Kusnadi, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 3  (Juli  2023) Hal. 33-39

## Eksperimental Turbin Zephyr dengan Pengaruh Sudu Rotor dan Sudu Statis
Kusnadi a, *, Ismail a
a Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Pancasila Jl. Lenteng Agung Raya No. 56 RT.1/RW.3, Srengseng Sawah, Kec. Jagakarsa, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Istimewa Jakarta 12630
* E-mail : kus64235@gmail.com

## ABSTRAK
Efisiensi turbin angin sumbu vertikal tipe  zephyr  dengan mengoptimasikan parameter-parameter turbin seperti rotor diameter , tinggi rotor, jumlah sudu, luas penampang  sudu dan sudu  statis pengarah aliran angin , serta daya  keluaran generator. Turbin angin tipe sumbu vertikal mengandalkan  gaya drag maka daya yang dibangkitkan turbin naik ketika luas penampang sudu lebih besar dan akan lebih optimal ketika didukung oleh sudu statis pengarah aliran angin. Metode penelitian dengan melakukan pengujian perfomansi  turbin  angin  sumbu  vertikal  tipe  zephyr  pada  terowongan  angin.  Hasil  dari  eksperimen didapat daya turbin keluaran generator mencapai 48,95 Watt pada kecepatan angin 5 m/s.
Kata kunci:  turbin sumbu vertikal, zephyr, rotor turbin, sudu statis, terowongan angin.

## ABSTRACT
Efficiency of zephyr type vertical axis wind turbine requires optimization of turbine parameters such  as  rotor  diameter,  rotor  height,  number  of  blades,  cross-sectional  area  of  blades  and  static  blades directing wind flow, as well as generator out-put power. Since the vertical axis type wind turbine relies on drag, the power generated by the turbine increases when the blade cross-sectional area is larger and will be  more  optimal  when  supported  by  static  blades  directing  the  wind  flow.  The  research  method  is  to design the rotor blades, static blades and the gap between the rotor and the static blade ring and will be tested for performance in the wind tunnel. The turbine generator output power obtained from experiments in the wind tunnel reached 48.95 Watt on wind velocity 5 m/s.
Keywords:  vertical axis turbine, zephyr, turbine rotor, static blade, wind tunnel.

## 1. Pendahuluan
Turbin  angin  sumbu  vertikal  pada  umumnya  dianggap  sebagai  alternatif  yang  menjanjikan  untuk  untuk menggantikan  turbin  angin  sumbu  horisontal  terutama  untuk  pembangkit  listrik  berskala  kecil  di  daerah  perkotaan. Keuntungan  utama  dari  turbin  angin  sumbu  vertikal  adalah  kemampuan  untuk  menangkap  angin  dari  segala  arah walaupun  kecepatan  angin  rendah,  kurangnya  mekanisme  kontrol  yang  mahal,  tingkat  kebisingan  yang  rendah. Komponen  terletak  di  tanah  dan  ini  memudahkan  akses,  pemasangan,  perawatan  dan  perbaikan,  di  sisi  lain  bahwa getaran  adalah  batas  struktural  yang  penting  karena  beban  sudu  yang  sangat  bervariasi,  terutama  untuk  aplikasi perkotaan.  