 150,0 23,5 123,5 23,2 154,0 24,8 124,8 24,6 155,0 25,2 125,0 24,8 156,0
Sumber: Pengolahan data
Berdasarkan Tabel 9 diatas, maka dapat dibuat suatu grafik hubungan
antara kecepatan angin (km/jam) dengan kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator. Grafik hubungan tersebut disajikan pada Gambar 22.
Gambar 2
Pada
kecepatan
angin 16,9
rpm, saat
alternator
km/jam k
angin den
menit (rpm
kecepatan
angin 17,1
puncaknya
menit (rpm
Berd
sudu terlih
dan kecep
perubahan
terjadi dip
tersebut b
menyataka
kecepatan
3 Grafik humenit (r
a turbin an
n putaran pe
9 km/jam k
t kecepatan
r 117,3 rpm
kecepatan p
ngan 6 sudu
m) alternat
n putaran pe
1 km/jam k
a pada saat
m) alternato
dasarkan ha
hat adanya p
patan putar
n tersebut h
pengaruhi o
bisa berputa
an bahwa
n putaran pe
ubungan antrpm) alterna
ngin denga
er menit (rp
kecepatan p
n angin 17
m, dan pun
utaran per
u, saat kece
tor sebesar
er menit (rp
kecepatan pu
kecepatan
or 156,0 rpm
al di atas, pa
peningkatan
ran per men
hanya sedik
oleh kecep
ar. Hal ini s
kecepatan
er menit (rp
tara kecepatator pada tu
an 3 sudu,
pm) alterna
putaran per
,8 km/jam
ncaknya pad
menit (rpm
epatan angi
r 118,0 rpm
pm) alterna
utaran per m
angin sebes
m.
ada turbin a
n perubahan
nit (rpm) a
kit, namun
patan angin
sesuai deng
angin (km
pm) alternat
tan angin (kurbin angin
saat kece
tor sebesar
menit (rpm
kecepatan
da saat kec
m) alternato
in 15,2 km/
m. Saat kec
ator sebesar
menit (rpm)
sar 24,8 km
angin denga
n pada setiap
alternator y
menunjukk
n (km/jam)
an pernyata
m/jam) san
tor. Dimana
km/jam) dendengan 3 su
epatan angi
115,1 rpm
m) alternato
n putaran p
cepatan ang
or 118,2 rp
/jam kecepa
cepatan ang
r 120,0 rpm
) alternator
m/jam kecep
an 3 sudu m
p kecepatan
yang dihasi
kan adanya
yang mem
aan Alamsy
ngat berpen
a, semakin
ngan putaraudu dan 6 su
in 15,9 km
m. Saat kece
or sebesar
per menit (
gin sebesar
pm. Pada t
atan putara
gin 16,2 km
m, saat kece
r 128,0 rpm
patan putara
maupun den
n angin (km
ilkan. Mesk
perubahan
mbuat alter
yah (2007),
ngaruh terh
tinggi kece
37
an per udu.
m/jam
epatan
116,0
(rpm)
18,2
turbin
an per
m/jam
epatan
m, dan
an per
gan 6
m/jam)
kipun
yang
rnator
yang
hadap
epatan
38
angin (km/jam) diikuti dengan semakin cepatnya putaran per menit (rpm)
alternator.
5.3 Hubungan Kecepatan Putaran per menit (rpm) Alternator dan Arus yang Dihasilkan pada Turbin Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu
Sama halnya dengan kecepatan angin (km/jam) dan kecepatan putaran per
menit (rpm) alternator, untuk tabel antara kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator dengan arus (ampere) yang dihasilkan hanya diambil beberapa data
yang mewakili dari tabel data hasil pengamatan pada turbin angin dengan 3 sudu
dan 6 sudu (Lampiran 1 dan 2). Hal ini bertujuan agar setiap perubahan yang ada
pada kecepatan putaran per menit (rpm) alternator dan arus (ampere) yang
dihasilkan dapat terlihat secara nyata.
Tabel 10 Kecepatan putaran per menit (rpm) alternator dan arus (ampere) yang dihasilkan pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Sumber: Pengolahan data
Berdasarkan Tabel 10 diatas, maka dapat dibuat suatu grafik hubungan
antara kecepatan putaran per menit (rpm) alternator dengan arus (ampere) yang
dihasilkan. Grafik hubungan tersebut disajikan pada Gambar 23.
