## Analisis Performa Bilah Taperless Dengan Airfoil
NACA 4412 Pada Horizontal Axis Wind Turbine TSD 500 Di PT Lentera Bumi Nusantara
Muhammad Alfi Alfaridzi 1 , Reza Setiawan 2 1,2 Universitas Singaperbangsa Karawang
1,2 Program Studi Teknik Mesin Universitas Singaperbangsa Karawang e-mail: *1710631150015@student.unsika.ac.id
Abstrak: Kecepatan angin di wilayah Indonesia hanya berkisar 3 meter/s sampai 11 meter/s, cukup sulit untuk menghasilkan  listrik  untuk  skala  besar,  hal  itu  juga  yang  membuat  pemanfaatan  energi  angin  masih  sangat rendah . Tetapi  potensi  angin  di  Indonesia  tersedia  hampir  sepanjang  tahun,  sehingga  ada  kemungkinan pengembangan teknologi untuk memanfaatkan energi tersebut dengan beberapa keterbatasan tadi.  Modifikasi kincir  angin  perlu  dilakukan  yang  disesuaikan  dengan  kondisi  kecepatan  angin  yang  rendah  untuk  dapat menghasilkan  energi  listrik  yang  optimal.  Oleh  sebab  itu,  dibuat  rancangan  bilah  HAWT  ( Horizontal Axis Wind Turbine )  menggunakan airfoil NACA  yang  memiliki  nilai Cl/Cd  yang tinggi untuk  menghasilkan daya 500  W  pada  kecepatan  angin  1  meter/s  –  11  meter/s.  Penelitian  dilakukan  dalam  3  tahap.  Pertama  tahap perhitungan  untuk  menentukan  jari  –  jari, chord dan twist bilah.  Kedua  tahap  perancangan  awal  bilah dilakukan  secara  simulasi  dengan  menggunakan software QBlade  untuk  menentukan airfoil NACA  yang digunakan serta mengetahui coefficient performance dan daya yang dihasilkan. Ketiga tahap perancangan bilah menggunakan software solidworks yang menghasilkan desain 3D bilah. Hasil perancangan menghasilkan bilah HAWT dengan airfoil NACA 4412 jenis taperless dengan jari – jari bilah 1 m, , lebar chord 0,12 m, dan twist angle 5,08° - 12,08°. Pada kecepatan angin 10 m/s, bilah memiliki Cp maksimum 52%, daya maksimum 1010 W  pada  kecepatan  sudut  450  rpm,  daya  minimum  85  W  pada  kecepatan  sudut  95  rpm.  Rata-rata  daya  yang dihasilkan  yaitu sebesar  547,5 W. Hasil pengujian  lapangan  bilah Taperless NACA  4412.  Hasil pengujian di lapangan  didapatkan maksimum daya pengisian sebesar 585.58 W dan pengisian daya rata-rata berkisar 30.24 W, dengan daya yang dihasilkan sebesar 725.55 Wh.
Kata kunci: Bilah , Taperless, NACA 4412, Turbin Angin
Abstract: The wind speed in Indonesia is only around 3 meter / s to 11 meter / s, it is quite difficult to produce electricity on a large scale, this also makes wind energy utilization very low. However, the potential for wind in this country is available almost all year round, so there is the possibility of developing technology to utilize this  energy  with  some  of  these  limitations.  Windmills  need  to  be  modified  according  to  low  wind  speed conditions to produce electrical energy. Therefore, a Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) blade design was made using a NACA airfoil which has a high Cl / Cd value to produce 500 W of power at wind speeds of 1 meter/s - 11 meter / s. there are 3 stages of research this time. The first calculation phase is to determine the radius  of  blade,  chord  and  twist  of  airfoil.  The  two  stages  of  the  initial  blade  design  were  simulated  using QBlade software to determine the NACA airfoil being used and to determine the performance coefficient and the  resulting  power.  The  three  stages  of  blade  design  use  Solidworks  software  which  produces  a  3D  blade design. The design results produce a HAWT blade with a taperless NACA 4412 airfoil with blade radius of 1 m,  chord  width  0.12  m,  and  twist  angle  of  5.08  °  -  12.08  °.  At  a  wind  speed  of  10  m  /  s,  the  blade  has  a maximum Cp of 52%, a maximum power of 1010 W at an angular speed of 450 rpm, a minimum power of 85 W  at  an  angular  speed  of  95  rpm.  The  average  power  produced  is  547.5  W.  Field  test  results  of  Taperless NACA 4412 blades. The results of the field testing are 585.58 W of maximum charge and an average charge of 30.24 W, with the resulting power of 725.55 Wh.
Keywords: Blade, Taperless, NACA 4412,Wind Turbine
