Tugas Elemen Mesin

Makalah Mesin Konversi Energi

MAKALAH BERPIKIR KRITIS

TUGAS MEKATRONIKA

ARIF RAHMAN HAKIM

NIM. D211 13 317

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2017

1. CONTOH KASUS  MEKATRONIKA

Pertama mari kita liat apa itu mekatronika ?

Mekatronika adalah ilmu yang mempelajari ilmu mekanik, ilmu elektronika, dan ilmu informatika. Mekatronika ini pertama kali dikenal pada tahun 1970-an di Negara Jepang. Saat ini di sekitar kita banyak alat yang menggunakan mekatronika antara lain mesin CNC,mesin bubut, kamera digital, lengan robot,  printer, robot dan lain-lain. Barang-barang ini dapat melakukan pekerjan-pekerjaan yang berbeda-beda dengan cara merubah program mereka sesui kondisi yang diminta, karena telah ditambahkan kemampuan kendali aktif yang canggih terhadap mekanisme yang telah ada.

Dalam kesempatan ini saya akan mengambil contoh kasus pengaplikasian mekatronika di bidang Otomotif, khususnya pada bagian bagian sensor mobil.

Dalam industri otomotif, diketahui bahwa sebuah revolusi teknologi yang semakin terjadi di bidang performa kendaraan dan sistem kontrol. Revolusi ini tidak diragukan lagi didorong oleh fakta bahwa pada komponen, otomotif hadir dan produsen kendaraan sudah dikonfirmasi dengan terus meningkatnya permintaan dari pelanggan mereka dan undang-undang pemerintah untuk produk-produk berkualitas tinggi, handal, aman dan kurang merusak lingkungan.

Peningkatan otomatisasi jalan kendaraan adalah melalui penerapan sistem sensor untuk pengendalian komponen kendaraan dan subsistem. Sebagai bagian dari sistem sensor, penerapan teknologi informasi dan elektronik di kendaraan jalan berarti bahwa pengendalian, pemantauan dan fungsi menampilkan informasi biasanya dilakukan secara





mekanis atau manual sekarang dilakukan dengan sensor yang memungkinkan dan
pengolahan sistem komputer. Beberapa fungsi ini meliputi:

A. SENSOR KONTROL MESIN
Tuntutan untuk memeriksa komposisi gas buang untuk membatasi polusi lalu lintas perkotaan dan untuk mengurangi konsumsi memaksa penerapan sistem kontrol mesin elektronik.
Pada awal, sistem kontrol elektronik termasuk sistem terpisah memeriksa pasokan, waktu, pengapian dan resirkulasi gas buang. Sistem kontrol saat ini telah berkembang menuju suatu sistem yang terintegrasi di mana setiap subsistem tunggal adalah bagian yang berbeda dari unit yang sama. Pengukuran dibuat oleh sensor, mewakili input dari jenis sistem, adalah:
1) kuantitas aliran udara; kecepatan poros penggerak, posisi sudut poros penggerak
2) konsentrasi oksigen di gas buang, suhu pendingin;
3) posisi katup throttle.

B. SENSOR PENGENDALIAN KENDARAAN
Pasar sistem elektronik untuk pengendalian kendaraan dengan cepat berkembang dan prakiraan mengatakan bahwa pada akhir 1990-an pangsa pasar misi maka bo sekitar 30%; pada sistem elektronik otomotif. Tren ini ditunjukkan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Pasar untuk sistem kontrol chassis elektronik: persentase produksi kendaraan baru

Di daerah kontrol mesin, pengembangan sistem baru dipercepat oleh kebutuhan untuk membuat produk baru sesuai dengan hukum. Namun dalam sistem kendaraan alasan utama untuk mencari solusi inovatif yang akan ditemukan dalam persaingan di antara berbagai produsen.

Tabel 2 : Sensor yang diperlukan oleh sistem kontrol chassis

Anti slip (ABS), four-wheel steering (4WS), four-wheel drive (4WD) dan suspensi aktif (AS) merupakan sistem utama yang dapat menyesuaikan perilaku kendaraan dinamis sesuai dengan harapan pelanggan. Sistem ini cenderung untuk meningkatkan tidak hanya kinerja, tetapi juga, dan di atas semua, kendaraan kenyamanan dan keamanan.