Turbin angin dengan 3 sudu Turbin angin dengan 6 sudu Kecepatan putaran
per menit (rpm) alternator
Arus (ampere)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator
Arus (ampere)
115,1 2,8 118,0 3,4 116,0 2,9 120,0 3,4 117,3 3,0 128,0 3,5 118,2 3,1 132,0 3,5 119,0 3,2 139,0 3,6 119,7 3,3 149,0 3,8 120,0 3,3 150,0 3,8 123,5 3,4 154,0 3,8 124,8 3,4 155,0 3,8 125,0 3,4 156,0 3,9
Gambar 2
Jika
kecepatan
pada saat
ampere, p
sebesar 3
menghasil
putaran al
Pada
rpm men
alternator
putaran al
kecepatan
dan punc
menghasil
Berd
6 sudu te
(rpm) alte
hanya sed
oleh kecep
yang masu
4 Grafik hudengan
dilihat dar
n putaran al
kecepatan p
pada saat k
3,0 ampere
lkan arus se
lternator 12
a turbin ang
nghasilkan
r 120,0 rpm
lternator 12
n putaran al
caknya yai
lkan arus se
dasarkan ha
erlihat adan
ernator dan
dikit, namun
patan putara
uk ke dalam
ubungan antarus (amper
ri Gambar 2
lternator 11
putaran alte
kecepatan p
e, pada s
ebesar 3,1 a
25,0 rpm me
gin dengan
arus sebes
m menghasil
28,0 rpm m
lternator 13
itu pada s
ebesar 3,9 am
al tersebut,
nya peningk
arus (ampe
n menunjuk
an (rpm) alt
m baterai (a
tara kecepare) pada tur
23 di atas, p
15,1 rpm m
ernator 116
putaran alte
aat kecepa
ampere dan
enghasilkan
6 sudu, sa
sar 3,4 am
kan arus se
menghasilka
32,0 rpm m
saat kecep
mpere.
pada turbin
katan perub
ere) yang dih
kkan adany
ternator yan
accu). Sehin
atan putaranrbin angin d
pada turbin
menghasilka
6,0 rpm men
ernator 117
atan putara
n puncaknya
n arus sebesa
aat kecepata
mpere, pad
ebesar 3,4 a
an arus seb
menghasilka
atan putar
n angin deng
bahan pada
hasilkan. M
ya perubaha
ng menyeba
ngga hal in
n per menit dengan 3 sud
n angin deng
n arus sebe
nghasilkan
7,3 rpm me
an alterna
a yaitu pad
ar 3,4 ampe
an putaran
da saat kec
ampere, pad
esar 3,5 am
an arus seb
an alterna
gan 3 sudu
a setiap ke
Meskipun pe
an yang terj
abkan adany
ni sesuai de
(rpm) alterdu dan 6 su
gan 3 sudu
esar 2,8 am
arus sebesa
enghasilkan
ator 118,2
da saat kece
ere.
alternator
cepatan pu
da saat kece
mpere, pada
esar 3,5 am
ator 156,0
maupun de
ecepatan pu
erubahan ter
rjadi dipeng
ya arus (amp
ngan perny
39
rnator udu.
saat
mpere,
ar 2,9
n arus
rpm
epatan
118,0
utaran
epatan
a saat
mpere
rpm
engan
utaran
rsebut
garuhi
mpere)
yataan
Alamsyah
rendah m
keluaranny
5.4 PengaPutar
Pada
yang diha
putaran pe
sudu. Ole
terhadap
dihasilkan
Gambar
Berd
kecepatan
dengan 3
(rpm) alte
hal terseb
peningkata
pernyataan
semakin b
Akibatnya
menghasil
h (2007), y
aka keluara
ya akan sem
aruh Jumlaran per mea kecepatan
asilkan oleh
er menit (rp
h karena it
peningkata
n, selengkap
25 Pengaruputaran
dasarkan g
n putaran pe
sudu lebih
ernator yan
but, jumlah
an kecepata
n Jhon (19
besar luas b
a akan m
lkan daya l
yang menya
annya akan
makin tinggi
ah 3 Suduenit (rpm) An angin terte
h turbin an
pm) alterna
tu, dibuat s
an kecepata
pnya dapat d
uh jumlah 3per menit (
grafik di at
er menit (rp
h kecil dib
ng dihasilka
h sudu pad
an putaran p
985) yang
baling-baling
menyebabka
istrik kelua
atakan bah
n rendah. S
i.
