## Vertical Windmills as a Charging Station Solution
for Pantai Kondang Merak
Muhiban Syabani 1 , Rafli Amirul Husain 1 , Aripriharta 1 Koresponden Muhiban Syabani
1 Teknik Elektro Universitas Negeri Malang E-mail: muhiban.syabani.1905366@students.um.ac.id E-mail: rafli.amirul.1905366@students.um.ac.id E-mail: aripriharta.ft@um.ac.id
Abstrak: Pantai  Kondang  Merak  menjadi  destinasi  wisata  yang  ramai  dikunjungi wisatawan  untuk  berwisata.  Rata-rata  wisatawan  berasal  dari  daerah  perkotaan  yang sudah terbiasa dengan alat elektronik untuk aktifitas kehidupan sehari-hari. Berdasarkan fakta  dari  survey  awal  diperoleh  bahwa  kendala  yang  sering  dihadapi  oleh  pengunjung wisata  adalah  jaringan  listrik  yang  belum  diakses  PLN.  Listrik  dibutuhkan  oleh pengunjung  untuk  mengisi  ulang  baterai  gadget  dan  untuk  keperluan  lainnya.  Pasokan listrik  selama  ini  didapatkan  dari  generator  diesel  yang  hanya  beroperasi  pada  malam hari.  Oleh  karena  itu,  dibutuhkan  pasokan  listrik  yang  bisa  beroperasi  24  jam  terutama pada  saat  pengunjung banyak datang  pada siang  hari.  Kita  bisa  memanfaatkan potensi energi yang tersedia di pantai seperti angin, matahari, dan gelombang laut (Pitriadi et al., 2018).
Kata Kunci: kincir angin vertikal, generator, stasiun charging
Abstract:  Kondang  Merak  Beach  is  a  popular  tourist  destination  visited  by  tourists  for tours.  The  average  tourist  comes  from  urban  areas  who  are  already  familiar  with electronic  devices  for  activities  of  daily  life.  Based  on  the  facts  from  the  initial  survey,  it was found that the obstacle that is often faced by tourist visitors is the electricity network that has not been accessed by PLN. Electricity is needed by visitors to recharge gadget batteries  and  for  other  purposes.  The  electricity  supply  so  far  has  been  obtained  from diesel generators which only operate at night. Therefore, a power supply that can operate 24  hours  is  needed,  especially  when  many  visitors  come  during  the  day.  We  can  take advantage of the potential energy available on the beach such as wind, sun, and ocean waves (Pitriadi et al., 2018).

## Keywords: vertical windmill, generator, charging station

## Pendahuluan
Sudah  tidak  dapat  dipungkiri  lagi  energi  listrik  memegang  peranan  penting  dalam kehidupan manusia. Apalagi di tahun 2022 ini banyak alat yang menggunakan energi listrik agar  bisa  beroperasi.  Perusahaan  Listrik  Negara  (PLN)  masih  menjadi  pemasok  utama listrik  bagi  pelanggan  Indonesia  (Rahman,  n.d.).  Berdasarkan  fakta  dari  survey  awal diperoleh  bahwa  kendala  yang  sering  dihadapi  oleh  pengunjung  wisata  adalah  jaringan listrik yang jarang diakses PLN. Terlebih  lagi di tempat wisata pantai  yang memang belum ada  listrik  PLN.  Listrik  dibutuhkan  oleh  pengunjung  wisata  untuk  mengisi  ulang  baterai gadget  dan  untuk  keperluan  lainnya.  Pasokan  listrik  di  pantai  selama  ini  biasanya didapatkan dari generator diesel yang hanya beroperasi pada malam hari. Oleh karena itu,
dibutuhkan  pasokan  listrik  yang  bisa  beroperasi  24  jam  terutama  pada  saat  pengunjung banyak yang datang pada siang hari. Kita bisa memanfaatkan potensi energi yang tersedia di pantai seperti angin, matahari, dan gelombang laut (Pitriadi et al., 2018).
Salah satu sumber energi baru terbarukan yang dapat dimanfaatkan di pantai adalah energi angin. Energi angin merupakan salah satu sumber daya yang berlimpah dan bersifat renewable,  oleh  karena  itu  energi  angin  sangat  mungkin  untuk  dimanfaatkan  (Sumiati, 2012).  Energi  angin  bisa  dimanfaatkan  dengan  menggunakan  kincir  angin  sebagai penangkap  angin.  Kincir  angin  kemudian  dihubungkan  dengan  generator  yang  akan mengubah energi gerak menjadi energi listrik (Sarjono dkk., 2011). Wilayah Pantai Kondang Merak memiliki potensi energi angin  yang cukup besar dengan kecepatan angin mencapai 14 km/jam seperti terlihat pada gambar berikut.