Salah  satu  tekniknya  untuk  mengurangi  getaran  adalah  penurunan  kecepatan  rotasi  turbin  dengan meningkatkan  soliditas  [1]. Efisiensi pembangkit  listrik  turbin  angin  dalam  aplikasi  komersial  dan  domestik  dapat dipengaruhi  secara  signifikan  oleh  geometri  yang  dibangun  dan  interferensi  turbin  yang  berdekatan  [2]. Pengujian turbin angin skala penuh telah dilakukan untuk memprediksi wake effect yang terjadi dibelakng turbin ganda VAWT [3] Turbin  angin  sumbu  vertikal  telah  ada  selama  bertahun-tahun  dan  semakin  luas  digunakan,  serta  terus  meningkatkan fokus pada sumber energi terbarukan. Turbin angin sumbu vertikal memiliki kemampuan menyediakan sumber energi terbarukan ke pasar komersial domestik dan juga lingkup yang kecil karena dapat digunakan di atap dan daerah yang mempunyai aliran turbulen dengan lebih banyak sehingga lebih baik dari pada turbin angin sumbu horizontal [4][5][6]. Pengembangan  potensi  energi  angin  menjadi  energi  listrik  sangat  strategis  untuk  dilakukan  [7]. Turbin zephyr menggunakan  sudu statis untuk  mengurangi  turbulensi  aliran,  dengan  demikian  terjadi  penurunan  hambatan aerodinamika pada sudu turbin. Hal ini memastikan integritas mekanik yang baik dari keseluruhan sistem [8]. Penelitian
Kusnadi, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 3  (Juli  2023) Hal. 33-39
lebih  lanjut  mengenai  hal ini  dapat  mengoptimalisasi  parameter  yang  meliputi  desain  sudu rotor ,  desain  sudu statis , jarak  antara  cincin statis dan rotor untuk  memperbaiki efisiensi turbin.  Optimalisasi  lainnya  yang  penting  adalah penggunaan  sudu  pada  ujung  sudu  statis  untuk  menginduksi  tekanan  rendah  60 vortisitas pada  bagian  aliran  tertentu, dan dengan demikian membawa lebih banyak udara untuk masuk turbin [8]. Desain stator melibatkan ujung luar yang miring  yang  menciptakan  zona  tekanan  rendah  di  belakangnya  dan  menarik  lebih  banyak  udara  ke  dalam  turbin.  Ini juga membantu turbin berkinerja baik walaupun dekat dengan turbin lainnya. Ini adalah keuntungan untuk mengurangi efek wake , beberapa turbin beroperasi dalam jarak dekat satu sama lain di daerah perkotaan.
Daya keluaran sebesar 1,0 KW yang dihasilkan selama kecepatan angin 11 m/s oleh turbin VAWT PacWind berukuran  tinggi rotor 1,40  dan  diameter  0,76  m. Zephyr VAWT  unik  dengan  sudu  statornya,  beroperasi  pada kecepatan  angin  yang  jauh  lebih  rendah.  Ukuran  tinggi rotor 0,76  m  dan  diameter  0,76  m.  Fitur  unik  VAWT memungkinkan beroperasi dikecepatan angin rendah dan kondisi turbulensi tinggi [9]. Jumlah sudu akan mempengaruhi putaran rotor model  turbin  angin.  Turbin  angin  3  sudu  menghasilkan  kecepatan  putaran  yang  lebih  tinggi  daripada  2 dan 4 sudu. Rasio kecepatan pada ujung sudu tertinggi adalah 0,555 untuk kecepatan angin 7 m/s. Rotor turbin angin dengan  4  sudu  memiliki  torsi  tinggi  dibandingkan  dengan  2  atau  3  sudu. Turbin  angin  4  sudu  memiliki  kinerja  yang baik pada rasio kecepatan ujung sudu bawah, namun turbin angin 3 sudu memiliki kelebihan pada rasio ujung sudu pada kecepatan yang lebih tinggi [10]. Investigasi lebih rinci mengenai pengaruh jumlah sudu dan ukuran rotor/stator, kinerja keluaran dari turbin angin sumbu vertikal dipengaruhi konfigurasi di antaranya, peningkatan jumlah bilah rotor, jumlah sudu stator, ukuran stator, dan tinggi VAWT untuk meningkatkan keluaran kinerja dari VAWT [11]. Konfigurasi desain rotor/stator  dengan  diameter  luar  2  m,  tinggi  1  m  stator,  dan  rotor  masing-masing  berisi  12  sudu  yang  dibuat  dari alumunium lembaran tebal 1 mm digulung untuk membuat profil radius tetap yang sesuai dengan yang dihitung dengan menggunakan  desain  persamaan.  