PENGARUH PEMASANGAN SUDU PENGARAH DAN VARIASI JUMLAH SUDU ROTOR TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN ANGIN SAVONIUS
Yunus Fallo 1 , Bruno B. A. Liu 2 , Dedy N. Ully 3

## Abstrak :
Pemasangan sudu pengarah di depan sudu rotor dapat meningkatkan unjuk kerja turbin angin Savonius, karena dapat mencegah torsi negatif pada sudu cembung dan mengarahkan sejumlah massa udara pada sudu cekung tanpa mengenai sudu cembung. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental nyata (true experimental) pada skala laboratorium. Hasil penelitian menunjukkan bahwa coefficient of power meningkat secara parabolik seiring bertambahnya kecepatan angin sehingga pada kecepatan 6 dan 7 m/s mengalami penurunan. Hal ini terjadi karena meningkatnya kecepatan angin yang tidak diimbangi dengan kenaikan daya  poros  dan  torsi.  Pada  rotor  dengan  pemasangan  sudu  pengarah  coefficient  of  power maksimum terjadi pada rotor tiga sudu sebesar 0,2314, rotor dua sudu sebesar 0,1825, rotor empat sudu sebesar 0,12006. Di mana coefficient of power tertinggi ini  terjadi  pada kecepatan angin 5 m/s kecuali rotor empat sudu. Sedangkan pada rotor tanpa pemasangan sudu pengarah coefficient of power  maksimum juga terjadi pada rotor tiga sudu sebesar 0,18667, rotor dua sudu sebesar 0,1541 dan rotor empat sudu sebesar 0,0776. Coeficient of power maksimum pada rotor  tiga  dan  dua  sudu  terjadi  pada  kecepatan  angin  6  m/s,  sedangkan  rotor  empat  sudu coefficient of power maksimum terjadi pada kecepatan angin 7 m/s.
Kata kunci : Energi angin, Turbin angin Savonius, Sudu pengarah dan performance.

## Abstract:
Installation of the guide vane  in front of the rotor blade can improve the performance of wind  turbine Savonius,  because  it can  prevent  a negative  torque  on  the  blade  is convex  and directed a number of air mass on the concave blade without the blade convex. This research was conducted by using experimental methods real (true experimental) on a laboratory scale. The results showed that the efficiency of the parabolic increases with increasing wind speed so that the speed of 6 and 7 m / s decline. This occurs due to the increased wind speed is not matched by the increase in BHP. In the rotor blade with the installation of directional maximum efficiency occurs at three rotor blades of 40.84%, four-blade rotor of 34.42%, two-blade rotor of 31.52%. Where this occurs the highest efficiency at a wind speed of 5 m / s. While on the rotor blade without the installation of directional maximum efficiency occurs at three rotor blades of 37.39%, two-blade rotor of 25.36% and a four-blade rotor amounted to 18.009%. Maximum efficiency at three and two rotor blade occurs at a wind speed of 5 m / s, while the four-blade rotor maximum efficiency occurs at a wind speed of 6 m / s.
Keywords : Energi angin, Turbin angin Savonius, Sudu pengarah dan performance.
Fallo 1 , Dosen Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Kupang Liu 2 , Ully 3 , Adalah Dosen Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Kupang  129