dan 6 SudAlternatorentu, kecepa
ngin denga
ator yang d
suatu grafik
an putaran
dilihat pada
sudu dan 6rpm) altern
tas, pada
pm) alterna
bandingkan
an oleh turb
da baling-ba
per menit (r
diacu oleh
g maka aka
an putaran
aran yang s
wa pada a
Sebaliknya,
du terhadap
atan putaran
an 3 sudu
dihasilkan o
k pengaruh
n per men
Gambar 24
6 sudu terhanator.
saat kecep
ator yang d
dengan ke
bin angin d
aling memb
rpm) altern
Guntoro (
an menghas
n rotor y
emakin bes
alternator m
semakin ti
p Peningka
n per menit
berbeda de
oleh turbin
jumlah 3 s
nit (rpm) a
4.
adap pening
patan angin
dihasilkan o
ecepatan pu
engan 6 su
berikan pen
nator. Hal in
(2008), men
ilkan gaya
ang semak
sar. Demiki
mobil, saat
inggi rpm
atan Kecep
(rpm) alter
engan kece
angin deng
sudu dan 6
alternator
gkatan kece
n tertentu
oleh turbin
utaran per m
udu. Berdas
ngaruh terh
ni sesuai de
nyatakan b
yang besar
kin cepat
ian pula, de
40
t rpm
maka
patan
rnator
epatan
gan 6
sudu
yang
epatan
maka
angin
menit
arkan
hadap
engan
bahwa
pula.
dan
engan
41
menambah jumlah sudu pada baling-baling akan menambah luas baling-baling
yang berarti akan menambah gaya pada turbin sehingga akan memperbesar
putaran rotor.
5.5 Perbandingan Lama Waktu Pengisian Ampere Baterai oleh Turbin angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu
Selain terhadap kecepatan putaran alternator (rpm), jumlah sudu pada
baling-baling juga memberikan pengaruh terhadap lamanya waktu yang
dibutuhkan untuk mengisi ampere baterai sampai penuh. Pada saat pengukuran
arus yang masuk ke dalam baterai, ampere awal baterai yang terukur yaitu 24.5
ampere. Sebelumnya ampere baterai dikosongkan, hal ini dilakukan agar dapat
mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk menambah ampere di baterai hingga
mencapai 45 ampere.
Tabel 11 Perbandingan lama waktu pengisian ampere baterai oleh turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Sumber: Pengolahan data
Berdasarkan Tabel 11 diatas, maka dapat dibuat suatu grafik perbandingan lama
waktu pengisian ampere baterai pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
Grafik hubungan tersebut disajikan pada Gambar 25.
Waktu (Jam) Arus (ampere) 3 sudu 6 sudu
06.00 24,5 24,5 06.15 27,5 27,9 06.30 30,5 31,3 06.45 33,5 34,7 07.00 36,6 38,2 07.15 39,0 41,6 07.30 42,0 45,0 07.45 45,1 -
Gambar
Berd
baterai de
turbin ang
sudu, pad
artinya me
penuh. Se
sudah teri
cepat untu
Hal
jumlah sud
Hal ini ter
baling-bal
sehingga k
daya dan a
5.6 Waktu
Berd
efektif dib
(ampere)
digunakan
energi yan
lampu LE
26 Perbanddengan
dasarkan G
engan meng
gin dengan
da pukul 07
embutuhkan
dangkan de
si penuh sam
uk mengisi a
ini sesuai
du pada bal
rjadi karena
ling (luas be
kecepatan p
arus listrik y
u yang Dib
dasarkan pe
bandingkan
dan tegang
n untuk men
ng terdapat
D.
dingan lama3 sudu dan
Gambar 25,
ggunakan t
menggunak
7.45 amper
n waktu 1 ja
engan meng
mpai 45,0 a
ampere bate
dengan per
ling-baling
a gaya angk
ertambah k
putaran roto
yang dihasil
butuhkan u
embahasan
n turbin ang
gan (volt) y
nghitung la
dalam bater
a waktu pen6 sudu.
, lama wa
turbin angin
kan 6 sudu.
re baterai b
am 45 meni
ggunakan 6
ampere yan
erai sampai
rnyataan Gu
efisiensi da
kat angin me
arena jumla
or (alternato
lkan juga se
ntuk Meng
di atas, bah
gin dengan
yang dihasil
ama waktu
rai jika digu
gisian ampe
ktu yang
n 3 sudu l
Dengan m
baru terisi
it untuk men
sudu, pada
ng artinya w
penuh yaitu
untoro (200
aya listrikny
enjadi besar
ah sudu pad
or) juga sem
emakin besa
ghidupkan
hwa turbin
6 sudu. O
lkan oleh tu
yang dibutu
unakan untu
ere baterai o
dibutuhkan
lebih lamb
menggunaka
sampai 45
ngisi amper
pukul 07.30
waktu yang d
u 1 jam 30 m
08), bahwa
ya cenderun
r dengan be
da baling-ba
makin lebih
ar.