Sudu  dipasang  sedemikian  rupa  sehingga  jarak  sudut  30°  dipertahankan  dan karenanya sudu dengan jaraknya relatif terhadap poros tengah putaran yang konsentris terhadap transmisi batang. Bahan yang digunakan adalah aluminium karena sifatnya yang ringan dan relatif kaku. Kedua sudu stator dan rotor terletak di antara  2  ring  pendukung,  baik  di  atas  maupun  di  bawahnya  bagian  ujung  sudu [11]. Shigemitsu  dkk  mengusulkan casing  simetris untuk cross  flow turbin  angin  untuk  meningkatkan  kinerja  turbin,  hasilnya  menunjukkan  bahwa koefisien daya turbin meningkat pada kecepatan udara pada 20 m/s dengan menggunakan simetris casing [12] . Takao dkk  mengusulkan  sebuah  baris  beruntun  panduan  diarahkan  untuk  memperbaiki  kinerja  VAWT straight-blade , Hasilnya  menunjukkan  bahwa  koefisien  daya  meningkat  sebesar  150% [13]. Chong  dkk  merancang omni  directional guide  vane (ODGV)  sebagai  alat  alir  arus  untuk  sumbu  vertikal  turbin  angin  H- rotor .  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa penggunaan kinerja turbin angin ODGV yang lebih baik dengan kecepatan rotasi rotor yang meningkat sebesar 125% pada percobaan eksperimental dan 206% dengan simulasi numerik [14] . Airfoil tipe NACA 4412 dengan ukuran lebar  514  mm  luas  permukaan  sebesar  0,559  m 2 serta  sudu  punter  sudu  30 o menghasilkan  energi  954  Wh  [15]. Korprasertsak  dan  Leephakpreeda  mengusulkan  pendorong  angin  pada  jenis drag-type Savonius  VAWT.  Desain booster angin terdiri dari sisi kurva  bentuk segitiga sudu stator merata di sekitar VAWT untuk bisa menangkap angin dari segala arah. Menunjukkan bahwa kecepatan putaran sudut meningkat lebih besar dari 50% dengan wind booster di bawah  nol  kondisi  beban [16].  Generator  The  Switch  Tipe  PMG  3300-365,  menghasilkan  daya  keluaran  yang  besar [17].  Kemudian  hasil  per cobaan  menunjukkan  bahwa  alternator  mobil  dengan  arus  eksitasi  tetap  bisa diimplementasikan  untuk  turbin  angin  (sampai  1  kW)  tapi  efisiensinya  sangat  rendah  (sekitar  50%)  dan  itu  mulai memproduksi  daya  listrik  dengan  kecepatan  tinggi  (sekitar  1000  rpm).  Daya  keluaran  bisa  ditingkatkan  dengan meningkatkan rasio transmisi atau eksitasi, tapi akan meningkatkan torsi dan konsekuensi cut-in wind speed [18]. Studi yang telah dilakukan bahwa efisiensi teoritis untuk magnet permanen adalah 93,11% [19][20].

## 2. Material dan Metode Penelitian
Material yang digunakan dalam penelitian ditunjukkan pada Tabel 1, bahan yang digunakan untuk pembuatan turbin tersebut dan proses pembuatannya dengan diskrup serta dilem silikon.