Energi angin diperoleh dari hasil setengah kali massa jenis udara dengan luas penampang dari bilah dan pangkat tiga dari  kecepatan  angin  pada  saat  terjadinya  (Tim  Lentera  Angin  Nusantara,  2014).  Sedangkan  energi  mekanik  yang  diperoleh sebuah turbin angin nilai nya sebesar perkalian kecepatan putar bilah dengan torsi (gaya yang diberikan oleh lengan bilah turbin
http://journal2.um.ac.id/index.php/jtmp
JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN
E-ISSN. 2623-1271 Volume 3, Nomor 2, Desember 2020 Halaman: 64 –73
Analisis Performa Bilah Taperless Dengan Airfoil NACA 4412 Pada Horizontal Axis Wind Turbine ……..
angin). Salah  satu Turbin angin dengan efisiensi tinggi  yaitu  bertipe  horizontal  dan  menggunakan  jenis  bilah  yang  memiliki effisiensi (Cp) cukup tinggi yang mendekati 45% bahkan dalam teori bezht bias mencapai 59% yaitu tipe tiga Blade Proppeler. Apabila di artikan , semakin tinggi effisiensi suatu bilah turbin maka semakin maksimal juga dalam mengkonversi energy angin tersebut.
Tetapi Kecepatan angin rata rata di Indonesia  hanya sebesar 3m/s-6  m/s (Tim  Lentera Angin Nusantara, 2017)  yang termasuk  dalam  kategori  rendah  (Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral,  2016),  maka  dari  itu  sangat  perlu  di perhatikan  masalah  distribusi  kecepatan  angin  di  Indonesia  Untuk  menentukan  desain  sebuah  bilah  yang  tepat,  untuk mengkonversi energi angin ke energi mekanik yang nantinya akan di konversi menjadi listrik oleh generator, maka di perlukan bentuk desain bilah yang paling optimal. Bilah sendiri memiliki 3 jenis desain yang berbeda, berdasarkan luas penampangnya yaitu  taper,  taperless,  dan  inversetaper,  juga  memiliki  bentuk  geometri  berupa  lekukan  unik  seperti  tetesan  air,  pada  bagian ujung depan, bentuk ini bisa kita lihat pada bagian depan bilah yang disebut dengan Airfoil, bentuk ini mempengaruhi efisiensi bilah, yaitu daya angkat bilah terhadap energi angin yang menerpa. Dalam perancangan suatu bilah ada beberapa aspek yang perlu dipahami  yaitu  mekanika  fluida, aerodinamika dan  materialnya dan untuk menganalisa suatu turbin angin ada  beberapa variable yang perlu di perhatikan seperti Tip Speed Rasio(TSR), twist, Angel of attack, power coefficient (Cp), panjang bilah, Airfoil dan lainnya.
Di  PT.  Lentera  Bumi  Nusantara  (LBN)  yang  terletak  di  desa  Ciheras,  Cipatujah,  Tasikmalaya,  Jawa  Barat mengembangkan energi terbarukan khususnya Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) skala mikro. Turbin angin skala kecil sendiri merupakan turbin angin yang memiliki luas sapuan kurang dari 200 m2 dan menghasilkan tegangan kurang dari 1000 volt atau 1500 volt DC  (A. Sanchez-Miralles, C. Calvillo,  F. Martín, dan J. Villar,s, 2014). Rata-rata angin di pantai ciheras sekita 12 m/s dengan turbin angin yang didesain untuk TSR 7 (Tim Lentera Angin Nusantara, 2014).Turbin angin skala kecil dipilih karena nilai investasinya relatif kecil dan pembangunannya relatif mudah bila dibandingkan dengan turbin angin skala besar. Saat ini, turbin  angin  modern  mengaplikasikan prinsip  aerodinamis pada  bilah sehingga konversi  energi  menjadi  lebih efisien. Gaya gaya yang bekerja pada bilah turbin angin diantaranya gaya angkat dan gaya hambat. Dalam perancangan bilah, hal  yang  dicari  adalah  nilai  sudut  serang  pada  airfoil  yang  memiliki  nilai  koefisien  angkat  per  koefisien  hambat  Glide  Ratio (GR)  tertinggi,
Di PT Lentera Bumi Nusantara ini tipe airfoil yang biasa di pakai yaitu tipe clark y, NACA 4412, NACA 4415 Dan NACA  3610.  Salah  satu  jenis  airfoil  yang  disarankan  untuk  kecepatan  angin  rendah  dengan  nilai  GR  yang  tinggi  dan  stabil terhadap perubahan bilangan Reynolds dan sudut serang adalah NACA 4412. Dalam penelitian ini akan menganalisis performa airfoil  yaitu  NACA  4412  untuk  turbin  angin  tipe  horisontal  dengan  jenis  bilah  taperless,  skala  mikro  TSD  500  Watt menggunakan software Q-blade di Ciheras, PT. Lentera Bumi Nusantara untuk mengetahui airfoil yang baik untuk digunakan. Dalam penelitian ini, bilah turbin angin yang jenis airfoil nya NACA 4412 dikombinasikan dan diuji dengan Permanent Magnet Synchronous  Generator  (PMSG)  cogging-less  untuk  mendapatkan  efisiensi  yang  tinggi  sehingga  turbin  angin  dapat  berotasi pada kecepatan angin yang minim.