Rangkaian
angin deng
Oleh karena
urbin angin
uhkan untu
uk menghid
oleh turbin
n untuk me
at dibandin
an turbin an
,1 ampere
re baterai sa
0 ampere b
dibutuhkan
menit.
semakin ba
g semakin b
ertambahnya
aling bertam
besar, akib
n lampu LE
gan 6 sudu
a itu, maka
n dengan 6
uk menghab
dupkan rang
42
angin
engisi
ngkan
ngin 3
yang
ampai
aterai
lebih
anyak
besar.
a luas
mbah)
batnya
ED
lebih
a arus
sudu
biskan
gkaian
43
LED yang digunakan sebanyak 36 buah disusun menjadi empat rangkaian
pararel, yang masing-masing rangkaian pararel mengandung tiga buah LED yang
disusun secara seri. Setiap rangkaian seri LED dipasang resistor yang berfungsi
untuk menghambat arus yang mengalir dari baterai, untuk lebih jelasnya dapat
dilihat pada Gambar 26 di bawah ini.
Sumber: Syahbana (2012)
Gambar 27 Rangkaian lampu LED yang digunakan.
Berdasarkan perhitungan, tegangan dari satu rangkaian lampu LED tersebut
yaitu 1,98 V dengan daya 0,04752 Watt. Sedangkan, turbin angin dengan 6 sudu
menghasilkan rata-rata tegangan sebesar 5,2 volt dengan rata-rata arus yang
dihasilkan sebesar 3,4 ampere. Maka, daya yang dikeluarkan oleh turbin angin
dengan 6 sudu sebesar 17,9 watt per jam. Dengan daya per jam yang dihasilkan
oleh tubin angin tersebut, mampu untuk menghidupkan tiga buah rangkaian lampu
LED (putih, merah, dan hijau) dengan daya sebesar 0,14256 watt selama 125,6
jam atau sama dengan kurang lebih 5 hari.
5.7 Spesifikasi Turbin Angin dengan 3 Sudu dan 6 Sudu Pada turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu memiliki spesifikasi yang
berbeda khususnya pada keluaran (output) yang dihasilkan, oleh karena itu
disajikan tabel spesifikasi dari turbin angin dengan 3 sudu dan turbin angin
dengan 6 sudu. Data selengkapnya disajikan pada Tabel 12 di bawah ini.
+
D1
D4
D7
D2
D5
D8
D3
D6
D9
D10 D11 D12
R1
R2
R3
R4
44
Tabel 12 Spesifikasi turbin angin dengan 3 sudu dan 6 sudu.
No. Spesifikasi Keterangan ( 3 sudu)
Keterangan ( 6 sudu) 1. Sudu
Bahan Pipa PVC PVC Model Taper Linier Taper Linier Diameter 100 cm 100 cm Tinggi 50 cm 50 cm Sisi atas 5 cm 5 cm Sisi bawah 2 cm 2 cm Luas tiap sudu 175 cm 175 cm
2. Alternator Merek Denso Denso
Tipe 27060 bz020 27060 bz020 3. Baterai Tegangan (volt) 12 volt 12 volt
Daya (Ah) 45 Ah 45 Ah 4. Kecepatan angin (km/jam) Tertinggi 25,2 km/jam 24,8 km/jam
Terendah 15,9 km/jam 15,2 km/jam Rata-rata 17,5 km/jam 17,2 km/jam
5. Keluaran (output) Rpm alternator rata-rata 117,2 rpm 124,8 rpm
Tegangan (volt) rata-rata 4,9 volt 5,2 volt Arus (ampere) rata-rata 3,0 ampere 3,44 ampere Daya yang dihasilkan per jam 14,7 watt/jam 17,9 watt/jamLama waktu pengisian baterai 1 jam 45 menit 1 jam 30
menit Lama LED (Putih, Merah, dan Hijau) menyala
± 4 hari ± 5 hari
Sumber: Pengolahan data
45
6 KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini yaitu:
(1) Waktu (siang dan malam) memberikan pengaruh terhadap besarnya
kecepatan angin di daerah penelitian, dimana kecepatan angin pada siang hari
lebih besar dibandingkan malam hari. Pada saat pengujian turbin angin mini
dengan jumlah sudu 3, kecepatan angin tertinggi yaitu 25,2 km/jam pada
pukul 15.45-16.00 WIB dan kecepatan angin terendah yaitu 15,9 km/jam
pada pukul 00.15-00.30 WIB. Sedangkan pada saat pengujian turbin angin
mini dengan jumlah sudu 6, kecepatan angin tertinggi yaitu 24,8 km/jam pada
pukul 16.45-17.00 WIB dan kecepatan angin terendah yaitu 15,2 km/jam
pada pukul 00.45-01.00 WIB
(2) Kecepatan angin rata-rata saat pengujian turbin angin mini dengan jumlah
sudu 3 yaitu 17,5 km/jam, dan saat pengujian dengan jumlah sudu 6 yaitu
17,2 km/jam. Maka menurut tabel skala Beaufort, tipe angin di daerah
penelitian pada saat melakukan pengujian termasuk dalam tipe angin lemah.