Tabel 1. Komponen Turbin dan Material Serta Dimensi. No. Nama Komponen Material Dimensi(mm) Keterangan 1. Penampang Rotor Triplek Tebal 4 & Diameter 300 proses dipotong lingkaran 2. Sudu Rotor Pipa PVC Diameter 110 & tinggi 250 proses dipotong ½ lingkaran 3. Rangka bawah Triplek Tebal 4 &  Diameter 300 proses dipotong lingkaran 4. Rangka tengah Balok kayu Tebal 50 &  Diameter 110 proses dipotong lingkaran 5. Rangka atas Triplek Tebal 4 &  Diameter 400 proses dipotong lingkaran 6. Penampang Sudu Statis Triplek Tebal 4,  Diameter dalam 320 &  Diameter luar 400 proses dipotong lingkaran 7. Sudu Statis Triplek Tebal 4 , lebar 80 & panjang 320 proses dipotong panjang x lebar
Kusnadi, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 3  (Juli  2023) Hal. 33-39

## Gambar 1. Desain Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Zephyr
Gambar  1 menunjukkan desain transparan dari turbin angin sumbu vertikal tipe zephyr . Energi kinetik angin dimanfaatkan oleh rotor dengan gaya dorong serta efek sudu statis sehingga rotor dapat berputar. Poros turbin berputar dikopel dengan generator. Kemudian generator menghasilkan energi listrik. Pengujian turbin angin sumbu vertikal tipe zephyr ini  mengunakan  terowongan  angin  dan  parameter  yang  perlu  diperhatikan  di  antaranya:  dimensi  rotor,  sudu statis pengarah aliran angin, dan daya keluaran generator.
Pengujian  yang  dilakukan  pada  turbin zephyr ini  bertujuan  untuk  menganalisis  tingkatan  performansi  kerja turbin  tersebut  berdasarkan  besaran  nilai  kecepatan  putaran  (rpm)  dan  keluaran  daya  turbin  yang  dipengaruhi  oleh kecepatan angin. Proses pengujian turbin angin zephyr ini menggunakan terowongan angin sebagai sumber energi angin dengan variasi kecepatan angin 1 m/s sampai 5 m/s. Skema pengujian turbin zephyr dapat dilihat pada Gambar 1.2.

## Gambar 2. Skema Pengujian
Gambar  2  menunjukkan  nomor  1  yaitu Axial  fan berfungsi  sebagai  sumber  aliran  kecepatan  angin  yang digunakan dalam pengujian, axial fan digunakan memiliki spesifikasi daya motor 5,5 kW, kecepatan putar 960 rpm dan kapasitas debit 7,6350 m 3 /s. Nomor 2 merupakan Wind Tunnel yang berfungsi sebagai tempat pengujian turbin angin zephyr , wind tunnel yang digunakan memiliki panjang keseluruhan ± 5 m, dengan ukuran seksi uji/ test section 750 mm x 750 mm x 1200 mm. Nomor 3 merupan posisi turbin angin Zephyr . Nomor 4 merupakan Digital tachometer berfugsi untuk mengukur  kecepatan  putar  yang  dihasilkan  oleh  turbin zephyr , digital  tachometer yang  digunakan  adalah  merk Krisbow tipe KW06-302 dengan spesifikasi: Akurasi ± (0,05 % + 1 digital), jarak pengukuran sebesar 160, 72, 37 mm. Skala  sebesar  2,5  -  99,999  rpm.  Nomor  5  merupakan  generator  yang berfungsi  untuk  menghasilkan  energi  listrik, generator  yang  digunakan  adalah  dinamo  DC  dengan  tegangan  3-24  V,  arus  0,5-1  A  dan  dapat  menghasilkan  daya antara  0,5-12  W.  Nomor  6  merupakan Digital  multimeter berfungsi  untuk  mengukur  tegangan  dan  arus  listrik  yang dihasilkan  oleh generator . Digitalmultimeter yang  digunakan  adalah  merk Sanwa tipe  CD771  dengan  spesifikasi pengukuran  rentang:  DCV  :  400m/4/40/400/1000V,  Akurasi  :  (±0,5  %  +  2),  Resolusi  0,1mV  dan  DCA: 400µ/4000µ/40m/400m/4/10A, Akurasi : (± 1,4 + 3), Resolusi 0,1 µ. Nomor 7 merupakan Anemometer berfungsi untuk mengukur  kecepatan  angin  referensi  yang  digunakan  dalam  pengujian  turbin zephyr , anemometer yang  digunakan adalah merk Testo 405i dengan spesifikasi: Rentang pengukuran : 0 – 30 m/s, Akurasi : ± (0,1 m/s + 5 % mv) (0 – 2 m/s), ± (0,3 m/s + 5 % mv) (2 -15 m/s), Resolusi : 0,01 m/s.