## 1.  PENDAHULUAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan Patil., 2008; mengatakan bahwa pengembangan pembangkit  listrik  tenaga  angin  sudah  banyak dilakukan  dengan  menggunakan  turbin  angin poros  horisontal, dimana  turbin  angin jenis  ini mempunyai  keunggulan  yaitu  memiliki perbandingan antara luas penampang propeller dengan luas area sapuan angin yang kecil serta memiliki  perbandingan  antara  kecepatan keliling propeller dengan kecepatan angin yang besar  sehingga  dapat  menghasilkan power coefficient   (Cp)  yang  tinggi.    Namun,  turbin angin  jenis  ini  juga  memiliki  kelemahan  yaitu menghasilkan  torsi  yang  relatif  rendah  dan membutuhkan perencanaan desain yang matang agar pemasangan turbin angin poros horisontal dapat  berhasil  dengan  baik.      Sementara  itu, turbin  angin  Savonius  yang  memiliki  poros vertikal mengalami kemajuan yang sangat pesat terutama peningkatan efisiensi dan aplikasinya yang  banyak  digunakan  sebagai  pembangkit listrik  ataupun  untuk  keperluan  lain  misalnya sebagai  penggerak  pompa  air  untuk  tujuan irigasi.
Menurut pendapat Hau., 2005;  mengatakan bahwa  turbin  angin  Savonius  adalah  sebuah mesin fluida yang memiliki sumbu poros vertikal yang diciptakan oleh seorang insinyur Filandia yang  bernama  Sigurd  Johanes  Savonius  pada tahun  1922.  Turbin  angin  Savonius  ini memanfaatkan udara bebas sebagai fluida kerja. Udara yang bergerak dengan kecepatan ) (v dan massa ) (m tertentu memiliki energi kinetik yang dapat  dikonversikan  menjadi  energi  mekanik dengan  menggunakan  rotor  turbin  yang selanjutnya dikonversikan menjadi energi listrik.
Menurut  pendapat  Nursuhud  dan Pudjanarsa.,  2008;  mengatakan  bahwa  turbin angin Savonius memiliki desain yang sederhana sehingga biaya investasinya lebih murah.  Selain itu, turbin angin Savonius juga dapat beroperasi pada kecepatan angin yang rendah di mana pada kecepatan  angin  2,7  m/s  atau  10  km/jam  (6 m.p.h) maka turbin angin Savonius sudah dapat berputar  dan  menghasilkan  energi    listrik. Namun  turbin  angin  Savonius  juga  memiliki
kelemahan yaitu memiliki torsi awal yang kecil dan tidak mengambil keuntungan ketika adanya kecepatan  yang  tinggi  karena  efisiensinya cenderung  menurun  seiring  naiknya  kecepatan angin. Efisiensi turbin angin Savonius juga lebih rendah  jika  dibandingkan  dengan  turbin  angin tipe propeller  yang  memiliki  sumbu  poros horisontal,  sehingga  dilakukan  berbagai  upaya untuk meningkatkan efisiensi dari turbin angin Savonius.
Upaya  peningkatan  efisiensi  turbin  angin Savonius   sudah banyak dilakukan salah satunya oleh  Saha  dan  Rajkumar.,  2006;  melakukan penelitian  tentang  penggunaan  sudu  rotor berbentuk elliptical, kemudian membandingkan dengan sudu rotor konvensional yang berbentuk setengah  lingkaran.  Dari  hasil  penelitian menunjukkan  bahwa power  coefficient  yang dihasilkan sudu rotor berbentuk elliptical lebih tinggi dari pada sudu rotor konvensional. Pada sudu  rotor  berbentuk elliptical    maka power coefficient  dapat mencapai  0,1399 sedangkan pada  sudu  rotor  konvensional  hanya menghasilkan power coefficient sebesar 0,1104, di mana keduanya terjadi pada kecepatan angin 8, 23 m/s.
Selanjutnya Kamoji et al., 2009; melakukan penelitian  dengan  membandingkan  ketiga desain yaitu sudu rotor konvensional, modifikasi sudu  rotor  konvensional  tanpa  poros  dan modifikasi  sudu  rotor  konvensional  dengan menggunakan  poros,  di  mana  pada  penelitian ini tidak dilakukan pemasangan sudu pengarah. Hasilnya menunjukkan bahwa modifikasi sudu rotor  konvensional  tanpa  poros  memiliki performance  yang  lebih  baik  dari  pada  sudu rotor  konvensional  dan  modifikasi  sudu  rotor dengan  menggunakan  poros.
Selanjutnya Mohamed et al.,2010; melaku- kan  penelitian  tentang  optimasi  turbin  angin Savonius  konvensional  dengan  menggunakan sudu pengarah untuk melindungi sudu cembung pada rotor turbin dari tumbukan angin.  Karena akan  ada  torsi  negatif  apabila  sudu  cembung terkena  tumbukan  angin  yang  menyebabkan terhambatnya  gerakan  rotor  turbin  angin Savonius.    Dari  hasil  penelitian  menunjukkan
 130 Fallo 1 , Liu 2 ,  Ully 3 , Pengaruh Pemasangan Sudu Pengarah Dan Variasi Jumlah Sudu Rotor Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Savonius
bahwa  terjadi  peningkatan power  coefficient (Cp)  seiring  dengan  meningkatnya tip  speed ratio (TSR).    Penggunaan  sudu  pengarah  jelas memberikan  peningkatan performance yang lebih baik bila dibandingkan dengan rotor turbin angin Savonius yang tanpa menggunakan sudu pengarah.
Selanjutya  Mahmoud  et  al.,  2012;  mela- kukan  penelitian  tentang  studi  eksperimental peningkatan performance turbin angin Savonius konvensional  untuk  menentukan  parameter operasi yang paling efektif.  Dari hasil eksperi- mental didapat bahwa rotor dengan jumlah dua sudu menghasilkan power coefficient yang lebih tinggi dari pada rotor dengan  jumlah tiga sudu dan empat sudu.  Selanjutnya rotor double stage menghasilkan performance yang lebih baik jika dibandingkan dengan rotor yang memakai single stage.  Sudu rotor yang dipakai pada penelitian ini  adalah  sudu  konvensional  setengah lingkaran.
Selanjutnya  Farid.,  2014;  melaukan  pene- litian  tentang    optimasi  daya  turbin  angin Savonius  dengan  variasi  celah  dan  perubahan jumlah  sudu.  Dari  hasil  penelitian  ini  menun- jukkan  bahwa  turbin  angin  Savonius  mampu menghasilkan daya listrik maksimum 5,67 Watt dengan jarak celah sudu 30 mm pada kecepatan angin 5,2 m/s dan daya listrik minimum 0,1 Watt dengan celah sudu 0 mm pada kecepatan angin 3,5  m/s.  Selain  itu  diperoleh  juga  kesimpulan bahwa  semakin  tinggi  kecepatan  angin  maka efisiensi  yang  dihasilkan  tidak  semakin  tinggi tapi  justru mengalami  penurunan.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1. Performance Turbin Savonius
2.1.1 Putaran Poros (n)
Turbin angin Savonius akan berputar ketika ada angin dengan kecepatan tertentu , sehingga putaran  poros  yang  dihasilkan  rotor  turbin Savonius  dapat  langsung  diukur  dengan menggunakan tachometer  digital  ketika  rotor berputar.