## METODE

## Tahapan Persiapan

## Studi Literasi
Studi  literasi  mengenai  konsep  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Bayu  (PLTB),    mekanisme  pemanfaatan  energi  angin, komponen-komponen kincir angin, dan parameter-parameter dalam perancangan bilah kincir angin.

## Analisis Karakteristik Airfoil
Pada  tahap  ini,  dilakukan  analisa  karakteristik  airfoil  menggunakan software  Q-Blade .  Karakteristik  yang  dianalisa yaitu  grafik  perbandingan lift  force dan drag  force terhadap  sudut  serang  (Cl/Cd  –  α),  serta  grafik lift  force terhadap  sudut serang (Cl – α). Tujuan pada tahap ini adalah untuk melihat kecenderungan dari airfoil terhadap lift force dan drag force- nya.

## JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN , Volume 3, Nomor 2, Desember 2020, Halaman: 64– 73
Gambar 1 Geometri airfoil ; airfoil NACA 4412
Langkah awal dalam menentukan geometri bilah yaitu dengan mengetahui besar sudut serang (α) dan Lift Coefficient (Cl).  Nilai  tersebut  didapatkan  dari  hasil  simulasi  menggunakan  software  Q-Blade  v0.963.  Sudut  serang  sendiri  merupakan sudut  datangnya  tumbukan  angin  terhadap  airfoil,  coefficient  lift    (Cl)  sendiri  merupakan  nilai  koefisiensi  gaya  angkat  pada bilah.  Untuk  dapat  berotasi  nilai  gaya  angkat  harus  lebih  besar  dibanding  gaya  hambatnya  (coefficient  drag)  (Burhannudin Dahlan, 2016). Hasil simulasi airfoil NACA 4412, tersaji pada Gambar 2 sebagai berikut.
Gambar 2 Hasil simulasi airfoil NACA 4412
Dari  Gambar  2  terlihat  bahwa  Cl/Cd  optimual  yaitu  pada  seri  NACA  4412. Lift  coefficient akan  naik  ketika alpha naik,  lalu  kemudian  turun  setelah  mencapai  titik  tertentu,  hal  itu  disebabkan  adanya stall yaitu  ketika  Cl  sudah  mencapai optimum dan tidak bertambah sedangkan Cd masih terus bertambah.