Langkah-langkah  dalam  menganalisis  data  yaitu:  pertama  pengukuran  kecepatan  angin  dilakukan  untuk mengetahui kecepatan angin referensi yang digunakan pada saat pengujian (dalam pengujian ini variasi kecepatan angin yang digunakan adalah (1 m/s, 2 m/s, 3 m/s, 4 m/s dan 5 m/s). Pengukuran kecepatan angin dilakukan menggunakan hot wire  anemometer .  Kedua  pengukuran  putaran  turbin  (rpm)  dengan  variasi  kecepatan.  Pengukuran  dilakukan menggunakan tachometer ,  sebelum  pengukuran  turbin diberi  tanda  terlebih dahulu dengan  menempelkan kertas  putih agar  mempermudah  pengukuran  nilai  rpm.  Ketiga  pengukuran  daya  dari  generator  menggunakan multimeter yang terhubung  dengan  kabel,  selanjutnya  mencatat  nilai  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan  oleh  generator.  Setelah dilakukan  pengukuran  data,  hasil  pengukuran  dicatat  untuk  selanjutnya  digunakan  sebagai  data  analisis  dari  turbin angin. Analisis data diperlukan Persamaan 1 untuk menghitung Swept Area dengan A adalah luas penampang sudu rotor
Kusnadi, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 3  (Juli  2023) Hal. 33-39
pada  turbin,  H  adalah  tinggi  rotor  dan  D  adalah  diameter  rotor , kemudian  Persamaan  2  untuk  menghitung Tip  Speed Ratio (TSR) dengan  adalah TSR, ω adalah kecepatan sudut turbin, v adalah kecepatan angin, kemudian Persamaan 3 untuk  menghitung  kecepatan  sudut  turbin  dengan  satuan  rad/s,  kemudian  Persamaan  4  untuk  menghitung  daya  angin pada  turbin  (W),  m  adalah  laju  aliran  massa,  gc  adalah  factor  konversi,  ρ  adalah  massa  jenis  angin,  kemudian Persamaan  5  unttuk  menghitung  laju  aliran  massa  dan  Persamaan  6  untuk  menghitung  gaya  keliling  turbin  atau  torsi (W).
A = H.D                                                                                                      (1)
 = (2)
ω = (rad/s)                                                                                          (3)
W = m . (V i 2 / 2g c )                                                                                     (4)
m = ρ.A. V i 3 (5)
T = W / ω                                                                                                  (6)
3. Hasil Dan Pembahasan

## 3.1. Analisis Numerik Performansi Turbin Zephyr
Proses pembuatan turbin zephyr dimulai dari pengukuran dimensi test section dengan ukuran dimensi 1200 x 750  x  750  mm,  selanjutnya  pembuatan  desain  menggunakan software  solidwork. Setelah  pembuatan  desain  tahapan selanjutnya  adalah  pemilihan alat  dan  bahan, kemudian  pembuatan  tiap  bagian  dari  turbin  angin zephyr yaitu:  rangka turbin,  sudu rotor ,  dan  sudu statis serta generator . Swept  area adalah  luas  efektif  dari blade turbin  angin  yang menerima energi kinetik dan mengubah energi tersebut menjadi energi mekanik. Diketahui nilai tinggi turbin H = 250 mm, sedangkan  diameter end plates turbin  D = 300 mm.  Berdasarkan Persamaan  1, maka diperoleh nilai Luas/ Swept area = 7500 mm. Menghitung Tip Speed Ratio (TSR) setiap variasi kecepatan angin, menggunakan Persamaan 2 dan kecepatan sudut turbin menggunakan Persamaan 3, maka didapat hasil pada Tabel 2.