## 2.1.2. Tip Speed Ratio (ë)
Tip  speed  ratio  (rasio    kecepatan  ujung) adalah perbandingan kecepatan pada ujung rotor terhadap kecepatan udara bebas. Tip speed ratio dapat dihitung dengan  rumus  sebagai  berikut:
(1)
Dengan:
: D diameter rotor (m);
: n putaran  poros  (rpm);
: v kecepatan  aliran udara (m/s).

## 2.1.3.  Daya Angin ()
Daya  angin  dapat  didefinisikan  sebagai energi  yang  dihasilkan  per  satuan  waktu  yaitu sebagai  berikut:
per satuan waktu
(Watt)                         (2)
Dengan:
P W :daya  angin  (Watt); :  kerapatan  massa udara  (kg/m 3 ); : v kecepatan  aliran  udara (m/s); : A luas penampang (m 2 ).

## 2.1.4. Torsi (T)
Turbin angin Savonius yang memanfaatkan energi  kinetik  angin  untuk  dirubah  menjadi energi mekanik pada rotor turbin memiliki gaya keliling.  Rotor  yang  berputar  dengan  laju  n (rpm)  akan  menghasilkan  gaya  keliling  atau torsi, T sebesar :
T = F x r (N. m) (3) F = (m - s) x g (N)                                     (4)
Dengan:
T = torsi (N.m);
F = gaya yang bekerja pada poros (N);
m = massa  pembebanan  (kg);
r = jari-jari puli (m); s = spring (kg); g = gaya  gravitasi  (m/s2).
v n D . 60    E P w  3 . . 2 1 v A   Watt dtk Joule dtk m N    . 
131 JUTEKS Jurnal Teknik Sipil Volume 2 Nomor 2   Oktober 2017

## 2.1.5. Daya Poros (Pm)
Daya  poros  diukur  dengan  melakukan pembebanan  pada  poros  untuk  mendapat  nilai torsi  dan  mengukur  putaran  pada  poros  untuk menghitung kecepatan angulernya.  Selanjutnya, daya  poros  didapatkan  dengan  mengalikan antara  nilai  torsi  dengan  kecepatan  angulernya seperti  terlihat  pada  persamaan  2-30  di  bawah ini:
(Watt)  (5) (rad/s)  (6)
Dengan: daya  poros  (Watt);
kecepatan  anguler  (rad/s); putaran poros (rpm).

## 2.1.6. Koefisien Daya (Coefficientof Power)
Koefisien  daya  adalah  hal  penting  dalam mendesain  sebuah  turbin  angin  karena menunjukkan  seberapa  besar  energi  kinetik angin  yang  dikonversikan  menjadi  daya  poros dengan  bantuan  rotor  turbin.  Koefisien  daya merupakan  perbandingan  antara  energi    yang digunakan  (input)  dengan  energi    yang dihasilkan (output). Rumus coefficient of power adalah  sebagai  berikut:
(7)
Dengan  :
power  coefficient;
daya  poros  (Watt); daya  angin  (Watt).

