Abstrak—Petumbuhan  jumlah  penduduk  di  daerah  perkotaan serta ketersedian sumber daya alam yang terbatas mengharuskan  manusia  untuk  beralih  ke  penggunaaan  energi terbarukan untuk menghasilkan listrik. Turbin angin Savonius merupakan  pilihan  terbaik  untuk  memanen  energi  angin  di daerah  perkotaan.  Turbin  tersebut  dapat  di  instalasi  pada bangunan  perkotaan  untuk  memanfaatkan  angin  yang  bebas hambatan.  Prinsip  kerja  dari  turbin  Savonius  adalah  adanya selisih  torsi  pada  sudu  advancing  dan  sudu  returning  akibat perbedaan  nilai  gaya  drag.    Penelitian  ini  dilakukan  dengan menggunakan  turbin  angin  Savonius  berdiamter  303,4  mm dengan aspect ratio (H/L) = 1, jarak sudu advancing ke dinding bangunan terhadap diameter sudu turbin (G/D) sebesar 1,335, dan variasi kecepatan angin bernilai 4 sampai dengan 9 (m/s). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan meletakkan sudu advancing  di  dekat  dinding  bangunan  efektif  meningkatkan performa  turbin  pada  kecepatan  angin  4,  5  dan  6  m/s.  Nilai Coefficient  of  Power  (CoP)  tertinggi  diperoleh  pada  kecepatan angin 5 m/s sebesar 0,0897 pada tip speed ratio (λ) sebesar 0,714. Sedangkan  peningkatan  nilai  coefficient  of  power  maximum tertinggi pada kecepatan angin (U) 4 m/s yaitu sebesar 53,44% dengan nilai 0,0692 pada tip speed ratio (λ) 0,710 dan diperoleh peningkatan nilai coefficient of Moment (C M ) maksimum pada kecepatan  4  m/s  sebesar  34,11%.  Peletakkan  sudu  advancing pada  jarak  G/D=1,335  mampu  meningkatkan  nilai  Coefficient of  Static  Torque  (C TS )  negatif  pada  sudut  100 0 -170 0 saat kecepatan angin 4, 5, 6, 8 dan 9 m/s.
Kata  Kunci — Turbin  Angin  Savonius,  Kecepatan  Angin, Coefficient  of  Power,  Coefficient  of  Moment , dan  Coefficient  of Static Torque.

## I. PENDAHULUAN
NERGI  listrik merupakan  energi yang dibutuhkan oleh manusia  untuk  menunjang  aktivitas  keseharian.  Pada tahun  2018,  total  konsumsi  energi  listrik  dunia  mencapai 22.315 TW h, lebih tinggi 4,0% dari tahun 2017 berdasarkan pada penelitian [1]. Peningkatan konsumsi listrik diakibatkan dengan meningkatnya jumlah penduduk. Proyeksi permintaan  listrik  di  Indonesia  mencapai  2214  TWh  BaU pada  tahun  2050  berdasarkan  pada  penelitian  [2]. Berkurangnya produksi energi fosil seperti minyak bumi dan emisi gas rumah kaca membuat pemerintah beralih ke energi baru dan terbarukan. Salah satu EBT untuk membangkitkan listrik  yang  dapat  dimanfaatkan  di  Indonesia  adalah  energi angin,  dengan  potensi  60,6  GW  berdasarkan  penelitian. Indonesia merupakah wilayah yang cocok untuk penggunaan turbin angin Savonius dikarena kecepatan angin di indonesia relatif rendah yaitu berkisar antara 3-5 m/s.
Penelitian yang dilakukan oleh Casini et al. adalah analisis turbin  angin  pada  bentuk  atau  geometri  bangunan  [3]. Analisis  ini  bertujuan  untuk  melihat  efek  bentuk  bangunan
terhadap turbin. Penelitian ini dilakukan dengan mengambil beberapa  referensi-referensi  penelitian  terkait  turbin  angin. Turbin  dapat  diinstalasi  untuk  memusatkan  daya  angin dengan  cara  memvariasikan  bentuk  bangunan.  Konstruksi seperti ini disebut dengan building augmented wind turbine (BAWTs).  BAWTs  dapat  dibagi  menjadi.  BAWTs  dekat dengan gedung, di atas atap atau di dinding samping. BAWTs di antara gedung, BAWT dimasukkan kedalam air conducts melalui bangunan. Hasil penelitian menunjukan bahwa jenis VAWT  lebih  sesuai  digunakan  pada  BAWT  dekat  gedung dan  pada  BAWT  dengan air  conducts ,  sedangkan  HAWT lebih sesuai untuk BAWT di antara gedung.