Tabel 2. Hubungan Putaran, Tip Speed Ratio (TSR), dan Kecepatan Sudut Turbin dengan kecepatan angin
Deskripsi Kecepatan Angin (m/s) 2 3 4 5 Putaran (rpm) 83 214 291 374 Tip Speed Ratio 0,013 0,0224 0,0228 0,0235 Kecepatan Sudut (rad/s) 8,687 22,398 30,458 39,145
Tabel  2  menunjukkan  kecepatan  angin  2  m/s  turbin  berputar  83  rpm  dan  kecepatan  sudut  turbin  8,687  rad/s TSR  0,13.  Kemudian pada  kecepatan  angin  3  m/s  Turbin  berputar  214  rpm  dengan  kecepatan  sudut 22,398  rad/s dan TSR 0,0224, sedangkan pada kecepatan angin 4 m/s, kecepatan sudut turbin 30,458  rad/s dan TSR 0,0228. Kemudian pada  kecepatan  angin  5  m/s,  kecepatan  sudut  turbin  mencapai  39,145  rad/s  sedangkan  TSR  mencapai  0,0235.  Daya aliran angin pada turbin dihitung dengan Persamaan 4 dan laju aliran massa angin dihitung dengan Persamaan 5, maka didapat hasil pada Tabel 3.
Tabel 3. Daya Angin Pada Turbin (W) Deskripsi Kecepatan Angin (m/s) 1 2 3 4 5 Massa jenis udara (kg/m 3 ) 1,224 1,224 1,224 1,224 1,224 Aliran massa (kg/s) 0,0919 0,7344 2,4786 5,8752 11,475 Daya (Watt) 0,0459 1,4688 11,1537 47,0016 143,4375
Tabel  3  menunjukkan  pada  kecepatan  angin  1  m/s  laju  aliran  massa  mencapai  0,0919  kg/s  dan  daya  angin mencapai 0,0459 Watt, kemudian kecepatan angin meningkat menjadi 2 m/s maka laju aliran massa mencapai 0,7344 kg/s dan daya angin 1,4688 Watt, selanjutnya kecepatan angin ditingkatkan mencapai 3 m/s sehingga laju aliran massa mencapai 2,4786 kg/s. Ketika kecepatan angin mencapai 4 m/s maka laju aliran massa meningkat menjadi 5,8752 kg/s dan  daya  angin  mencapai  47,0016  Watt.  Kemudian  kecepatan  angin  ditingkatkan  kembali  mencapai  5  m/s  dan  laju aliran massa mencapai 11,475 kg/s dan daya angin mencapai 143,4375 Watt. Gaya keliling atau Torsi dapat diperoleh dengan menggunakan Persamaan 6. Hasil perhitungan torsi terdapat pada Tabel 4.
Tabel 4. Putaran sudut turbin tiap satuan waktu (rad/s) terhadap Torsi (N-m) No. Kecepatan Angin (m/s) Kecepatan Sudut  (rad/s) Daya (Watt) Torsi (N-m) 1 2 8,687 1,4688 0,169 2 3 22,398 11,1537 0,497 3 4 30,458 47,0016 1,543 4 5 39,145 143,4375 3,664
Tabel  4  menunjukkan  kecepatan  sudut  roda  turbin  (rad/s)  terhadap  Torsi  (N-m),  jika  kecepatan  angin  2  m/s kecepatan sudut yang didapat 8,687 rad/s maka dengan daya aliran angin pada turbin 1,4688 Watt, torsi yang dihasilkan oleh turbin adalah 0,169 N-m, jika kecepatan angin 3 m/s kecepatan sudut yang didapat 22,398 rad/s maka dengan daya angin pada turbin 11,1537 Watt, torsi yang dihasilkan oleh turbin adalah 0,497 N-m, selanjutnya jika kecepatan angin naik  menjadi  4  m/s  maka  kecepatan  sudut  pada  turbin  30,458  rad/s  dan  daya  aliran  angin  pada  turbin  47,0016  Watt, torsi  yang  dihasilkan  1,543  N-m,  jika  kecepatan  angin  mencapai  5  m/s  maka  kecepatan  sudut  turbin  39,145  rad/s dengan daya angin pada turbin 143,4375 Watt maka torsi yang didapat 3,664 N-m.