## 2.1.  Instrumen Penelitian
Instrumen  atau  instalasi  penelitian  dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
 x T P m  60 2 n x x   
 m P    n w m P P Cop   Cop  m P  w P

## Gambar 1. Instalasi Penelitian
Keterangan  gambar  :
a.Blower b.Wind  tunnel (terowongan  angin)
c. Tachometer  digital
d.Puli
e.  Spring balance f. Massa  pembebanan g.Rotor  turbin
h.Sudu  Pengarah
i. Anemometer
Pada saat menghidupkan blower maka udara bebas yang memiliki kecepatan ( v ) dan massa (kg) tertentu  akan terisap dan mengalir melalui wind tunnel (terowongan angin) sehingga dapat menggerakkan  rotor  turbin,  selanjutnya memutar  poros  generator  listrik  untuk membangkitkan  energi  listrik  seperti  terlihat pada  gambar  1.  Dengan  demikian  terjadi perubahan  atau  konversi  energi  angin  menjadi energi  gerak  dalam  bentuk  putaran  poros. Selanjutnya putaran poros rotor akan melawan massa  pembebanan.  Massa  pembebanan  akan terus  diberikan  hingga  mencapai top performance. Apabila melebihi top performance maka putaran rotor akan terus berkurang hingga rotor  berhenti  berputar.  Nilai  massa pembebanan  akan  dipakai  untuk  menghitung nilai  torsi  dan  nilai  putaran  untuk  menghitung kecepatan  sudut  (rad/s),  selanjutnya  kecepatan sudut  dipakai  untuk  menghitung  daya  poros (watt).  Dengan  demikian,  maka  massa pembebanan  harus  diberikan  sedikit  demi sedikit dan sangat teliti. Putaran rotor dan massa pembebanan  akan  dicatat  pada  masing-masing perlakuan sesuai dengan variasi kecepatan angin
 132
Fallo 1 , Liu 2 ,  Ully 3 , Pengaruh Pemasangan Sudu Pengarah Dan Variasi Jumlah Sudu Rotor Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Savonius
yang  ditetapkan  yaitu  4,  5,  6  dan  7  m/s  serta variasi jumlah sudu rotor yaitu 2, 3 dan 4 sudu baik  dengan  pemasangan  sudu  pengarah maupun  tanpa  pemasangan  sudu  pengarah. Dimensi  sudu  rotor  yang  dilengkapi  dengan sudu  pengarah  seperti  terlihat  pada  gambar  2 (a), (b) dan (c) :
Gambar 2. (a). Dimensi  rotor  turbin  dengan jumlah 2 sudu
(b). Dimensi rotor turbin dengan jumlah 3 sudu
(c). Dimensi rotor turbin dengan jumlah 4 sudu

## 3.  METODE  PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental nyata (true experimental)  yaitu  melakukan  pengamatan untuk  mencari  data  sebab  akibat  dalam  suatu proses  melalui  eksperimen  sehingga  dapat mengetahui  pengaruh  pemasangan  sudu pengarah dan variasi jumlah sudu rotor terhadap performance  turbin  angin  Savonius  tipe  L. dimana  dilakukan  perlakuan  yang  berbeda dengan  cara  divariasikan  jumlah  sudu  rotor turbin  kemudian  dibandingkan,  sehingga diperoleh  suatu  pola  kejadian  yang  saling berhubungan.
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dari  penelitian skala  laboratorium  ini  adalah  agar  dapat meningkatkan performance  turbin  angin Savonius dengan pemasangan sudu pengarah di depan  sudu  rotor  turbin  yang  berfungsi  untuk mencegah  adanya  torsi  negatif  pada  sudu cembung  yang  dapat  menghambat  gerakan putaran  rotor  itu  sendiri  dan  mengarahkan sejumlah massa udara pada sudu cekung tanpa mengenai sudu cembung seperti yang diutarakan oleh Altan et al., 2008.

## Variabel Penelitian
Variabel Bebas : Kecepatan  angin : 4, 5, 6 dan 7 m/. Jumlah sudu rotor : 2, 3 dan 4 sudu. Variabel Terikat : Tip speed  ratio
Torsi  (T),
Daya poros (Pm), Efisiensi  (  ).