(3) Jumlah sudu pada baling-baling memberikan pengaruh terhadap peningkatan
kecepatan putaran per menit (rpm) alternator, dimana turbin angin dengan 6
sudu menghasilkan kecepatan putaran per menit (rpm) alternator lebih besar
dibandingkan turbin angin dengan 3 sudu.
(4) Lama waktu yang dibutuhkan untuk mengisi ampere baterai sampai penuh
oleh turbin angin dengan 3 sudu yaitu 1 jam 45 menit, sedangkan oleh turbin
angin dengan 6 sudu waktu yang dibutuhkan hanya 1 jam 30 menit. Jadi,
turbin angin dengan 6 sudu menghasilkan arus (ampere) yang lebih besar.
(5) Energi yang dihasilkan turbin angin mini dengan 6 baling-baling mampu
untuk menghidupkan tiga buah rangkaian lampu LED (putih, merah, dan
hijau) selama 125,6 jam atau sama dengan ± 5 hari.
46
6.2 Saran
Adapun saran pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
(1) Untuk penelitian selanjutnya yang menggunakan turbin angin diharapkan
pengujian dilakukan pada saat musim ketika angin besar, agar didapatkan
hasil yang lebih maksimal.
(2) Desain turbin angin diharapkan dapat menyesuaikan dengan kondisi daerah
penelitian.
(3) Turbin angin mini ini diharapkan dapat menjadi sumber energi alternatif
untuk sistem kelistrikan pada kapal penangkap ikan khususnya untuk
kebutuhan listrik lampu navigasi.
47
DAFTAR PUSTAKA
Alamsyah, H. 2007. Pemanfaatan Turbin Angin Dua Sudu Sebagai Penggerak Mula Alternator Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin [Skripsi]. Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Semarang.
Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika. Prakiraan Cuaca Provinsi Jawa
Barat. http://www.bmkg.go.id/bmkg_pusat/Meteorologi/Prakiraan_Cuaca _Propinsi.bmkg?prop=13. [28 Februari 2012].
Gulbrandsen. 2009. Safety Guide For Small Fishing Boat. FAO / SIDA / IMO /
BOBP-IGO. Guntoro, W. 2008. Studi Pengaruh Panjang dan Jumlah Baling-baling Terhadap
Efisiensi Daya Listrik Pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin [Tesis]. Program Studi Fisika Institut Teknologi Bandung. Bandung.
Kamus Besar Bahasa Indonesia, Pusat Bahasa Departemen Pendidikan Nasional
Republik Indonesia. http://www.pusatbahasa.kemdiknas.go.id. [13 Januari 2012]
Koenhardono, ES. 2009. Analisa Kondisi Sistem Kelistrikan Pada Kapal Ikan
(Studi Kasus Pada KM. Baruna 30GT). Seminar Nasional Perikanan Indonesia 2009. Sekolah Tinggi Perikanan. Jakarta.
Kuniyo, S. 2006. LED Sebagai Sumber Cahaya Masa Depan.
www.usmankuniyo.multiply.com. [17 Februari 2011]. Routledge, G. 2002. Lighting The Way To A Low-Energy Future. IEE Review
Volume 48. Setiono, P. 2006. Pemanfaatan Alternator Mobil Sebagai Pembangkit Listrik
Tenaga Angin [Skripsi]. Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Semarang.
Suardi, Y. 2009. Pola Umum Angin di Indonesia.
http://www.ilmukelautan.com/oseanografi/fisika-oseanografi/405-pola-umum-angin-di-indonesia [20 Desember 2011].