## 3.2 Eksperimen Performansi Turbin Zephyr
Eksperimen  Turbin  Angin  Sumbu  Vertikal  Tipe Zephyr pada  terowongan  angin  adalah  untuk  analisis perfomansi  turbin  dengan  kecepatan  angin  1  -  5  m/s.  Analisis  data  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan  dengan pengujian daya rotor turbin (tegangan dan arus) terhadap kecepatan angin, perhitungan efisiensi turbin dan perhitungan tip speed ratio turbin angin sumbu vertikal tipe zephyr . Selain itu hasil pengujian prototipe turbin angin zephyr secara eksperimen  pada  tabel  5,  menunjukkan  hasil  eksperimen  turbin  belum  berputar  pada  kecepatan  angin  1  m/s,  setelah kecepatan  angin  naik  menjadi  2  m/s  turbin  mulai  berputar  sampai  kecepatan  83  rpm  dan  voltase  yang  dihasilkan generator  adalah  23  volt  dengan  ampere  0,15,  pada  kecepatan  angin  3  m/s  menghasilkan  putaran  214  rpm  dengan voltase 48 Volt, sedangkan pada kecepatan angin 4 m/s dengan putaran turbin 290 rpm voltase yang didapat adalah 68 Volt  dan  0,43  ampere,  selanjutnya  pada  kecepatan  angin  5  m/s  voltase  dan  ampere  yang  didapat  adalah  89  Volt  dan 0,55  ampere  sedangkan  putaran  turbin  tersebut  adalah  374  rpm.  Kemudian  untuk  data  hubungan  kecepatan  angin terhadap daya keluaran generator ditunjukan gambar 3 , jika kecepatan angin 2 m/s maka daya keluaran generator adalah 3,45  Watt,  apabila  kecepatan  angin  meningkat  menjadi  3  m/s  maka  daya  keluaran  generator  yang  dihasilakan  15,84, kemudian Ketika kecepatan angin meningkat  menjadi 4 m/s maka daya keluaran generator 29,24 Watt, selanjutnya di kecepatan angin 5m/s menghasilkan daya keluaran generator 48,95 Watt. Data hasil analisis numerik performansi turbin angin zephyr menunjukan efisiensi hingga 34,13 % dibandingkan hasil eksperimen.
Tabel 5. Hasil Pengujian Performansi Turbin No. Kecepatan Angin (m/ s) rpm DCV I (A) 1. 1 - - - 2. 2 83 23 0.15 3. 3 214 48 0,33 4. 4 290 68 0,43 5. 5 374 89 0,55

## Gambar 3. Hubungan Kecepatan Angin Terhadap Daya

## 4. Kesimpulan
Performansi  prototipe  turbin  angin zephyr meningkat  sesuai  dengan  kecepatan  angin,  kecepatan  angin mempengaruhi putaran turbin, kemudian putaran turbin mempengaruhi kecepatan sudut turbin, kecepatan sudut turbin mempengaruhi torsi, sehingga naik atau turunnya daya yang dihasilkan bergantung kepada kecepatan angin, kecepatan putar dan kecepatan sudut serta torsi turbin itu sendiri.

## Daftar Pustaka
[1] Tullis, S. et al., 2008, "Medium-Solidity Vertical Axis Wind Turbines for Use in Urban Environments", 7th World WindEnergy Conference, St. Lawrence College, Kingston, Ontario.
[2] J.  Yao,  J.  Wang,  W.  Yuan,  H.  Wang,  L.  Cao,  Analysis  on  the  influence  of  Turbulence  model  changes  to aerodynamic  performance  of  verticalaxis  wind  turbine,  International  Conference  on  Advances  in  Computational Modeling and Simulation. 31 (2012), 274-281.
[3] Erwin Erwin, Tresna Priana Soemardi, Adi Surjosatyo, Yulianto Sulistityo, Nugroho, Kurnia Nugraha, Ratib Diah Andayani, Ismail : Analisis of near wake recoveri scale vawt hybrid wind turbin in wind tunnel, IOP Conf. Series : Material Science  and Engineering. TICATE 2018.