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  3  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi kecepatan angin maka tip speed ratio naik secara parabolik, kecuali pada rotor empat sudu di mana grafiknya terlihat cenderung meningkat secara linear pada semua kecepatan angin.  Hal ini  terjadi  karena  turbulensi  aliran  udara terhadap  sudu  rotornya  besar  seiring meningkatnya  kecepatan  angin  sehingga  tidak mengalami  peningkatan  yang  signifikan  pula.
 133 JUTEKS Jurnal Teknik Sipil Volume 2 Nomor 2   Oktober 2017
Selain itu, jumlah sudu rotor yang lebih sedikit dapat mereduksi putaran yang dihasilkan karena jumlah  angin  yang  diterima  per  detik  lebih sedikit  sehingga  menimbulkan  turbulensi  dan penurunan  pada  kecepatan  angin  yang  lebih tinggi.
Gambar 3. Hubungan kecepatan angin terhadap  TSR  (Tanpa    sudu pengarah)
Tip  speed  ratio  sangat  dipengaruhi  oleh kecepatan angin, putaran rotor  yang dihasilkan turbin  angin  Savonius.  Pada  rotor  yang  tanpa menggunakan  sudu  pengarah  maka tip  speed ratio  tertinggi terjadi  pada  masing-masing variasi  jumlah  sudu  :    rotor  tiga  sudu  yaitu 0,6727,  kemudian  terjadi  penurunan tip  speed ratio pada  rotor dua sudu yaitu 0.4745 dan  tip speed  ratio  terendah  terjadi  pada  rotor  empat sudu  yaitu  0,1389.  Semua tip  speed  ratio tertinggi terjadi pada kecepatan angin 6 m/s.
Gambar 4. Hubungan kecepatan angin terhadap  TSR  (Dengan  sudu pengarah)
Jika dibandingkan dengan rotor yang tanpa menggunakan sudu pengarah (gambar 3) maka terlihat  bahwa tip  speed  ratio  juga  meningkat secara parabolik kecuali pada rotor empat sudu yang  meningkat  secara  linear.  Hal  ini  terjadi karena  adanya  turbulensi  udara  yang  sangat tinggi sehingga dengan bertambahnya kecepatan angin maka tip speed rationya cenderung tidak linear.  Di  sini  juga  terlihat  bahwa  rotor  turbin yang  menggunakan  sudu  pengarah  dapat menghasilkan tip  speed  ratio  rata-rata  lebih tinggi dari pada rotor yang tanpa menggunakan sudu  pengarah.
Tip  speed  ratio  tertinggi  terjadi  pada masing-masing variasi  jumlah sudu :  rotor tiga sudu  yaitu  0,619  pada  kecepatan  angin  7  m/s, kemudian terjadi penurunan tip speed ratio pada rotor dua sudu yaitu 0,535 pada kecepatan angin 5 m/s dan tip speed ratio terendah terjadi pada rotor  empat  sudu  yaitu  0.4512  pada  kecepatan 6 m/s. Tip speed ratio sangat dipengaruhi oleh kecepatan  angin,  putaran  rotor  dan  kecepatan sudut.
Berdasarkan gambar   5  di  bawah  ini maka terlihat  bahwa  kecepatan  angin    sangat berpengaruh terhadap torsi yang dihasilkan oleh rotor  turbin.    Semakin  tinggi  kecepatan  angin maka  semakin  tinggi  pula  torsi  yang  dihasilkn oleh  turbin  angin  Savonius.  Pada  rotor  turbin yang  tanpa  menggunakan  sudu  pengarah  torsi tertinggi terjadi masing-masing variasi jumlah : rotor  tiga  sudu  yaitu  0,02943  N.m,  kemudian terjadi  penurunan  torsi  pada    rotor  dua  sudu
Gambar 5. Hubungan kecepatan angin terhadap torsi (Tanpa  sudu pengarah)
 134
Fallo 1 , Liu 2 ,  Ully 3 , Pengaruh Pemasangan Sudu Pengarah Dan Variasi Jumlah Sudu Rotor Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Savonius
yaitu 0,0255 N.m dan  torsi terendah terjadi pada rotor  empat  sudu  yaitu  0,01962  N.m.  Torsi tertinggi  pada  ketiga  variasi  jumlah  sudu  rotor ini terjadi pada kecepatan angin 7 m/s.
Dari  grafik  juga  terlihat  bahwa  torsi meningkat  secara  linear  pada  ketiga  variasi jumlah  sudu  rotor,  hal  ini  terjadi  karena penambahan  kecepatan  angin  yang  diimbangi dengan  besarnya  pengingkatan  nilai  massa pembebanan  yang  diberikan  pada  rotor  turbin, sehingga  berpengaruh  terhadap  peningkatan nilai torsi. Karena nilai torsi sangat dipengaruhi oleh  nilai  massa  pembebanan  yang  diberikan. Pembebanan  yang  diberikan  harus  dilakukan sedikit  demi  sedikit  agar  putaran  rotor  turbin tidak menurun secara dratis dan bahkan berheti berputar.
Berdasarkan  gambar  6  di  bawah  terlihat maka  bahwa  kecepatan  angin  sangat berpengaruh terhadap torsi yang dihasilkan oleh rotor  turbin.  Pada  rotor  turbin  yang menggunakan  sudu  pengarah  torsi  tertinggi terjadi pada masing-masing variasi jumlah sudu rotor  :  rotor  tiga  sudu  yaitu  0,03139  N.m, kemudian terjadi penurunan torsi pada  rotor dua sudu  yaitu  0,02943  N.m  dan    torsi  terendah terjadi  pada  rotor  empat  sudu  yaitu  0.02354. Semua  torsi  tertinggi  terjadi  pada  kecepatan angin 7 m/s pada masing-masing variasi jumlah sudu  rotor.
Bila dibandingkan dengan rotor turbin yang tanpa menggunakan sudu pengarah (gambar 5)
Gambar 6. Hubungan kecepatan angin terhadap  torsi  (Dengan    sudu pengarah)
terlihat  bahwa  pada  rotor  turbin  yang menggunakan sudu pengarah memiliki nilai torsi rata-rata  lebih  baik  Hal  ini  terjadi  karena pengaruh pemasangan sudu  pengarah sehingga dapat  mencegah  torsi  negatif  pada  sudu cembung  dan  mengarahkan  sejumlah  massa udara  pada  sudu  cekung  tanpa  mengenai  sudu cembung.