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Jeoungsu  et  al.  adalah penelitian  mengenai  turbin  angin  terintegrasi  gedung  [4]. Penelitian  ini  menggunakan  pengarah  aliran  ( guide  vanes ) yang  dapat  mengumpulkan  angin  untuk  meningkatkan kecepatannya dan sebuah rotor dengan bentuk tertentu untuk

## Studi Eksperimental Efek Peletakkan Sudu Advancing pada Bangunan pada Jarak G/D=1,335 Terhadap Kinerja Turbin Angin Savonius
Ishak Al Mausili Tahir dan Tri Yogi Yuwono Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : triyogi@me.its.ac.id
E
Gambar 1. Skema Topik Penelitian. Keterangan: D  : Diameter blade turbin (m) G  : jarak  antara  pusat  turbin  ke  dinding  samping  bangunan  samping bangunan (m)
S  : Jarak antara jarak pusat turbin ke dinding depan bangunan (m) T  : Jarak antara permukaan atas endplate ke bagian atas bangunan (m) K  : jarak antara permukaan  bawah  endplate ke permukaan atas dasar penyangga turbin (m) L  : Diameter turbin (m) b  : Diameter poros (m) H  : Tinggi turbin (m) t  : Tebal blade atau sudu turbin (m) ρ  : Massa jenis udara (Kg/m 3 ) μ  : Viskositas udara (Ns/m 2 ) U  : Kecepatan angin yang berasal dari fan (m/s)
kondisi  tertentu.  Beberapa  desain  untuk  pengarah  aliran diteliti.  Analisis  komputasi  fluida  dinamis  dilakukan  untuk menentukan  konfigurasi  optimal  dari  sistem  yang  diajukan. Pada  dasarnya,  penelitian  ini  meneliti  dua  desain,  pertama adalah desain pengarah aliran dan yang kedua adalah desain dari  rotor.  Hasil  dari  penelitian  ini  adalah  pengarah  aliran untuk  rotor  dengan  diameter  30  cm  memiliki  performa terbaik  dan  rotor  dengan  jumlah  sudu  delapan  memiliki performa  terbaik.  Koefisien  daya  yang  dihasilkan  adalah sebesar 0,381.
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Mahmoud  et  al.  adalah studi eksperimental untuk meningkatkan performa dari turbin angin  savonius  dengan  mengubah  geometri  dari  turbin  [5]. Variasi  geometri  yang  dilakukan  adalah  jumlah  sudu,  yaitu dua, tiga, dan empat; jumlah stages turbin, yaitu satu dan dua stage ; overlap  ratio (β),  yaitu  0,  0.2,  0.25,  0.3,  dan  0.35; aspect ratio (α), yaitu 0.5, 1, 2, 4, dan 5; serta dengan atau tanpa  menggunakan end  plates .  Hasil  dari  penelitian  ini menunjukkan  bahwa  turbin  dengan  dua  sudu  lebih  efisien dari  sudu  tiga  dan  empat.  Selain  dari  itu  performa  turbin dengan double stage rotors lebih baik dari pada single stage rotor . Rotor tanpa rasio overlap lebih baik dalam beroperasi daripada  dengan  rasi  tersebut.  Kesimpulan  terakhir  adalah koefisien  daya  meningkat  seiring  dengan  meningkatnya aspect ratio .