Manfaat yang berasal dari setiap sistem tunggal dapat ditingkatkan dengan fungsi yang berbeda yang terintegrasi ke dalam satu sistem.

penelitian lebih lanjut tentang sensor, aktuator dan desain mikrokontroler diperlukan untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi biaya.

Tabel 2 daftar sensor diperlukan oleh berbagai sistem kontrol, sensor tambahan tidak diperlukan untuk strategi sistem tetapi sangat berguna untuk kapasitas diagnostik dan perbaikan pengendalian kinerja. Ringkasan sensor kendaraan utama disajikan.

C. SENSOR SISTEM KEAMANAN
Sistem keselamatan dapat dibagi menjadi yang aktif dan pasif. Yang pertama berfungsi untuk mencegah kecelakaan dan yang kedua untuk mengurangi efek.
Hanya beberapa sistem pasif telah mencapai tingkat kehandalan dan biaya yang diperlukan untuk pasar otomotif. Baru-baru ini beberapa produsen mobil telah memperkenalkan airbag [50,51] penggerak yang diaktifkan oleh perlambatan mendadak setelah kecelakaan. Sensor mengaktifkan sistem terdiri dari satu atau lebih accelerometers dengan fitur kehandalan tinggi untuk meminimalkan kemungkinan kerusakan fungsi.
Sistem keselamatan aktif lebih kompleks dan belum mencapai tingkat keandalan yang cukup tinggi untuk membuat mereka cocok untuk pasar otomotif. Pengembangan sensor dan sistem ini merupakan salah satu topik proyek Prometheus Eropa [52]. Dalam proyek ini keadaan penelitian tentang fungsi-fungsi berikut ini disajikan.
1) identifikasi kondisi jalan;
2) penetapan kendala
3) lokalisasi kendaraan pada jaringan jalan.
 
2. MENGAPA MEKATRONIKA ITU PENTING?

Mengingat perkembangan teknologi yang semakin pesat, serta terus meningkatnya permintaan dari pelanggan dan undang-undang pemerintah untuk produk-produk berkualitas tinggi, handal, aman dan kurang merusak lingkungan sehingga penting bagi pihak pengembang untuk meningkatkan daya saing perusahaan. Salah satunya dengan recruitment tenaga-tenaga handal serta memiliki pengetahuan tentang mekatronika. Karena itu penting bagi calon tenaga kerja untuk mengetahahui, mempelajari, mendalami serta menguasasi Mekatronika terutama yang berkecimpung dibidang industri permesinan.

TUGAS PERPINDAHAN PANAS 1

Nama : Arif Rahman Hakim

NIM    : D21113317

Prodi  : Teknik Mesin

Tugas 1

1. Pengertian Perpindahan Panas
Perpindahan panas adalah salah satu dari displin ilmu teknik termal yang mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan menukarkan panas di antara sistem fisik. Perpindahan panas diklasifikasikan menjadi konduktivitas termal, konveksi termal, radiasi termal, dan perpindahan panas melalui perubahan fasa.

2. Mekanisme Perpindahan Panas
Konduksi termal adalah pertukaran mikroskopis langsung dari energi kinetik partikel melalui batas antara dua sistem. Ketika suatu objek memiliki temperatur yang berbeda dari benda atau lingkungan di sekitarnya, panas mengalir sehingga keduanya memiliki temperatur yang sama pada suatu titik kesetimbangan termal. Perpindahan panas secara spontan terjadi dari tempat bertemperatur tinggi ke tempat bertemperatur rendah, seperti yang dijelaskan oleh hukum kedua termodinamika.

3. Jenis-jenis perpindahan panas dan mekanismenya/modusnya ?
a. Konduksi
Pada skala mikroskopik, konduksi panas muncul sebagai "rasa panas", atom yang bergetar atau berpindah sedemikian cepat berinteraksi dengan atom dan molekul sekelilingnya sehingga memindahkan sejumlah energi mereka ke partikel di sekelilingnya. Dengan kata lain, panas dipindahkan dengan konduksi ketika atom yang saling berdampingan menggetarkan satu sama lain, atau ketika elektron berpindah dari satu atom ke atom lain. Konduksi adalah bentuk perpindahan panas paling umum pada benda padat pada kontak termal. Fluida-terutama gas-kurang konduktif. Konduktansi kontak termal adalah studi konduksi panas antara benda padat yang saling bersentuhan.
Konduksi steady state (lihat hukum Fourier) adalah bentuk konduksi yang terjadi ketika perbedaan temperatur yang terjadi pada konduksi berlangsung spontan, maka setelah waktu kesetimbangan, distribusi spasial temperatur pada benda terkonduksi tidak berubah-ubah lagi.[3] Pada konduksi steady state, jumlah panas yang memasuki suatu bagian sama dengan jumlah panas yang keluar.
Konduksi transient (lihat persamaan panas) muncul ketika temperatur objek berubah sebagai fungsi waktu. Analisis pada sistem transient lebih kompeks dan sering dipakai untuk aplikasi dari analisis numerik oleh komputer.