Syahbana, R. 2012. Uji Coba Pemanfaatan Energi Surya sebagai Energi
Alternatif Sistem Kelistrikan Lampu Navigasi pada Kapal Penangkap Ikan [Skripsi]. Departemen Pemanfaatan Sumberdaya Perikanan, Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Triharyanto, Y. T., M. N. Andika, R. O. Prasetya. 2007. Kincir Angin Sumbu
Horisontal Bersudu Banyak [Skripsi]. Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Yogyakarta.
48
49
Lampiran 1 Tabel data hasil pengamatan turbin angin dengan 3 sudu.
Arah angin Waktu (Jam) Kecepatan angin (km/jam)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator
Arus (ampere)
Laut 06.00-06.15 17,2 117,3 3,0 Laut 06.15-06.30 17,4 117,4 3,0 Laut 06.30-06.45 16,9 117,1 3,0 Laut 06.45-07.00 17,7 117,7 3,1 Laut 07.00-07.15 16,8 116,6 3,0 Laut 07.15-07.30 17,1 117,3 3,0 Laut 07.30-07.45 17,5 117,8 3,1 Laut 07.45-08.00 17,8 117,2 3,0 Laut 08.00-08.15 17,3 117,3 3,0 Laut 08.15-08.30 16,7 116,3 2,9 Laut 08.30-08.45 17,1 117,1 3,0 Laut 08.45-09.00 17,2 117,3 3,0 Laut 09.00-09.15 16,9 116,4 2,9 Laut 09.15-09.30 17,2 117,3 3,0 Laut 09.30-09.45 17,8 118,0 3,1 Laut 09.45-10.00 17,6 117,6 3,0 Laut 10.00-10.15 18,2 118,3 3,1 Laut 10.15-10.30 16,0 116,0 2,9 Laut 10.30-10.45 16,3 116,3 2,9 Laut 10.45-11.00 17,4 117,3 3,0 Laut 11.00-11.15 16,5 116,5 3,0 Laut 11.15-11.30 16,9 116,4 2,9 Laut 11.30-11.45 16,5 116,6 2,9 Laut 11.45-12.00 17,6 117,5 3,0 Laut 12.00-12.15 17,5 117,5 3,0 Laut 12.15-12.30 17,0 117,0 3,0 Laut 12.30-12.45 16,6 116,0 2,9 Laut 12.45-13.00 16,2 116,0 2,9 Laut 13.00-13.15 16,7 116,6 2,9 Laut 13.15-13.30 16,7 116,7 3,0 Laut 13.30-13.45 16,4 116,1 2,9 Laut 13.45-14.00 16,5 116,1 2,9 Laut 14.00-14.15 16,6 116,6 3,0 Laut 14.15-14.30 17,2 117,3 3,0 Laut 14.30-14.45 17,8 118,0 3,1 Laut 14.45-15.00 17,6 117,5 3,0 Laut 15.00-15.15 18,9 118,0 3,1 Laut 15.15-15.30 19,9 119,0 3,2 Laut 15.30-15.45 20,1 119,7 3,3 Laut 15.45-16.00 25,2 120,0 3,3 Laut 16.00-16-15 22,6 120,3 3,4 Laut 16.15-16.30 23,5 124,1 3,4 Laut 16.30-16.45 23,2 124,0 3,4 Laut 16.45-17.00 24,1 125,0 3,4 Laut 17.00-17-15 24,8 124,8 3,4 Laut 17.15-17.30 22,6 123,5 3,4 Laut 17.30-17.45 20,1 120,8 3,4 Darat 17.45-18.00 19,7 119,0 3,2 Darat 18.00-18.15 17,5 117,3 3,0 Darat 18.00-18.15 17,4 115,0 2,8
50
Arah angin Waktu (Jam) Kecepatan angin (km/jam)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator
Arus (ampere)