Penelitian yang dilakukan oleh Mao et al. adalah penelitian terkait turbin angin terintegrasi dengan dinding [6]. Penelitian ini membahas mengenai performa dari turbin angin Savonius yang  diletakkan  pada  sudut-sudut  dari  bangunan  tinggi. Metode komputasi fluida dinamis bersifat transien dilakukan untuk  menginvestigai  performa  dari  turbin  dan  interaksi aliran di antara turbin dana bangunan. Tiga parameter yang diteliti adalah celah turbin, sudut angin, dan pengaruh turbin lainnya.  Variasi  dari  torsi  turbin  dan  daya  dibawah  kondisi operasi  yang  berbeda  dievaluasi  dan  dijelaskan  secara mendalam.  Hasil  dari  penelitian  ini  adalah  turbin  angin Savonius  yang  diletakkan  pada  sudut  bangunan  memiliki nilai  koefisien  daya  yang  lebih  baik  dari  turbin  yang  hanya dialiri  aliran  seragam.  Nilai  C P dibawah  360 o sudut  angin adalah  sebesar  92,5%,  dan  aliran  di  sekitar  bangunan  juga memiliki  efek  terhadap  performa  turbin.  Performa  turbin angin Savonius dievaluasi pada sudut datang angin 270 O dan 0 o .  Berdasarkan  analisis  turbin  yang  dilakukan,  performa turbin dapat dibagi menjadi dua grup berdasarkan arah angin. Grup  satu  adalah  performa  turbin  angin  yang  dipengaruhi sudut  angin  dari  90 o hingga  300 o .  Grup  ini  menghasilkan
output yang hampir sama dengan sudut angin 270 o yaitu nilai C P = 0,2418. Group dua adalah performa turbin pada sudut angin 330 0 , 0 o , 30 o , dan 60 0 . Sudut ini menghasilkan nilai C P sebesar  0,1822  yang  sama  dengan  nilai  C P pada  sudut  0 o . Selain  dari  itu,  pada  penelitian  ini  didapatkan  kontur kecepatan  angin  di  sekitar  gedun.  Pada  penelitian  dapat diketahui  bahwa  ketika  gedung  dikenai  angin,  maka  akan terbentuk  beberapa  daerah  [6].  Dua  daerah  yang  penitng untuk diketahui adalah high velocity region dan low velocity region. Daerah high  velocity  region adalah  daerah  dimana kecepatan  angin  lebih  tinggi  dibandingkan  kecepatan  angin freestream .  Sedangkan  daerah low  velocity  region sebaliknya. Pada daerah low velocity region , terdapat vorteks arah clockwise dan counter-clockwise
Dari  beberapa  penelitian  diatas,  dapat  diketahui  bahwa penelitian  mengenai  peletakkan  turbin  pada  gedung  perlu dilakukkan.  Oleh  karena  itu,  penelitian  ini  dilakukan  untuk melihat  pengaruh  peletakkan  sudu advancing blade  pada dinding  gedung  dengan  jarak  G/D=1,335  dengan  variasi kecepatan angin dari 4 m/s-9m/s. Selain dari itu, jarak puat turbin  ke  depan  gedung  (S)  dijaga  konstan  yaitu  dengan S/D=4,91; serta jarak dari atas dinding bangunan ke endplate atas turbin (T) dijaga konstan dengan T/D=1,16 dan jarak dari bawah dinding gedung ke bagian bawah endplate turbin (K) dijaga konstan pada K/D=1,16. Nilai yang akan diukur adalah torsi  dinamis,  torsi  statis, Coefficient  of  Power (CoP), Coefficient of Moment (C M), dan Coefficient of Static Torque (C TS ).

## II. METODE PENELITIAN
Ekperimen  ini  akan  dilakukan  dengan  pengambilan  data turbin  tanpa dinding dan  turbin  dengan  dinding.  Nilai  yang diukur adalah torsi dinamis, torsi statis, Coefficient of Power (CoP), Coefficient of Moment (C M), dan Coefficient of Static
Gambar 2. Skema Eksperimental (dalam mm). 4 1 3 2 5 6 7 Gambar 3. Skema Brake Dynamometer .
Keterangan: 1. Benang 2. Neraca Pegas 3. Massa pemberat 4. Katrol 5. Turbin angin Savonius
6. Poros turbin angin Savonius 7. Struktur penyangga turbin angin Savonius
Torque (C TS ).  Skema  topik  penelitian  ditunjukkan  pada Gambar 1. Pada Gambar 1, terdapat beberapa istilah penting. Istilah itu meliputi densitas udara (ρ), kecepatan aliran udara (U),  dan  viskositas  udara  (μ),  diameter  sudu  turbin  (D), diameter endplate (D o ),  tinggi  turbin  (H),  dan  panjang karakteristik turbin (L), jarak antara pusat turbin ke dinding samping bangunan samping bangunan (G), jarak pusat turbin ke  dinding  depan  bangunan  (S)  ,  jarak  antara  permukaan bawah  endplate  ke  permukaan  atas  dasar  penyangga  turbin (K), dan jarak antara permukaan atas endplate ke bagian atas bangunan(T).