b. Konveksi
Perpindahan panas konveksi atau konveksi adalah perpindahan panas dari satu tempat ke tempat lain karena adanya perpindahan fluida, proses perpindahan panas melalui perpindahan massa. Gerak serempak fluida menambah perpindahan panas pada banyak kondisi, seperti misalnya antara permukaan solid dan permukaan fluida. Konveksi adalah perpindahan panas yang umum pada cairan dan gas.
Konveksi bebas muncul ketika gerak fluida disebabkan oleh gaya apung yang berasal dari perbedaan massa jenis akibat perbedaan temperatur di dalam fluida. Konveksi tak bebas adalah istilah yang digunakan ketika aliran di dalam fluida diinduksi oleh benda eksternal, seperti kipas, pengaduk, dan pompa, sehingga menyebabkan konveksi induksi buatan.
Pendinginan atau pemanasan konveksi di banyak kasus dapat dijelaskan oleh Hukum Newton tentang pendinginan: "Kecepatan hilangnya panas pada benda sebanding dengan perbedaan temperatur antara benda tersebut dengan lingkungannya." Meskipun begitu, dari definisinya, hukum Newton tentang pendinginan ini membutuhkan kecepatan panas hilang yang membentuk garis linear pada grafik fungsi ("sebanding dengan"). Padahal, secara umum, konveksi tidak pernah membentuk gradien garis lurus. Maka, hukum Newton tidak berlaku.

c. Radiasi
Radiasi termal adalah energi yang dilepaskan oleh benda sebagai gelombang elektromagnetik, karena adanya tumpukan energi termal pada semua benda dengan suhu di atas nol mutlak.
Radiasi termal muncul sebagai akibat perpindahan acak dari atom dan molekul benda. Karena atom dan molekul ini terdiri dari partikel bermuatan (proton dan elektron), pergerakan mereka menghasilkan pelepasan radiasi elektromagnetik yang membawa energi.
Radiasi dari matahari dapat digunakan untuk panas dan tenaga listrik. Tidak seperti konduksi dan konveksi, radiasi termal dapat dikumpulkan di sebuah titik kecil menggunakan kaca pemantul, kemudian dimanfaatkan untuk pembangkit listrik solar.

Referensi
http://id.wikipedia.org/wiki/Pengertian perpindahan_panas
1. •  ^ Geankoplis, Christie John (2003). Transport processes and separation process principles: (includes unit operations) (ed. 4th ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall Professional Technical Reference. ISBN 0-13-101367-X.
2. •  ^ a b c Abbott, J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. (2005). Introduction to chemical engineering thermodynamics (ed. 7th ed.). Boston ; Montreal: McGraw-Hill. ISBN 0-07-310445-0.
3. •  ^ "Thermal-FluidsPedia | Heat conduction".
4. •  ^ Çengel, Yunus (2003). Heat Transfer: a practical approach. McGraw-Hill series in mechanical engineering. (ed. 2nd). Boston: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-245893-0. OCLC 300472921. Diakses 2009-04-20.
5. •  ^ "Convection — Heat Transfer". Engineers Edge. Engineers Edge. Diakses 2009-04-20.
6. •  ^ "Thermal-FluidsPedia | Radiation"
7. •  ^ Mojiri, A., Spectral beam splitting for efficient conversion of solar energy—A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews Volume 28, December 2013, Pages 654–663

MAKALAH BREAK EVEN POINT

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas ini.
Tugas ini menguraikan penggunaan BEP (Break Even Point) pada suatu bisnis usaha rumahan, yaitu penulis menguraikan bagaimana perhitungan BEP berikut dengan cara penyelesaiannya.
Dalam penyusunan tugas ini, penulis tidak lepas dari bantuan berbagai pihak yang sangat membantu dan memberikan makna penting demi terciptanya tugas ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis berterimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
Allah SWT yang telah memberikan segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat membuat dan menyelesaikan tugas ini.
Dosen mata kuliah teknopreneurship.
Semoga tugas ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Penulis menyadari banyaknya kekurangan pada tugas ini, oleh karena itu Penulis  mohon untuk saran dan kritiknya.
Terimakasih.