Darat 18.15-18.30 16,9 116,0 2,8 Darat 18.30-18.45 16,2 116,1 2,9 Darat 18.45-19.00 16,4 116,1 2,9 Darat 19.00-19.15 16,3 117,0 3,0 Darat 19.15-19.30 16,3 116,0 2,9 Darat 19.30-19.45 16,6 116,0 2,9 Darat 19.45-20.00 17,2 115,6 2,9 Darat 20.00-20.15 17,4 115,3 2,9 Darat 20.15-20.30 17,5 116,0 2,9 Darat 20.30-20.45 16,9 117,0 3,0 Darat 20.45-21.00 16,7 115,7 2,9 Darat 21.00-21.15 17,2 115,4 2,9 Darat 21.15-21.30 17,3 116,0 2,9 Darat 21.30-21.45 17,1 116,0 2,9 Darat 21.45-22.00 17,0 117,4 3,0 Darat 22.00-22.15 16,5 118,2 3,1 Darat 22.15-22.30 16,2 116,0 2,9 Darat 22.30-22.45 16,3 116,1 2,9 Darat 22.45-23.00 16,8 117,2 3,0 Darat 23.00-23.15 17,1 115,3 2,9 Darat 23.15-23.30 16,2 116,0 2,9 Darat 23.30-23.45 16,2 116,4 2,9 Darat 23.45-24.00 16,2 117,7 3,1 Darat 00.00-00.15 16,1 117,5 3,1 Darat 00.15-00-30 15,9 117,0 3,0 Darat 00.30-00.45 16,7 116,5 2,9 Darat 00.45-01.00 16,9 115,1 2,8 Darat 01.00-01.15 16,4 116,9 3,0 Darat 01.15-01.30 16,4 115,7 2,8 Darat 01.30-01.45 16,8 116,3 2,9 Darat 01.45-02.00 16,5 115,2 2,8 Darat 02.00-02.15 16,8 116,8 2,9 Darat 02.15-02.30 16,5 115,3 2,8 Darat 02.30-02.45 16,7 116,0 2,9 Darat 02.45-03.00 16,3 116,0 2,9 Darat 03.00-03.15 16,3 117,9 3,1 Darat 03.15-03.30 16,6 116,0 2,9 Darat 03.30-03.45 16,9 117,3 3,0 Darat 03.45-04.00 17,2 117,8 3,1 Darat 04.00-04.15 16,9 116,3 2,9 Darat 04.15-04.30 16,7 116,0 2,9 Darat 04.30-04.45 16,9 116,0 2,9 Darat 04.45-05.00 16,8 116,0 2,9 Darat 05.00-05.15 16,5 116,1 2,9 Darat 05.15-05.30 16,8 116,0 3,0 Darat 05.30-05.45 17,1 115,9 2,8 Darat 05.45-06.00 17,3 116,2 2,9
Rata-rata 17,5 117,2 3,0
51
Lampiran 2 Tabel data hasil pengamatan turbin angin dengan 6 sudu.
Arah angin Waktu (Jam) Kecepatan angin (km/jam)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator
Arus (ampere)
Darat 06.00-06.15 17,1 122,0 3,4 Darat 06.15-06.30 17,3 124,0 3,4 Darat 06.30-06.45 16,7 120,0 3.4 Darat 06.45-07.00 17,5 127,0 3,5 Darat 07.00-07.15 16,6 120,0 3,4 Darat 07.15-07.30 17,1 121,0 3,4 Darat 07.30-07.45 17,6 125,0 3,4 Darat 07.45-08.00 17,2 128,0 3,5 Darat 08.00-08.15 17,2 123,0 3,4 Darat 08.15-08.30 16,2 120,0 3,4 Darat 08.30-08.45 17,0 121,0 3,4 Darat 08.45-09.00 17,2 122,0 3,4 Darat 09.00-09.15 16,4 120,0 3,4 Darat 09.15-09.30 17,1 122,0 3,4 Darat 09.30-09.45 17,7 128,0 3,5 Darat 09.45-10.00 17,2 126,0 3,5 Darat 10.00-10.15 17,9 132,0 3,5 Darat 10.15-10.30 15,7 119,0 3,3 Darat 10.30-10.45 16,1 120,0 3,4 Darat 10.45-11.00 17,3 124,0 3,4 Darat 11.00-11.15 16,3 120,0 3,4 Darat 11.15-11.30 16,4 120,0 3,4 Darat 11.30-11.45 16,5 120,0 3,4 Darat 11.45-12.00 17,4 126,0 3,4 Darat 12.00-12.15 17,4 125,0 3,4 Darat 12.15-12.30 17,0 120,0 3,4 Darat 12.30-12.45 16,2 119,0 3,3 Darat 12.45-13.00 16,1 119,0 3,3 Darat 13.00-13.15 16,4 120,0 3,4 Darat 13.15-13.30 16,6 120,0 3,4 Darat 13.30-13.45 