## Perhitungan
Sebelum  melakukan  pendesainan  bilah,  terlebih  dahulu  menentukan  parameter-parameter  yang  akan  digunakan sebagai dasar perancangan geometri bilah. Parameter tersebut antara lain yaitu :
Daya angin yang dibutuhkan (P a )
(1)
(2)
dimana : = Daya angin yang dibutuhkan ( W ) = Daya listrik yang ingin dihasilkan ( W ) = efisiensi sistem = densitas udara ( Kg/m 3 ) = luas sapuan bilah ( m 2 ) = kecepatan angin ( m/s )
Efisiensi sistem kincir angin (K)
(3)
dimana : = efisiensi sistem = efisiensi bilah
http://journal2.um.ac.id/index.php/jtmp
JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN
E-ISSN. 2623-1271 Volume 3, Nomor 2, Desember 2020 Halaman: 64 –73
Analisis Performa Bilah Taperless Dengan Airfoil NACA 4412 Pada Horizontal Axis Wind Turbine ……..
= efisiensi generator
= efisiensi transmisi
= efisiensi kontroler

## Tip Speed Ratio / TSR ( λ )
TSR  sendiri  merupakan  perbandingan  antara  kecepatan  linear  di  ujung  bilah  terhadap  kecepatan  angin,  yang ditunjukkan oleh persamaan (4) berikut :
(4)
dimana : = Kecepatan sudut ( rad/s )
Selanjutnya penentuan parameter geometri bilah dilakukan dengan didasarkan pada parameter di atas. Pada bagian ini, bilah dibagi menjadi 11 elemen (1 elemen pangkal dan 10 elemen sama panjang). Geometri yang dihitung yaitu :

## Jari-jari bilah (R)
Dari  persamaan  (2)  akan  didapat  persamaan  untuk  mencari  jari-jari  bilah  (R),  yang  ditunjukkan  oleh  persamaan  (5) sebagai berikut :
√ (5)
dimana :
= luas sapuan bilah ( m 2 ) = jari-jari bilah ( m )

## TSR Parsial
TSR  parsial  merupakan  perbandingan  antara  kecepatan  linear  elemen  bilah  terhadap  kecepatan  angin  pada  elemen yang berbeda beda.
(6)
dimana : = TSR parsial = jari – jari parsial

## Koefisien Lift tiap elemen (Cl)
Nilai koefisien lift (Cl) untuk tiap elemen bilah menggunakan persamaan (7) sebagai berikut :
⁄
(7)
dimana : Cl = koefisien lift B  = jmlah bilah Cr = lebar bilah / chord
Sudut serang (α)
Sudut serang ditentukan dengan melihat grafik Cl-α yang didapat dari analisa airfoil dengan software Q-Blade.

## Flow Angle (ɸ)
Flow angle untuk masing-masing elemen didapat dari persamaan (8) sebagai berikut :
(8)
dimana : = Flow angle = TSR parsial