Gowa, 28 februari 2017

Arif Rahman Hakim

DAFTAR ISI

Kata Pengantar
Daftar Isi
Bab I Pendahuluan
Latar  Belakang
Rumusan  Masalah
Tujuan Penulisan
Bab II Pembahasan
Rumus Perhitungan BEP
Perencanaan Keuangan
BAB III Penutup
Kesimpulan
Contoh Produk
Daftar Pustaka

BAB I

PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG

Boneka wisuda merupakan boneka mungil yang berbahan dasar kain flanel.  Boneka ini biasanya diberikan kepada sahabat maupun kerabat yang merayakan wisuda. Dengan bentuk yang mungil menjadikan boneka ini terkesan mewah. Proses pembuatan boneka mungil ini 100% menggunakan jahit tangan, jadi tidaklah sulit proses pembuatannya.  Perlu  ketelitian dan kesabaran dalam membuatnya agar menjadikannya mirip dengan para wisudawan.

Melihat peluang usaha boneka flanel tersebut kami tidak hanya dapat membuat boneka wisuda saja, namun dapat membuatnya sesuai keadaan sekitar kami. Misalnya membuat bentuk boneka pernikahan, boneka ibu,boneka couple, boneka profesi dan boneka kartun anak dengan memperhatikan peluang yang ada.

RUMUSAN MASALAH
Bagaimana rumus perhitungan BEP?
Bagaimana penerapan rumus BEP pada bisnis usaha rumahan?

TUJUAN PENULISAN
Mengetahui rumus perhitungan BEP
Mengetahui dan memahami penerapan rumus BEP pada bisnis usaha rumahan.

BAB II

PEMBAHASAN

RUMUS PERHITUNGAN BEP

Keterangan :

• Biaya Tetap(FC) adalah biaya yang jumlahnya tetap walaupun usaha anda tidak sedang berproduksi seperti biaya gaji karyawan, biaya penyusutan peratalan usaha, biaya asuransi. Dll.
• Biaya Variable (VC) adalah biaya yang jumlahnya akan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah produksi. Misalnya bahan baku, bahan bakar, biaya listrik dll.
• Harga per unit adalah harga jual barang atau jasa yang dihasilkan.
• Biaya Variable per unit adalah total biaya variable dibagi dengan jumlah unit yang di produksi atau dengan kata lain biaya rata-rata per unit.
• Margin Kontribusi per unit adalah selisih harga jual per unit dengan biaya variable per unit.
• Wi: presentasi dari total penjualan (Rp) tiap produk, disebut bobot kontribusi margin.

PERENCANAAN KEUANGAN

3. Total Biaya (Total Cost)
Perhitungan Total biaya dan total biaya per unit:

• TC per 10 unit = VC + FC

      = Rp. 160.000 + Rp. 85.000 = Rp. 245.000

• Biaya per unit = Rp. 245.000 : 10  

      = Rp 24.500 per unit

4. Analisis Pendapatan
Total biaya / 10 Unit   = Rp. 245.000 = 24.500 /unit
Harga jual / 10 Unit    = Rp. 350.000 = 35.000 /unit
Laba / unit                   = Rp. 10.500

5. Analisis Kelayakan Usaha

• BEP (Break Even Point)

BEP unit = 8.500/(35.000-16.000) =0,44 Unit = 1 unit
Artinya setiap produksi 1 unit usaha ini akan berada pada titik impas

BEP Rupiah = 8.500/(1-(16.000/35.000)) =15.740 /Unit
Artinya pada tingkat harga 15.740 usaha ini akan berada pada titik impas.

• Ratio Penjualan

Ratio   = (hasil penjualan)/(total biaya produksi)=350.000/245.000 = 1,42
         
Karena ratio > 1, maka usaha ini cukup layak untuk di jalan kan. Artinya setiap satuan biaya yang di keluarkan, di peroleh penghasilan sebesar 1,42 kali lipat.