## Gambar 1. Potensi Angin Pantai Kondang Merak
Hampir  seluruh  pengunjung  wisata  Pantai  Kondang  Merak  sudah  menggunakan handphone  sebagai  alat  komunikasi  dan  dokumentasi  selama  berada  di  pantai  tersebut. Bahkan tidak sedikit warga lokal yang menggunakan handphone sebagai alat untuk bekerja. Tingginya penggunaan handphone membuat dibutuhkan stasiun pengisian baterai (charging station) di wilayah Pantai Kondang Merak karena pengunjung sering mengalami kehabisan daya  baterai  handphonenya.  Apalagi  di  wilayah  pantai  ini  yang  belum  terdapat  listrik  PLN, sehingga  charging  station  tentu  akan  sangat  bermanfaat  bagi  para  pengunjung  yang menggunakan  handphone.  Oleh  karena  untuk  memenuhi  kebutuhan  tersebut,  diperlukan pembuatan  kincir  angin  vertikal  sebagai  solusi  stasiun  charging  untuk  pengunjung  wisata Pantai Kondang Merak.
Gambar 2. Lokasi Pemasangan Stasiun Charging
Tempat  pemasangan  TTG  (Teknologi  Tepat  Guna)  kincir  angin  nantinya  diletakkan tidak  jauh  dari  tempat  perangkat  charging  station  seperti  pada  gambar  di  atas.  Lokasi pemasangan kincir angin diletakkan pada titik kurang lebih 50 meter dari bibir pantai untuk menghindari dari gelombang  laut. Hal ini dikarenakan gelombang air  laut berpotensi untuk menimbulkan  korosi  pada  logam  yang  terdapat  pada  perangkat  charging  station  maupun kincir angin yang terpasang.

## Gambar 3. Pemasangan Beton Pondasi Kincir Angin

## Metode
Kegiatan  ini  dilaksanakan  menggunakan  pendekatan  survei  eksperimen  dan pelatihan agar kegiatan menjadi lebih efektif. Hal yang pertama dilakukan yaitu survei lokasi yang  bertujuan  untuk  mengetahui  perkiraan  beban  listrik,  penempatan  alat,  dan  perkiraan jalur kabel instalasi.
Kincir  angin  dipasang  secara  vertikal  agar  terkena  angin  secara  maksimal  dengan rangkaian  kincir  angin  memiliki  spesifikasi  daya  output  kincir  500  W,  inverter  1000  W  dan baterai 100 Ah 12 V. Adapun desain instalasi kincir angin dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 4. Desain Instalasi Kincir Angin
Proses  pemasangan  rangkaian  kincir  angin  dibagi  menjadi  beberapa  tahapan. Tahap-tahap tersebut dapat dirincikan sebagai berikut :
• Penyiapan alat dan bahan
Alat  dan  bahan  dibutuhkan  untuk  pemasangan  adalah  turbin  angin  vertikal,  generator, panel  PV,  rangka,  konektor,  boks  panel,  MCB,  DIN  Rail,  DIN  terminal,  rangka  besi, perkakas tukang, kabel merah-hitam, kabel  baterai, paku klem, kabel tis, inverter,  timah, solder, baterai, isolator,  kabel jumper, dan mur-baut.
• Pembuatan kerangka perangkat
Kerangka dibuat sebagai tempat untuk memegang semua perangkat. Bahan pembuatan kerangka  terbuat  dari  stainless  steel.  Bahan  ini  dipilih  untuk  menghindari  kerangka  dari korosi  yang  disebabkan  oleh  partikel  air  garam.  Mengingat  lokasi  penempatan  juga berada di pantai.  Gambaran awal kerangka perangkat ditunjukkan oleh gambar berikut.