## Sudut puntir / Twist (β)
Twist untuk masing-masing elemen didapat dengan persamaan (9) sebagai berikut :
(9)
dimana : = Twist = Sudut serang
Efisiensi  sistem  merupakan  penentuan  paramameter  awal  untuk  melakukan  perancangan  bilah.  Efisiensi  sistem merupakan  efisiensi  gabungan  dari  efisiensi  bilah,  efisiensi  generator,  efisiensi  transmisi  dan  controller,  menurut  (Al- Shemmeri, 2010)  bilah  hanya dapat mengekstrak energi  maksimum sebesar 59% atau disebut juga koefisien Betz (Cp). Pada perancangan  kali  ini  efisiensi  bilah  dimasukkan  2  nilai,  yaitu  saat  efisiensi  rendah  (dipakai  20%)  dan  efisiensi  tinggi  (40%). Efisiensi Transmisi adalah 100% dikarenakan putaran dari bilah langsung terhubung dengan generator dan tidak menggunakan transmisi, sedangkan efisiensi generator dan controller memiliki nilai efesiensi yang berbeda tergantung jenis yang digunakan. Pada  perancangan  kali  ini  nilai  efisiensi  generator  dan  controler  dibuat  90%.  Efisiensi  sistem  keseluruhan  yaitu  dengan mengalikan  efisiensi  keempatnya,  yang  ditunjukkan  pada  persamaan  (3)  diperoleh  efisiensi  sistem  sebesar  16.2%  ketika efisiensi bilah 20% dan 32.4% ketika efisiensi bilah 40%.
Bila  efisiensi  sistem  sudah  didapatkan,  selanjutnya  kita  menentukan  kapasitas  daya  listrik  yang  diiginkan  (Pl)  yaitu sebesar 500 W dengan kecepatan angin maksimal sesuai kondisi lapangan sebebsar 10 m/s. Daya angin yang dibutuhkan (Pa) didapat dengan  persamaan 1 dan didapat hasil sebesar 3086.42 W jika efisiensi bilah 20% dan 1543.21 W jika efisiensi bilah 40%. Setelah itu, dicari panjang bilah dengan persamaan (2) didapat panjang bilah yang dibutuhkan untuk efisiensi bilah 20% yaitu 1,26  m dan untuk efisiensi  bilah 40% sebesar 0,89 m. Dapat diputuskan untuk panjang  bilah  pada perancangan kali  ini sepanjang 1  meter (R) dengan acuan di  ambil  nilai tengah,  ntuk  mendesain  sebuah  bilah dengan airfoil  NACA 4412 dengan jenis bilah taperless. Parameter data penentuan panjang bilah terangkum pada Tabel 1 berikut.

## Tabel 1 Penentuan parameter awal bilah
(watt) Efisiensi (watt) v (m/s) ( ⁄ ) A ( ) R (m) R (m) Bilah Generator   Transmisi Controller Sistem 500 0.2 0.9 1 0.9
0.162 3086.42 10 1.225 5.04 1.26 1 0.4 0.324 1543.21 2.52 0.89

## Perancangan Model
Pada  tahap  ini,  perancangan  model  bilah  meggunakan  software  Q-Blade  v0.963  dengan  memasukkan  dimensi  tiap elemen dilakukan. Selanjutnya  menentukan TSR. TSR akan diestimasi pada tahap  ini. Namun pada akhir simulasi  nanti TSR dapat berubah. Estimasi TSR dapat dilakukan dengan melihat referensi bahwa TSR untuk turbin angin dengan 3 bilah berkisar pada rentang 6 – 8 (Tim Lentera Angin Nusantara, 2017) Pada analisa kali ini dimasukkan nilai TSR sebesar 7.
Setelah itu didapatlah jari-jari parsial dan twist di tiap elemennya. Twist yang didapat ternyata tidak membentuk garis linear.  Hal  itu  akan  menyulitkan  proses  pembuatan  bilah,  sehingga  perlu  dilakukan  optimasi  sudut  twist  dengan  linearisasi garis. Optimasi twist ditunjukkan oleh Gambar 3berikut.
http://journal2.um.ac.id/index.php/jtmp
JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN
E-ISSN. 2623-1271 Volume 3, Nomor 2, Desember 2020 Halaman: 64 –73
Analisis Performa Bilah Taperless Dengan Airfoil NACA 4412 Pada Horizontal Axis Wind Turbine ……..
Gambar 3 Grafik twist dan optimasi
Penentuan geometri bilah secara lengkap ditunjukkan pada Tabel 2 berikut.
Tabel 2 Penentuan geometri perancangan bilah
TSR Airfoil Cl/Cd Cr Jumlah Bilah 7 NACA 4412 133.6 0.12 3 Elemen Jari jari parsial(r) TSR Parsial Cl Parsial Alpha α Flow Angel ɸ Twist β Twist Liner 75% Twist Liner 75% 0 0.17 1.19 1.86243 7.2 26.69 26.69 12.082 1 0.25 1.77 1.251435 3.2 19.63 19.63 11.382 2 0.34 2.35 0.942301 1.325 15.36 15.36 10.681 3 0.42 2.93 0.75564 0.23 12.55 12.55 9.981 4 0.50 3.51 0.630703 -0.5 10.59 10.59 9.281 5 0.59 4.10 0.541219 -1.05 9.15 9.15 8.581 6 0.67 4.68 0.473972 -1.5 8.05 8.05 7.881 7 0.75 5.26 0.421589 -1.762 7.18 7.18 7.18 7.180 8 0.83 5.84 0.379632 -2.04 6.48 6.48 6.48 6.480 9 0.92 6.42 0.34527 -2.215 5.90 5.90 5.780 10 1.00 7.00 0.316613 -2.4 5.42 5.42 5.080