Gambar 7. Hubungan kecepatan angin terhadap  daya  poros  (Tanpa    sudu pengarah)
Berdasarkan  gambar  7 maka terlihat bahwa kecepatan  angin  sangat  berpengaruh  terhadap daya  poros  yang  dihasilkan  oleh  rotor  turbin. Pada rotor turbin yang tanpa menggunakan sudu pengarah maka nilai daya poros tertinggi terjadi pada masing-masing variasi jumlah sudu : rotor tiga  sudu  yaitu  1,494  Watt,  kemudian  terjadi penurunan nilai daya poros pada  rotor dua sudu yaitu 1,128 Watt dan  nilai daya poros terendah terjadi pada rotor empat sudu yaitu 0,6544 Watt. Dari grafik juga terlihat bahwa nilai daya poros meningkat  secara  linear  seiring  bertambahnya kecepatan angin yang diberikan. Hal ini terjadi karena  dengan  semakin  bertambahnya kecepatan  angin  maka  putaran  akan  semakin bertambah  sehingga  memicu  terjadinya peningkatan  nilai  torsi  yang  dihasilkan  oleh rotor  turbin.  Dengan  demikian  maka  secara otomatis nilai daya juga akan meningkat karena nilai  daya  poros  sangat  bergantung  pada besarnya nilai torsi dan kecepatan sudut.
 135 JUTEKS Jurnal Teknik Sipil Volume 2 Nomor 2   Oktober 2017
Berdasarkan  gambar  8 terlihat maka bahwa kecepatan  angin  juga  sangat  berpengaruh terhadap daya poros yang dihasilkan oleh rotor turbin.  Pada rotor  turbin dengan  menggunakan sudu  pengarah  maka  nilai  daya  poros  tertinggi terjadi pada masing-masing variasi jumlah sudu :  rotor  tiga  sudu  yaitu  1,8138  Watt,  kemudian terjadi  penurunan  pada  rotor  dua  sudu  yaitu 1,3859  Watt  dan  nilai  daya  poros  terendah terjadi pada rotor empat sudu yaitu 0,955 Watt. Dari grafik juga terlihat bahwa nilai daya poros meningkat  secara  linear  seiring  bertambahnya nilai kecepatan  angin yang  diberikan.
Jika  dibandingkan  dengan  grafik  pada gambar 7 maka rotor dengan pemasangan sudu pengarah memiliki nilai daya poros lebih tinggi, hal  ini  terjadi  akibat  adanya  peningkatan  nilai torsi sehingga secara otomatis akan berpengaruh terhadap nilai daya poros yang dihasilkan oleh rotor turbin  angin Savonius.
Gambar 8. Hubungan  kecepatan  angin  terhadap daya poros (Dengan  sudu pengarah)
Gambar 9. Hubungan  kecepatan  angin  terhadap COP  (Tanpa sudu pengarah)
Berdasarkan gambar  9 maka terlihat bahwa kecepatan  angin    sangat  berpengaruh  terhadap coefficient of power yang dihasilkan oleh rotor turbin.    Pada  rotor  turbin  yang  tanpa menggunakan  sudu  pengarah  maka  nilai coefficient  of  power  tertinggi  pada  masing- masing  variasi  jumlah  sudu  rotor  terjadi  pada rotor tiga sudu yaitu 0,18667, kemudian terjadi penurunan coefficient of power  pada  rotor dua sudu  yaitu  0,1541  dan coefficient  of  power terendah  terjadi  pada  rotor  empat  sudu  yaitu 0,0776. Coeficient  of  power  tertinggi  pada variasi jumlah sudu rotor  dua dan tiga ini terjadi pada  kecepatan  angin  6  m/s.  Sedangkan coefficient of power tertinggi pada  rotor empat sudu terjadi pada kecepatan angin 7 m/s.
Dari  gambar  di  atas  juga  terlihat  bahwa coefficient of power meningkat secara parabolik kecuali pada rotor empat sudu yang mengalami peningkatan  secara  linear.  Adanya  kecende- rungan parabolik  pada rotor  dua dan  tiga sudu karena  kenaikan  kecepatan  angin  yang  tidak diimbangi  dengan  peningkatan  nilai  torsi  dan daya poros.
Gambar 10. Hubungan  kecepatan  angin terhadap efisiensi (Dengan  sudu pengarah)
Berdasarkan    gambar  10  maka  terlihat bahwa kecepatan angin juga sangat berpengaruh terhadap coefficient  of  power  yang  dihasilkan oleh  rotor  turbin.  Pada  rotor  turbin  yang menggunakan  sudu  pengarah  maka coefficient of  power  tertinggi  terjadi  pada  masing-masing variasi  jumlah  sudu  rotor  yaitu  rotor  tiga  sudu 0,255,  kemudian terjadi penurunan coefficient
 136 Fallo 1 , Liu 2 ,  Ully 3 , Pengaruh Pemasangan Sudu Pengarah Dan Variasi Jumlah Sudu Rotor Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Savonius
of power pada  rotor dua sudu yaitu 0,1825 dan coefficient of power terendah terjadi pada rotor empat  sudu  yaitu  0,12006,  di  mana  semua coefficient of power tertinggi terjadi kecepatan 5 m/s kecuali rotor empat sudu yang terjadi pada kecepatan  angin  6  m/s.  Pada  gambar  10  juga terlihat juga bahwa dengan adanya pertambahan kecepatan angin yang diberikan maka coefficient of  power  memiliki  kecendrungan  peningkatan secara  parabolik,  hal  ini  terjadi  karena pertambahan kecepatan angin yang menyebabkan  daya  angin  bertambah  besar namun  tidak  diimbangi  dengan  kenaikan  daya poros  atau  sehingga  efisiensi  cenderung mengalami  penurunan.
Jika  dibandingkan  dengan  grafik  pada gambar  9,  maka  terlihat  bahwa coefficient  of power  pada  grafik  gambar  10  memiliki  nilai yang  lebih  tinggi,  hal  ini  terjadi  akibat penggunaan  atau  pemasangan  sudu  pengarah yang  menyebabkan  nilai  torsi  dan  daya  poros mengalami peningkatan, sehingga berpengaruh terhadap  peningkatan  nilai coeficint  of  power yang dihasilan rotor turbin Savonius.