## • Pembuatan perangkat
Perangkat  terdiri  dari  beberapa  bagian  utama  yang  meliputi  :  turbin,  generator,  panel surya,  controller,  dan  terminal.  Turbin  berfungsi  sebagai  perngkat  untuk  menangkap angin.  Jenis  turbin  yang  dibuat  adalah  turbin  vertikal.  Dengan  menggunakan  turbin vertikal  diharapkan  dapat  menangkap  angin  dari  segala  arah.  Berikut  adalah  proses pembuatan beberapa bagian dari perangkat : o Turbin
Gambar 6. Bilah Turbin
o Generator
Gambar 7. Generator
o Kerangka
o Panel Surya
Gambar 9. Photovoltaic
o Controller Box
Gambar 10. Controller Box
o Terminal Charging Station

## • Instalasi kerangka dan perangkat
Setelah  kerangka  dan  komponen  yang  dibutuhkan  sudah  siap,  semua  bagian digabungkan  pada  kerangka  stainless  steal.  Pemasangan  dilakukan  di  bengkel  untuk turbin, panel surya, dan panel box. Sedangkan untuk wiring alat dilakukan di laboratorium elektro UM.  Dengan menggunakan metode ini, estimasi waktu pemasangan di lapangan akan  berkurang  karena  sebagian  pekerjaan  sudah  dilakukan  sebelumnya.  Pengerjaan lapangan yang tersisa adalah pemasangan dan pengecoran kerangka dan wiring beban yang ada di lokasi mitra.
• Pengujian
Beberapa pengujian dilakukan pada perangkat seperti besar tegangan terhadap putaran turbin,  dan  besar  tegangan  pada  panel  surya.  Pengujian  dilakukan  di  laboratorium  UM dengan menggunakan alat-alat yang mencakup AVO meter, tachometer, stopwatch, dan lain sebagainya.

## Hasil
Prinsip  kerja  dari  kincir  angin  ini  yaitu  energi  kinetik  diubah  menjadi  energi  listrik. Energi kinetik dari angin menyebabkan turbin berputar sehingga generator pun ikut berputar. Kemudian  disaat  generator  berputar  terjadi  gaya  gerak  listrik  (ggl)  induksi  yang menghasilkan tegangan sehingga tercipta tenaga listrik yang dapat dialirkan ke beban. Gaya gerak listrik (ggl) induksi dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

## 𝜺 = −𝑵𝑩𝑨𝝎𝐬𝐢𝐧⁡(𝝎𝒕)
ε = Gaya Gerak Listrik (V)
N = Banyak Lilitan Kumparan
B = Medan Magnet (Wb/m²)
A = Luas Penampang Kumparan (m²)
ω = Kecepatan Sudut (rad/s)
t = waktu (s)
Setelah  kincir  angin  terpasang,  maka  dilakukan  pengukuran  output  tegangan  yang dihasilkan dari kincir angin tersebut, yang mana hasilnya bisa dilihat pada tabel berikut.
Berikut  ini  perbandingan  antara  kecepatan  sudut  putaran  kincir  angin  dengan tegangan.
Energi  listrik  yang  dihasilkan  akan  disimpan  pada  baterai  yang  dikendalikan  oleh charge  controller.  Listrik  dari  baterai  nantinya  akan  dikonversi  dari  DC  menjadi  AC  pada inverter dan setelah itu dapat digunakan pada alat elektronik pengguna.
Daya  yang  dihasilkan  oleh  perangkat  kincir  angin  digunakan  untuk  mengisi  baterai perangkat  wisatawan.  Aliran  listrik  juga  digunakan  untuk  penerangan  beberapa  titik  lampu yang ada di daerah pantai Kondang Merak.

## Kesimpulan
Dari  pengujian  yang  dilakukan  untuk  mengamati  kinerja  dari  perangkat  yang terpasang  dapat  disimpulkan  bahwa,  perangkat  dapat  memenuhi  kebutuhan  mitra.  Mitra memasang beberapa titik lampu untuk penerangan dan terminal charging station.
Tim  pengabdian  UM  telah  berhasil  melaksanakan  kegiatan  instalasi  pembangkit listrik tenaga angin dan surya di Pantai KondangMerak dengan baik. Pembangkit listrik yang telah dipasang telah berfungsi dan memiliki performa yang baik. Pengabdian yang dilakukan telah mampu memenuhi kontinuitas swadaya listrik Pantai Kondang Merak.
Program  berkelanjutan  terkait  dengan  pembangkit  listrik  tenaga  surya  sebaiknya bersinergi  dengan  pemerintah  daerah  untuk  menambah  berbagai  kebutuhan  yang mendesak dalam pelaksanaan penyediaan hal tersebut.  Terlebih teknologi kincir angin dan panel  surya  adalah  teknologi  yang  ramah  lingkungan  dan  sejalan  dengan  komitmen pemerintah untuk mengurangi penggunaan pembangkit listrik berbahan bakar fosil.