## HASIL

## Simulasi dan Analisis
Pada  tahap  ini,  simulasi  rotor  dengan  metode  BEM  (Blade  Element  Momentum)  meggunakan  software  Q-Blade v0.963 dilakukan untuk mendapatkan grafik pengaruh Coefficient Performa (Cp) terhadap Tip Speed Ratio (TSR), serta Daya (P) yang dihasilkan terhadap kecepatan angin (v). Diharapkan pada keadaan TSR 7 dan kecepatan  angin 10  m/s,  bilah dapat menghasilkan daya sebesar P ≥ 500 W.
Setelah didapat parameter geometri bilah, dilakukan simulasi rotor dengan metode BEM (Blade Element Momentum) meggunakan  software  Q-Blade  v0.963.  Parameter  yang  dimasukkan  saat  simulasi  yaitu  jumlah  iterasi  sebanyak  1000  iterasi, denitas udara sebesar 1,225 Kg/m3, serta viskositas dinamik sebear 1,647 x 10-5 Ns/m2.
Hasil  simulasi coefficient performa (CP)  dibanding  Tip Speed Ratio (TSR) terangkum pada Gambar 4.  Berdasarkan hasil simulasi bilah memiliki Cp 52.5 % pada TSR 5.
Gambar 4. Grafik coefficient performa terhadap TSR (Cp-TSR)
Kemudian  dilakukan  simulasi  untuk  melihat  pengaruh  kecepatan  angin  terhadap  daya  yang  dapat  dihasilkan  pada berbagai kecepatan sudut, seperti tersaji dalam Gambar 5 berikut,
Gambar 5. Grafik kecepatan putar terhadap daya yang dihasilkan (P-v)
Gambar 6 Grafik torsi terhadap daya yang dihasilkan (P-v)
http://journal2.um.ac.id/index.php/jtmp
JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN
E-ISSN. 2623-1271 Volume 3, Nomor 2, Desember 2020 Halaman: 64 –73
Analisis Performa Bilah Taperless Dengan Airfoil NACA 4412 Pada Horizontal Axis Wind Turbine ……..
Daya maksimum yang dihasilkan bilah pada kecepatan 10 m/s adalah sebesar 1010 Watt ketika kecepatan sudut bilah 450  rpm.  Daya  minimum  yang  dihasilkan  pada  kecepatan  10m/s  adalah  sebesar  85  W  ketika  kecepatan  sudut  bilah  95  rpm. Rata-rata daya yang dihasilkan sebesar 547,5 W dalam kondisi kecepatan angina 10m/s.
Hasil Simulasi diperkirakan NACA 4412 membutuhkan kecepatan awal yang kecil untuk memutar bilah yaitu 1 m/s ketika kecepatan sudut bilah 100 rpm. Jenis bilah tipe taperless memiliki karakteristik lebih efektif digunakan ketika kecepatan angin rendah dan sedang . Bilah dengan jenis taperless lebih efisien dalam menangkap energi angin di bandingkan dengan bilah berjenis taper karena bilah taperless memiliki area sapuan penampang yang lebih luas karena memiliki chord yang sama dari pangkal ke ujung. sehingga daya tangkap energi angin untuk di konversi menjadi energi kinetik lebih besar. Akan tetapi bilah jenis ini memiliki kekurangan yaitu tidak tahan dalam kondisi badai karena rawan terjadi cracking .