Grafik BEP

Gambar 1.1 Grafik BEP 

BAB III

PENUTUP

1. KESIMPULAN

a.) strength (kekuatan)
keunggulan yang dapat diberikan kepada konsumen yang dimiliki oleh prodruk kami dibanding dengan produk boneka yang lain yaitu :
1. memiliki bentuk yang berbeda dari yang lainnya karena pembuatan berdasarkan atas pesanan pelanggan
2. bahan yang digunakan dalam pembuatan boneka menggunakan bahan yang kualitasnya tinggi dalam negeri

b.) weaknes (kelemahan) pembuatan boneka yang berdasarkan pesanan membutuhkan waktu yang cukup lama karena pesanan dari pelanggan yang berbeda-beda tingkat kesulitannya ,karena kita hanya memproduksi boneka karakter saja, maka apabila tidak ada pesanan kita juga tidak akan berproduksi

c.)opportunity (peluang )usaha kami mencoba untuk mewujudkan sebuah sketsa wajah untuk menjadi sebuah boneka yang diinginkan pelanggan karena pembuatan boneka berdasarkan pesanan,maka kami memiliki produk yang berbeda dengan pengerjaan boneka lainnya .

d.) threats (ancaman ) pesaing pembuatan boneka yang berdasarkan atas pesanan pelanggan ,membuat pesaing mudah saja untuk meniru ide bisnis ini.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.wikipedia.org/wiki/Bisnis.
http://vivay.blog.com/2012/04/03/ break-even-point-bep

MAKALAH TURBIN ANGIN

Turbin angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.
Kini turbin angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Walaupun sampai saat ini pembangunan turbin angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional (Contoh: PLTD,PLTU,dll), turbin angin masih lebih dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui (Contoh : batubara, minyak bumi) sebagai bahan dasar untuk membangkitkan listrik.
Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengan diameter kipas r adalah :
  dimana   adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan   adalah kecepatan angin pada waktu tertentu.
Umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah turbin angin hanya sebesar 20%-30%. Jadi rumus di atas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cukup eksak.
Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik.
Sebenarnya prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam sub-sistem yang dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu :

1. Gearbox
Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran tinggi. Biasanya Gearbox yang digunakan sekitar 1:60.

2. Brake System
Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin di luar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak di atasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.

3. Generator
Ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.

4. Penyimpan energi
Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki mobil memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.5 jam pada daya 780 watt.
Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC (Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC (Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini. Rectifier-inverter akan dijelaskan berikut.

5. Rectifier-inverter
Rectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusodal(AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi(aki/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh aki akan berbentuk gelombang DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya AC , maka diperlukan inverter untuk mengubah gelombang DC yang dikeluarkan oleh aki menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh rumah tangga.



B. Mekanisme Turbin Angin

Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya.
Turbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Jenis lain yang umum adalah jenis turbin dua bilah.
Jadi, bagaimana turbin angin menghasilkan listrik? Turbin angin bekerja sebagai kebalikan dari kipas angin. Bukannya menggunakan listrik untuk membuat angin, seperti pada kipas angin, turbin angin menggunakan angin untuk membuat listrik.
Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air.


C. Jenis Jenis Turbin Angin

Turbin Angin Sumbu Horisontal
Turbin angin sumbu horizontal merupakan turbin angin yang sumbu rotasi rotornya paralel terhadap permukaan tanah. Turbin angin sumbu horizontal memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara dan diarahkan menuju dari arah datangnya angin untuk dapat memanfaatkan energi angin. Rotor turbin angin kecil diarahkan menuju dari arah datangnya angin dengan pengaturan baling – baling angin sederhana sedangkan turbin angin besar umumnya menggunakan sensor angin dan motor yang mengubah rotor turbin mengarah pada angin. Berdasarkan prinsip aerodinamis, rotor turbin angin sumbu horizontal mengalami gaya lift dan gaya drag, namun gaya lift jauh lebih besar dari gaya drag sehingga rotor turbin ini lebih dikenal dengan rotor turbin tipe lift, seperti terlihat pada gambar 2.11.
Dilihat dari jumlah sudu, turbin angin sumbu horizontal terbagi menjadi:
1. Turbin angin satu sudu (single blade)
2. Turbin angin dua sudu (double blade)
3. Turbin angin tiga sudu (three blade)
4. Turbin angin banyak sudu (multi blade)