16,3 120,0 3,4 Darat 13.45-14.00 16,3 120,0 3,4 Darat 14.00-14.15 16,5 120,0 3,4 Darat 14.15-14.30 17,1 122,0 3,4 Darat 14.30-14.45 17,7 128,0 3,5 Darat 14.45-15.00 17,5 126,0 3,4 Darat 15.00-15.15 17,6 139,0 3,6 Darat 15.15-15.30 19,1 141,0 3,7 Darat 15.30-15.45 19,7 149,0 3,8 Darat 15.45-16.00 20,1 156,0 3,9 Darat 16.00-16-15 20,4 150,0 3,8 Darat 16.15-16.30 24,2 154,0 3,8 Darat 16.30-16.45 24,1 153,0 3,8 Darat 16.45-17.00 24,8 154,0 3,8 Darat 17.00-17-15 24,6 155,0 3,8 Darat 17.15-17.30 23,2 153,0 3,8 Laut 17.30-17.45 20,7 153,0 3,8 Laut 17.45-18.00 19,5 150,0 3,8 Laut 18.00-18.15 17,5 149,0 3,7 Laut 18.15-18.30 15,8 120,0 3,4
52
Arah angin Waktu (Jam) Kecepatan angin (km/jam)
Kecepatan putaran per menit (rpm)
alternator
Arus (ampere)
Laut 18.30-18.45 16,0 119,0 3,4 Laut 18.45-19.00 16,1 120,0 3,4 Laut 19.00-19.15 16,6 119,0 3,2 Laut 19.15-19.30 16,1 119,0 3,2 Laut 19.30-19.45 16,0 120,0 3,4 Laut 19.45-20.00 15,7 122,0 3,4 Laut 20.00-20.15 15,4 124,0 3,4 Laut 20.15-20.30 15,9 125,0 3,4 Laut 20.30-20.45 17,0 120,0 3,4 Laut 20.45-21.00 15,7 119,0 3,3 Laut 21.00-21.15 15,5 122,0 3,4 Laut 21.15-21.30 16,1 123,0 3,4 Laut 21.30-21.45 16,6 121,0 3,4 Laut 21.45-22.00 17,4 120,0 3,4 Laut 22.00-22.15 18,2 120,0 3,4 Laut 22.15-22.30 16,0 119,0 3,4 Laut 22.30-22.45 16,3 119,0 3,4 Laut 22.45-23.00 17,4 120,0 3,4 Laut 23.00-23.15 15,5 121,0 3,4 Laut 23.15-23.30 15,9 120,0 3,4 Laut 23.30-23.45 16,5 119,0 3,4 Laut 23.45-24.00 17,6 120,0 3,4 Laut 00.00-00.15 17,5 120,0 3,4 Laut 00.15-00-30 17,0 118,0 3,4 Laut 00.30-00.45 16,6 120,0 3,4 Laut 00.45-01.00 15,2 120,0 3,4 Laut 01.00-01.15 16,7 119,0 3,4 Laut 01.15-01.30 15,7 120,0 3,4 Laut 01.30-01.45 16,4 120,0 3,4 Laut 01.45-02.00 15,5 120,0 3,4 Laut 02.00-02.15 16,6 120,0 3,4 Laut 02.15-02.30 15,5 120,0 3,4 Laut 02.30-02.45 16,1 120,0 3,4 Laut 02.45-03.00 15,9 120,0 3,4 Laut 03.00-03.15 17,9 120,0 3,4 Laut 03.15-03.30 16,0 120,0 3,4 Laut 03.30-03.45 17,3 120,0 3,4 Laut 03.45-04.00 17,8 122,0 3,4 Laut 04.00-04.15 16,1 121,0 3,4 Laut 04.15-04.30 15,9 120,0 3,4 Laut 04.30-04.45 15,9 121,0 3,4 Laut 04.45-05.00 16,0 120,0 3,4 Laut 05.00-05.15 16,1 120,0 3,4 Laut 05.15-05.30 16,1 120,0 3,4 Laut 05.30-05.45 15,9 121,0 3,4 Darat 05.45-06.00 16,2 124,0 3,4
Rata-rata 17,2 124,8 3,44
Lampiran
Pip
Alternator
Amp
n 3. Alat da
pa paralon P
r denso 270
ere meter G
an bahan.
PVC
60 bz020
Gauge
Softwar
re kecepatan
Aki
T
n angin (SC
Acrylic 2m
i basah 12 V
Tachometer
CD)
mm
V 45 Ah
53
Anemome
eter 3 mangkkok
Laptop AAcer Aspiree 4720z
54
Lampiran
n 4 Dokummentasi hasiil penelitiann.
55