## Validasi
Pada  tahap  validasi  ini  bertujuan  untuk  membandingkan  data  hasil  perancangan  simulasi  software  dengan  data  real yang diambil dari observasi lapangan secara langsung.
Daya  yang di  hasilkan  juga  bergantung pada kecepatan angin  yang sedang terjadi selama pengujian. Pada pengujian kali ini peralatan yang digunakan berupa: Turbin angin jenis HAWT tipe TSD 500, Controller, Data logger type Nedo2-04 dan Baterai 2V/800 Ah.
Data yang diambil dari Kincir Angin TSD 500 dengan bilah tipe Taperless menggunakan airfoil NACA 4412 pada 2 Februari 2020 ditunjukkan pada Tabel berikut
Tabel 3 Hasil Pengolahan Data Logger
HASIL PENGOLAHAN DATA NO Time Tegangan Arus Daya NILAI ABSOLUT 1 12:00:01 AM 25.45 -0.04 -1.07 0.08 2 12:01:01 AM 25.51 0.60 15.39 15.45 3 12:02:01 AM 25.45 0.37 9.55 9.80 4 12:03:01 AM 25.42 -0.02 -0.40 0.31 5 12:04:01 AM 25.42 0.03 0.77 1.42 6 12:05:01 AM 25.46 0.09 2.31 2.82 7 12:06:01 AM 25.55 0.63 16.07 16.31 8 12:07:01 AM 25.69 1.39 35.71 35.71 9 12:08:01 AM 25.68 1.22 31.33 31.33 10 12:09:01 AM 25.77 1.72 44.47 44.47 1439 11:58:01 PM 0.00 -23.99 0.00 0.00 1440 11:59:01 PM 0.00 -23.99 0.00 0.00 Tabel 4 Data daya listrik hasil observasi lapangan Charging Measurement Maximum Battery Voltage 30.31  Volt Minimum Battery Voltage 0.00  Volt Maximum Charging Current 19.91  Ampere Charging Power Average Charging Wattage 30.24  Watt Maximum Charging Wattage 585.58  Watt Obtained Power 725.55  Wh
Hasil pengujian terangkum pada Tabel 4. Daya maksimum pengisian sebesar 585.58 W dan pengisian daya rata-rata sebesar 30.24 W, dengan daya yang dihasilkan sebesar 725.55 Wh.
Gambar 7 Statistik daya yang dihasilkan per empat jam
Gambar 8 Statistik Tegangan dan arus

## PEMBAHASAN
Kecepatan  angin  rata  rata  tidak  dapat  dijadikan  acuan  dalam  menentukan  potensi  energi  angin  pada  suatu  daerah, diperlukan studi lapangan secara  langsung untuk melakukan penelitian awal dan pengambilan data untuk memastikan potensi angin  di  wilayah  tersebut,  dalam  penelitian  (Akbar  Rachman,  2012)  selama  periode  2000-2007  kecepatan  angin  beberapa provinsi di Indonesia  memiliki kecepatan rata-rata 2meter/s sampai 3  meter/s,  maka dari  itu pemanfaatan  energi angin untuk setiap  provinsi  memerlukan  penanganan  yang  berbeda  dalam  penerapannya.  Baterai  baru  dapat  digunakan  apabila  memiliki tegangan  ±25  Volt,  bilah  berjenis  taperless  dengan  airfoil  NACA  4412  secara  keseluruhan  dapat  menangkap  energi  angin  ± 30%  dari  energi  yang  tersedia.  Manufacturing  Bilah  telah  sesuai  dengan  perhitungan  Tabel  1.  Dimana  nilai  efisiensi  sistem kincir angin sebesar 30% dan pengujian secara langsung pun memiliki effisiensi serupa yaitu ± 30%.
Perbedaan efisiensi  hasil perancangan dan realita  lapangan dapat terjadi karena  banyak  hal.  Antara lain karena rugi- rugi  daya  yang  terjadi  pada  bilah,  generator,  transmisi,  sistem  kelistrikan  (kabel),  dan  human  error  saat  perhitungan  atau pembacaan skala.