## A. Skema Eksperimen
Gambar  2  ditunjukkan  skema  eksperimental  dengan dengan peletakkan bangunan di dekat sudu advancing turbin angin  Savonius.  Dalam  skema  eksperimental  ditunjukkan bahwa bangunan dan turbin angin Savonius sebagai alat uji. Toquemeter  digunakan  untuk  mengukur  torsi  statis, anemometer  digunakan  untuk  mengukur  kecepatan  angin. Voltage  regulator  berguna  untuk  memberika  input  voltase listrik  agar  mendapatkan  kecepatan  angin  yang  diinginkan. Axial fan berguna untuk menghasilkan angin dan honeycomb yang berguna untuk menyelaraskan aliran.

## B. Benda Uji
Spesifikasi yang dimiliki oleh turbin angin Savonius yang digunakan dalam eksperimen ini adalah:
a. Material sudu turbin        : Pipa PVC
b. Material end plate : Alumunium clad 2024
c. Diameter blade turbin (D)    : 165,2 mm
d. Tinggi turbin (H)          : 303,4 mm
e. Diameter turbin (L)        : 303,4 mm
f. Diameter poros turbin (b)    : 19 mm
g. Diameter end plate (D 0 )     : 321 mm h. Tebal end plate : 1 mm
i. Tebal sudu turbin (x)       : 4 mm
Spesifikasi  yang  dimiliki  oleh  bangunan  yang  digunakan dalam eksperimen ini adalah:
a. Panjang                  : 1550 mm
b. Lebar                   : 450 mm
c. Tinggi                  : 705 mm
d. Tebal                    : 12 mm
e. Material bangunan         : Multiplex kayu
C. Alat Ukur

## 1) Tachometer
Tachometer adalah alat ukur digital yang digunakan untuk mengukur  kecepatan  rotasi  dari  sebuah  poros  turbin  angin Savonius.  Tachometer  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah tachometer OMEGA seri HHT12 dengan kemampuan pembacaan 0,05 rpm sampai 7,6 rpm seta akurasi pembacaan 0,01% ±1 digit.

## 2) Anemometer
Anemometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan udara yang bangkitkan oleh axial fan. Anemometer yang digunakan pada penelitian ini adalah anemometer model OMEGA  HHFF92A.  alat  ini  mempunyai  akurasi  sebesar ±0,01 m/s.

## 3) Voltage regulator
Voltage  regulator  digunakan  untuk  mengatur  dan mengukur  besar  keluaran  tegangan  yang  berkaitan  dengan kecepatan angin yang keluar dari axial fan. Kecepatan angin yang keluar dari axial fan dapat diperbesar dengan menaikkan tegangan dan kecepatan angin yang keluar dari axial fan dapat diperkecil  dengan  menurunkan  tegangan.  Voltage  regulator yang digunakan dalam penelitian ini adalah tipe TDGC 2J- 3.
4) Torquemeter
Torquemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur torsi  statis  dari  poros  turbin  angin  Savonius.  Torque  meter yang  digunakan  pada  penelitian  adalah Torque  meter LUTRON model TQ-8800 dengan high resolution 0,1 N.cm.
5) Brake Dynamometer
Brake  dynamometer digunakan  untuk  mengukur  torsi dinamis  dengan  timbangan  beban  sebagai spring  balance . Skema dan free body diagram dari brake dynamometer dapat dilihat pada Gambar 3.

## D. Data Reduction
Eksperimen  penelitian  turbin  angin  Savonius  dengan gedung  dilakukan  dengan  memvariasikan  kecepatan  angin (U)  sebesar  4,  5,  6,  7,  8  dan  9  m/s.  Sehingga,  bilangan
Gambar 4. Grafik CoP 0 sebagai Fungsi dari Tip Speed Ratio (λ) tanpa Dinding pada Setiap Variasi Kecepatan Angin.
Gambar 5. Grafik CoP sebagai Fungsi dari Tip Speed Ratio (λ) dengan Dinding G/D =1,335 pada Setiap [Variasi Kecepatan Angin.