Gambar 1. Turbin angin dua sudu (double blade)

Gambar 2.  Turbin angin tiga sudu (three blade)

Berdasarkan letak rotor terhadap arah angin, turbin angin sumbu horizontal dibedakan menjadi dua macam yaitu:
1. Upwind
2. Downwind
Turbin angin jenis upwind memiliki rotor yang menghadap arah datangnya angin sedangkan turbin angin jenis downwind memiliki rotor yang membelakangi/menurut arah angin.
Upwind Downwind

Turbin angin sumbu vertikal

Ada berbagai type TASV yang sering digunakan diantaranya adalah Tipe Savonius, Tipe Darrieus, dan Tipe H-Rotor.
a.    Tipe Savonius TASV seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah, diciptakan oleh seorang insinyur Finlandia SJ Savonius pada tahun 1929. Kincir TASV ini merupakan jenis yang paling sederhana dan menjadi versi besar dari anemometer. Kincir Savonius dapat berputar karena adanya gaya dorong dari angin, sehingga putaran rotorpun tidak akan melebihi kecepatan angin. Meskipun daya koefisien untuk jenis turbin angin bervariasi antara 30% sampai 45%, menurut banyak peneliti untuk jenis Savonius biasanya tidak lebih dari 25%. Jenis turbin ini cocok untuk aplikasi daya yang rendah dan biasanya digunakan pada kecepatan angin yang berbeda.

Gambar 1. Savonius wind turbine

Gambar 2. Turbin Angin jenis savonius

Gambar 3.  Prinsip kerja Turbin Angin Sumbu Vertikal Savonius

Gambar 4.  Turbin Savonius dan Savonius Tiga-Stack, Savonius Helix S322

b.    Type Darrieus TASV ditemukan oleh seorang insinyur Perancis George Jeans Maria Darrieus yang dipatenkan pada tahun 1931. Ia memiliki 2 bentuk turbin yang digunakan diantaranya adalah ‘‘Eggbeater/ Curved Bladed’’ dan ‘‘Straightbladed’’ TASV. Sketsa dari kedua variasi konsep Darrieus ditunjukkan dalam gambar dibawah. Kincir angin Darrieus TASV mempunyai bilah sudu yang disusun dalam posisi simetri dengan sudu bilah yang diatur relatif terhadap poros. Pengaturan ini cukup efektif untuk menangkap berbagai arah angin. Berbeda dengan Savonius, kincir angin Darrieus bergerak dengan memanfaatkan gaya angkat yang terjadi ketika angin bertiup. Bilah sudu turbin Darrieus bergerak berputar mengelilingi sumbu.

Gambar 5.  Eggbeater/Curved Bladed Darrieus, Straight-Bladed Darrieus

Dibawah ini adalah beberapa contoh turbin tipe Darrieus TASV yang telah digunakan:

Gambar 6.  Darrieus di Pulau Magdalen

Gambar 7. Windspire

Gambar 8.  Venco Twister Vertikon-H50 dan helical twisted

c.  Giromill
Bentuk pengembangan lanjut turbin angin Darrieus dengan latar belakang untuk meminimalisasi kekurangan. Turbin angin Giromill memiliki tiga konfigurasi bentuk blade, yaitu: straight, helical twisted V, atau curved bladed.

Gambar 9. Giromill wind turbin helical

d.  Type H-rotor ditunjukkan pada gambar di atas, dikembangkan di Inggris melalui penelitian yang dilakukan selama 1970-1980an, diuraikan bahwa mekanisme yang digunakan pada pisau berbilah lurus (Straight-bladed) Darrieus TASV tidak diperlukan, ternyata ditemukan bahwa efek hambatan yang diciptakan oleh sebuah pisau akan membatasi kecepatan aliran angin. Oleh karena itu, H-rotor akan mengatur semua kecepatan angin untuk mencapai kecepatan putaran optimalnya.

Gambar  10.  Turbin Angin Sumbu Vertikal H-Rotor 

D. Kelebihan dan Kekurangan Turbin Angin
Tabel 1.1  Kelebihan dan Kekurangan Turbin Angin Sumbu Horizontal

Turbin Angin Sumbu Horizontal

Tabel 1.2  Kelebihan dan Kekurangan Turbin Angin Aksis Vertikal

Turbin Angin Aksis Vertikal