## PENUTUP
Berikut  dapat  diambil  kesimpulan  pada  penelitian  Kerja  Praktik  kali  ini  berdasarkan  uraian  yang  telah  dijelaskan sebelumnya : 1) Hasil perancangan bilah Taperless NACA 4412 memiliki panjang jari-jari 1 m, lebar chord 0,12 m, dan twist angle 5,08° - 12.08°. 2) Bilah hasil perancangan, pada kecepatan angin 10 m/s memiliki Cp maksimum 53%, daya maksimum 1010  W  pada  kecepatan  sudut  450  rpm,  daya  minimum  85  W  pada  kecepatan  sudut  95  rpm.  Rata-rata  daya  yang  dihasilkan yaitu  sebesar  547,5  W.  3)  Hasil  pengujian  lapangan  bilah  Taperless  NACA  4412,  Hasil  pengujian  terangkum  pada  Tabel  4. Daya  maksimum  pengisian  diperoleh  sebesar  585.58  W  dan  pengisian  daya  rata-rata  sebesar  30.24  W,  dengan  daya  yang dihasilkan sebesar 725.55 Wh.

## DAFTAR RUJUKAN
A.  Sanchez-Miralles,  C.  Calvillo,  F.  Martín,  dan  J.  Villar,s.  (2014). Use,  Operation  and  Maintenance  of  Renewable  Energy System vol. July 2014.
Akbar Rachman. (2012). analisis dan pemetaan potensi energ angin di indonesia. Depok: FT UI.
http://journal2.um.ac.id/index.php/jtmp
JURNAL TEKNIK MESIN DAN PEMBELAJARAN
E-ISSN. 2623-1271 Volume 3, Nomor 2, Desember 2020 Halaman: 64 –73
Analisis Performa Bilah Taperless Dengan Airfoil NACA 4412 Pada Horizontal Axis Wind Turbine ……..
Al-Shemmeri, T. (2010). Wind Turbines. T Al-shemmeri and Ventus Publisging Aps ISBN 978-87-7681-692-6.
Burhannudin Dahlan. (2016). Rancang Bangun Baling-Baling Kincir Angin  NACA 4412 dan 4415 dari  Bahan Kayu Mahoni (Swietenia  macrophlylla)  dan  Pinus  (Pinus  merkusii). Surabaya:  FAKULTAS  MATEMATIKA  DAN  ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOVEMBER.
C. Otieno Saoke . (2015). Am. J. Phys. Appl., vol. 3, no. 1 . Power Performance of an Inversely Tapered Wind Rotor and its Air Flow Visualization Analysis Using Particle Image Velocimetry (PIV) , hal. 6.
G.Ingram. (2005). “Wind Turbine Blade Analysis using the Blade Element Momentum Method . Version 1 . 0 List of Figures,” Power, no. c, hal. 1–21.
H. Gitano-Briggs. (2012). Adv. Wind Power. Low Speed Wind Turbine Design .
IEC 61400-2:2013. (2013). Wind Turbines-Part 2: Small Wind Turbine. Geneva.
J. F. Manwell, J. G. (2010). Wind Energy Explained: Theory, Design and Application .vol. 112, no. 483.
Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. (2016). Jurnal Energi. Jurnal Energi, vol. 02 , 100.
S. Liu dan I. Janajreh. (2012). Int. J. Energy Environ. Eng., vol. 3, no. 1. Development and application of an improved blade element momentum method model on horizontal axis wind turbines .
Tim Lentera Angin Nusantara. (2014). Pengenalan Teknologi Pemanfaatan Energi Angin. Tasikmalaya, Jawa Barat.
Tim Lentera Angin Nusantara. (2017). Profil Lentera Bumi Nusantara. Tasikmalaya, Jawa Barat.
Y. Nishizawa. (t.thn.). An Experimental Study of the Shapes of Rotor for Horizontal-Axis Small Wind Turbines. hal. no. 1.