## Pengakuan/Acknowledgements
Tim  Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Dana  Internal  Universitas  Negeri Malang yang  telah  mendanai  kegiatan  pengabdian ini.

## Daftar Referensi
Bono,  -,  &  Suwoto,  G.  (2019).  Pembuatan  Turbin  Angin  Sumbu  Vertikal  Dengan  Variasi Jumlah Sudu Dan Sistem Buka-Tutup Sirip. Eksergi, 14(2), 31 –35. https://doi.org/10.32497/eksergi.v14i2.1322
Pitriadi, P., Bachmid, R., & Susanto, I. M. (2018). Analisis Performance Kincir Angin Sumbu Vertikal  Tiga  Sudut  Dengan  Kelengkungan  90°.  Jurnal  Poli-Teknologi,  17(2),  137 – 144. https://doi.org/10.32722/pt.v17i2.1234
Raharjo,  Y.  P.,  Kreatif,  F.  I.,  &  Telkom,  U.  (2018).  Pengaplikasian  Tenaga  Surya  Pada Perancangan  Charger  Station  Di  Kawasan  Bandung  the  Aplication  of  Solar  Cell  in Design of Charger Station in. 5(3), 3734 –3742.
Rahman,  E.  S.  (n.d.).  STUDI  TENTANG  PROSES  PEMBANGKITAN  LISTRIK  TENAGA DIESEL  PT  .  PLN  (  PERSERO  )  WILAYAH  SULSELRABAR  SEKTOR  TELLO MAKASSAR  No  .  Sampel  Operator  maintenance  Supervaisor  Log  seat  pencatatan Jumlah.
Sarjono B.  dkk.  (2011).  Pengaruh  perubahan  jumlah  blade  spiral  5  &  3  terhadap  performa kincir angin savonius dengan bentuk blade spiral. Majalah Ilmiah STTR Cepu, 7(1): 1693 – 7066.
Sudarti,  S.,  &  Dani,  F.  A.  (2021).  Potensi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  di  Pantai Blimbingsari  Kabupaten  Banyuwangi.  CIRCUIT:  Jurnal  Ilmiah  Pendidikan  Teknik Elektro, 5(2), 93. https://doi.org/10.22373/crc.v5i2.9565
Sumiati.  (2012).  Pengujian  turbin  angin  savonius  tipe  u  tiga  sudu di  lokasi  pantai  air  tawar padang. Jurnal Teknik Mesin, 7(1): 1829- 8958
Bono,  -,  &  Suwoto,  G.  (2019).  Pembuatan  Turbin  Angin  Sumbu  Vertikal  Dengan  Variasi Jumlah Sudu Dan Sistem Buka-Tutup Sirip. Eksergi, 14(2), 31 –35. https://doi.org/10.32497/eksergi.v14i2.1322
Pitriadi, P., Bachmid, R., & Susanto, I. M. (2018). Analisis Performance Kincir Angin Sumbu Vertikal  Tiga  Sudut  Dengan  Kelengkungan  90°.  Jurnal  Poli-Teknologi,  17(2),  137 – 144. https://doi.org/10.32722/pt.v17i2.1234
Raharjo,  Y.  P.,  Kreatif,  F.  I.,  &  Telkom,  U.  (2018).  Pengaplikasian  Tenaga  Surya  Pada Perancangan  Charger  Station  Di  Kawasan  Bandung  the  Aplication  of  Solar  Cell  in Design of Charger Station in. 5(3), 3734 –3742.
Rahman,  E.  S.  (n.d.).  STUDI  TENTANG  PROSES  PEMBANGKITAN  LISTRIK  TENAGA DIESEL  PT  .  PLN  (  PERSERO  )  WILAYAH  SULSELRABAR  SEKTOR  TELLO MAKASSAR  No  .  Sampel  Operator  maintenance  Supervaisor  Log  seat  pencatatan Jumlah.
Sudarti,  S.,  &  Dani,  F.  A.  (2021).  Potensi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  di  Pantai Blimbingsari  Kabupaten  Banyuwangi.  CIRCUIT:  Jurnal  Ilmiah  Pendidikan  Teknik Elektro, 5(2), 93. https://doi.org/10.22373/crc.v5i2.9565