Reynolds yang didapatkan sebesar 7,6 x 10 4 , 9,5 x 10 4 , 11,4 x  10 4 ,  13,3  x  10 4 ,  15,2  x  10 4 dan  17,1  x  10 4 .  Bilangan Reynolds  dihitung  berdasarkan  panjang  karakteristik  dan kecepatan  angin  yang  yang  diukur  dengan  menggunakan anemometer  pada  jarak  8D  dari  poros  turbin  yang ditunjukkan pada persamaan berikut:
𝑅𝑒 𝐿 = 𝜌𝑈𝐿 𝜇 (1)
Dimana ρ adalah massa jenis udara bernilai 1,7096 Kg/m 3 , U adalah kecepatan angin yang berasal dari axial fan bernilai 4,  5,  6,  7,  8  dan  9  m/s,  L  adalah  panjang  karakteristik  dari turbin ( L=2D-b-2x ) (m), D adalah diameter blade turbin (m), b adalah diameter poros turbin (m), x adalah tebal sudu turbin (m), dan μ adalah viskositas udara dengan nilai 1,86 x 10 -5 Ns/m 2 .
Tip speed ratio (λ) dapat dikalkulasikan dengan persamaan sebagai berikut:
𝜆 = 𝜔𝑅 𝑈 (2)
Dimana  R  adalah  jari-jari  turbin  sebesar  0,1517  m,  U adalah kecepatan angin yang berasal dari axial fan sebesar 4- 9 m/s, dan ω adalah kecepatan sudut turbin angin Savonius (rad/s) yang dikalkulasikan dengan persamaan berikut:
𝜔 = 2𝜋𝑛 60 (3)
Keterangan:
Nilai n diapat dari pengukuran menggunakan tachometer.
Torsi dinamis (τ) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
𝑇 𝐷 = {|𝑠 − 𝑚| ∙ 𝑔} ∙ 𝑟 (4)
Dimana s adalah pembacaan neraca pegas (Kg), m adalah massa  yang  ditanggung  oleh  poros  turbin  (Kg),  g  adalah percepatan gravitasi bumi dengan nilai 9,81 m/s 2 , dan r adalah jari-jari poros turbin yang menerima beban sebesar 0,009625 m.
Coefficient  of  moment (C M )  dapat  dihitung  dengan persamaan sebagai berikut:
𝐶 𝑀 = 𝑇 𝐷 1 2 ∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑈 2 ∙ 𝑅 (5)
Dimana  T D adalah  torsi  dinamis  (N.m),  ρ  adalah  massa jenis udara sebesar 1,7096 Kg/m 3 , U adalah kecepatan angin yang berasal dari axial fan sebesar 4-9 m/s, R adalah jari-jari turbin angin Savonius sebesar 0,1517 m, dan A adalah cross sectional area dialiri aliran angin yang berasal dari axial fan yang dapat dikalkulasikan dengan persamaan sebagai berikut:
𝐴 = 𝐿𝐻
(6)
Dimana  L  adalah  panjang  karakteristik  turbin  angin Savonius  dengan  nilai  sebesar  0,3034  m,  H  adalah  tinggi turbin angin Savonius dengan nilai sebesar 0303,4 m.
Coefficient of power (C P ) dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
𝐶 𝑃 = {(|𝑠 − 𝑚|)𝑔} ∙ 𝑟𝜋 ∙ 𝜔 15 ∙ 𝜌 ∙ 𝐴 ∙ 𝑈 3 (7)
Dimana s adalah pembacaan neraca pegas (Kg), m adalah massa  beban  yang  ditanggung  poros  turbin  (Kg),  g  adalah percepatan gravitasi bumi sebesar 9,81 m/s 2 , r adalah jari-jari poros  turbin  yang  menerima  beban  sebesar  0,009625  m,  ω
adalah  kecepatan  sudut  turbin  angin  Savonius  (rad/s),  ρ adalah massa jenis udara sebesar 1,7096 Kg/m 3 , A adalah luas cross  sectional sebesar  0,089  m 2 ,  dan  U  adalah  kecepatan angin yang berasal dari axial fan sebesar 4-9 m/s.