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. Kesimpulan
Dari hasil pembahasan yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1.Pemasangan  sudu  pengarah  di  depan  sudu rotor terlihat jelas dapat meningkatkan unjuk kerja  turbin  angin  savonius,  hal  ini  terjadi karena sudu pengarah dapat mencegah adanya torsi  negatif  pada  rotor  turbin  karena  sudu cembung  juga  terkena  terpaan  udara  yang menyebabkan kehilangan torsi karena adanya gaya  yang  berlawanan  dengan  arah  putaran rotor  turbin.
2. Pada rotor yang menggunakan sudu pengarah maka  unjuk  kerja  turbin  angin  Savonius maksimum terjadi pada masing-masing variasi jumlah  sudu  :  rotor  tiga  sudu  dengan coefficient  of  power  0,2314  dengan  daya poros    sebesar  0,7105  Watt  pada  kecepatan angin  5  m/s,  kemudian  menurun  pada  rotor
dua sudu dengan coefficient of power sebesar 0,1825  dengan  daya  poros  sebesar  0,56034 Watt  juga  pada  kecepatan  angin  5  m/s, sedangkan  coeficient  terendah  terjadi  pada rotor  dengan  jumlah  empat  sudu  dengan coefficient of power sebesar 0,12006 dengan daya  poros  sebesar  0,6375Watt  pada kecepatan 6 m/s.
3.Pada rotor tanpa menggunakan sudu pengarah unjuk kerja maksimum terjadi pada rotor tiga sudu  dengan  coefficient  of  power  sebesar 0,18667  dengan    daya  poros  sebesar  0,5632
Watt  pada  kecepatan  angin  6  m/s,  kemudian terjadi  penurunan  pada  rotor  dengan  jumlah dua sudu dengan coefficient of power  sebesar 0,1541  dengan  daya  poros  sebesar  0,8183 Watt pada kecepatan angin 6 m/s, sedangkan coefficient  of  power  terendah  terjadi  pada rotor empat sudu dengan coefficient of power sebesar  0,0776  dengan    daya  poros  sebesar 0,6544  Watt  pada  kecepatan  7  m/s.  Secara umum dapat diambil kesimpulan bahwa