[4] P. Lynn, Onshore and Offshore Wind Energy: An Introduction, John Wiley & Sons, Queensland, 2012.
[5] J. Roberts, Micro Wind Energy Systems in Harsh Environments, Memorial University, Newfoundland, 2009.
[6] S. Eriksson, H. Bernhoff, M. Leijon, Evaluation of Different Turbine Concepts for Wind Power, Renewable and Sustainable EnergyReviews.12 (2008), 1419-1434
[7] Ismail, Samsul Kamal, Purnomo, Sarjiya,  budi hartono ; Economic Feasibility of Wind Farm : A Case Study for Coastal Area in South Purworejo, Indonesia, Conference and Exhibition Indonesia- New, Renewable Energy and Energi Concervation, [Th 3 rd Indo EBTKE ConEx 2014].
[8] Pope K, Rodrigues V, Doyle R, Tsopelas A, Gravelsins R, Naterer GF, et al. Effects of stator vanes on power coefficients of a zephyr vertical axis wind turbine.Renewable Energy 2010;35:1043–51.
[9] John Oviemuno Ajedegba. “Effects of Blade Configuration  on Flow Distribution and Power Output of a Zephyr Vertical Axis Wind Turbine”. University of Ontario Institute of Technology July, 2008.
[10] O. D. S Hasan, R.Hantoro and G. Nugroho, Studi Eksperimental Vertikal Axis Wind Turbin Tipe Savonius dengan Variasi Jumlah Find pada Sudu. J Tek. POMITS, Vol. 2, No. 2, PP. 350 - 355 - 2013.
[11] Setiawan  Eko,  Desain  Eksperimen  Turbin  Anginn  Savonius  Untuk  Penerangan  Taman.  Fak.  Teknik  Mesin Universitas Pancasila Jakarta, 2018.
[12] Astu Pudjanarsa & Djati Nursuhud, Mesin Konversi Energi,Dosen Jurusan Teknik Mesin FTI-ITS.Tahun 2012
[13] M. Takao, T. Maeda and Y. Kamada, A Straight-blades Vertical Axis Wind Turbine with a Directed Guide Vane Row, Journal of Fluid Science and Technology 3, 2008, pp. 379-386.
[14] W. T. Chong, S. C. Poh, A. Fazlizan, K. C. Pan, Vertical axis wind turbine with omni directional guide vane for urban high rise building, Journal of Central South University, 19, 2012, pp. 727-732.
Kusnadi, dkk./ ROTASI, Vol. 25  No. 3  (Juli  2023) Hal. 33-39
[15] Ismail, Erlanda Pane, Triyanti : Optimasi Perancangan Turbin Angin Tipe Darrieus untuk Penerangan dijalan Tol, Seminar Sains dan Teknologi Universitas Muhamadiyah Jakarta 2017
[16] W. T. Chonghan Sachdev, Ashok Kumar Akella, Niranjar Kumar : Analisis and evaluation of small hidro power Plant : A bibbliographical survey, Renewable and suitable energy Reviews 51 (2015) 1013-1022.
[17] Ismail,  Taufik  Arrahman  :  Perancangan  Turbin  Angin  Tiga  Sudu  dengan  Kapasitas  3  MW,  PRESISI, VOL. 18, NO. 2. JULI 2017
[18] Pudji Irasari. “Experiment and Analysis of Car Alternator for wind turbine Application”. Journal of Mechatronics, Electrical Power, and Vehicular Technology e-ISSN 2088-6985 Vol. 02, No 1, pp 1-10, 2011.
[19] J,Y.Choy, S.M.Jay ad B.M Song, “Design of Dierect Copled Radial Flux permanent magnet generator for wind turbines, “ in power ang energy society General Meeting IEEE, minneapolis, 2010, PP.1-6.
[20] M.jorrabian and A.Z Nejad. “Disign and Countruction of an Optimum High Power Radial Plux Dierect-drive PM generator for wind aplication, “ICIEA, Xian 2009, PP524-529.