## 5.2. Saran
Dari  hasil  penelitian  tentang  pengaruh pemasangan sudu  pengarah dan variasi jumlah sudu  rotor  terhadap  unjuk  kerja  turbin  angin Savonius  maka  dapat  disarankan  sebagai berikut:
1.Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut di mana udara  yang  dialirkan  dari  berbagai  arah  dan diberi variasi jumlah sudu pengarah.
2.Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variasi  besar  sudut  sudu  pengarah  terhadap sumbu rotor turbin.
3.Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan mengukur  variabel  torsi  untuk  mendapatkan nilai  daya  dengan  menggunakan torsimeter.

## DAFTAR PUSTAKA
Patil.  H.  S.  2008. Experimental  work  on horizontal axis PVC turbine blade of power wind mill. International journal mechanical engineeering. ISSN 2277: 7059.
 137 JUTEKS Jurnal Teknik Sipil Volume 2 Nomor 2   Oktober 2017
Hau.  E.  2005.  Handbook Wind  turbines fundamentals  technologies,  applications, economics.  Springer  Germany.
Nursuhud.  D  dan  Pudjanarsa.  A.  2008.
Handbook Mesin Konversi Energi. Jakarta. Indonesia.
Saha  U.K  dan  Rajkumar.  J.M.  2006. On  the performance analysis of Savonius rotor with twisted  blades. Elsevier  journal renewable energy 31 (2006)  1776-1788.
Kamoji. A.M;  Kedare.  B.S;  Prabu.  V.S.  2009. Experimental investigations on single stage modified  Savonius  Rotor.  Elseiver  journal applied energy 86 (2009)  1064-1073.
Mohamed.  H.M;  Janiga.  G;  Pap.  E;  Thevenin.
D. 2010. Optimization of Savonius turbines using  obstacle  shielding  the  returning blade.  Elsevier  journal  renewable  energy
35 (2010)  2618-2626.
Mahmoud.  H.N;  El-Haroun.  A.A;  Wahba.  E; Masef. H.M.  2012. An experimental study on improvement of.

## Farid.  2014. Optimasi  Daya  Turbin  Angin
Savonius  Dengan  Variasi  Celah  dan Perubaha  Jumlah  Sudu.  Prosiding  SNST.
ISBN  978-602-99334-3-7.
Altan.  D.B; Atilgan  M;  Ozdamar A.  2008. An experimental  study  on  improvement  of  a Savonius  rotor  performance  with curtaining.  Elsevier  journal  experimental thermal  and fluid science 32 (2008)  1673- 1678.
Petruzella D. F.  1996. Industrial  Electronics. First  Edition.  Sumanto  I.  (penerjemah). 2002.  Elektronik  Industri.  Edisi  Pertama. ANDI Yogyakarta.
 138 Fallo 1 , Liu 2 ,  Ully 3 , Pengaruh Pemasangan Sudu Pengarah Dan Variasi Jumlah Sudu Rotor Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Savonius