Data  penelitian  yang  didapatkan  akan  digunakan  untuk mendapatkan grafik coefficient of moment (C M ) terhadap tip speed ratio (λ), grafik coefficient of moment (C M ) terhadap tip speed  ratio (λ),  dan  grafik  torsi  statis  (T S )  terhadap  sudut angular turbin angin Savonius (θ).

## III. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
A. Analisis Coefficient of Power (CoP)
Nilai coefficient of  power (CoP)  akan  ditampilkan  dalam bentuk grafik CoP fungsi tip speed ratio ( λ ). Pengukuran torsi dinamis  dan  kecepatan  sudut  turbin  dilakukan  untuk  turbin tanpa  dinding  dan  turbin  dengan  dinding  pada  jarak G/D=1,335. Torsi dinamis dan kecepatan sudut turbin diukur pada  setiap  kecepatan  angin  yaitu  4,  5,  6,7,8  dan  9  m/s. Gambar  4  menunjukkan  grafik coefficient  of  power (CoP 0 ) sebagai fungsi tip speed ratio ( λ ) untuk turbin tanpa dinding pada  setiap  variasi  kecepatan  angin.  Sedangkan,  Gambar  5 menunjukkan  grafik coefficient  of  power (CoP)  sebagai fungsi tip speed ratio ( λ ) untuk turbin dengan dinding pada setiap variasi kecepatan anginn untuk jarak G/D=1,335. Pada kedua  gambar  tersebut  grafik coefficient  of  power (CoP) memiliki bentuk parabolik. Hal  tersebut diakibatkan karena terdapat  dua  variabel  tidak  diketahui  pada  persamaan  CoP, yaitu torsi dinamis dan kecepatan sudut turbin.
Pada  Gambar  4,  turbin  tanpa  dinding  memiliki  nilai coefficient  of  power (CoP 0 )  maksimum  tertinggi  pada kecepatan  angin  5  m/s.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  turbin bekerja  paling  maksimum  pada  kecepatan  angin  tersebut. Nilai coefficient  of  power (CoP 0 )  maksimum  untuk  setiap kecepatan  adalah  0,0451  (untuk  U=4  m/s  dan λ =0,687); 0,0866 (untuk U=5 m/s dan λ =0,717); 0,0693 (untuk U=6 m/s dan λ =0,704); 0,0632 (untuk U=7 m/s dan λ =0,678); 0,0572 (untuk  U=8  m/s  dan λ =0,715);  0,0517  (untuk  U=9  m/s  dan λ =0,712). Berdasarkan Gambar 4, nilai CoP 0 maksimum dari yang terendah ke yang tertinggi berdasarkan kecepatan angin adalah 4 m/s, 9 m/s, 8 m/s, 7m/s, 6 m/s dan 5 m/s. Penurunan nilai  CoP 0 pada  kecepatan  angin  5  m/s  hingga  9  m/s diakibatkan  adanya  kerugian  mekanis  dan  efek solidwall . Efek solidwall adalah  fenomena  dimana  turbin  berputar terlalu cepat dan bertindak seolah-seolah seperti tembok.
Pada  Gambar  5,  turbin  dengan  dinding  (G/D=1,335) memiliki  nilai coefficient  of  power (CoP)  maksimum tertinggi pada kecepatan  angin 5  m/s. Hal ini  menunjukkan bahwa turbin bekerja paling maksimum pada kecepatan angin tersebut.  Nilai coefficient  of  power (CoP)  maksimum untuk setiap  kecepatan  adalah  0,0692  (untuk  U=4  m/s  dan λ =0,710);  0,0897  (untuk  U=5  m/s  dan λ =0,714);  0,0755 (untuk  U=6  m/s  dan λ =0,668);  0,0513  (untuk  U=7  m/s  dan λ =0,700);  0,0468  (untuk  U=8  m/s  dan λ =0,709);  0,0344 (untuk U=9 m/s dan λ =0,710). Berdasarkan Gambar 5, nilai CoP  maksimum  dari  yang  terendah  ke  yang  tertinggi berdasarkan kecepatan angin adalah 9 m/s, 8 m/s, 7m/s, 4 m/s, 6 m/s dan 5 m/s. Nilai coefficient of power (CoP) kecepatan 4  m/s,  5  m/s,  dan  6  m/s  mengalami  peningkatan  dari  nilai CoP 0 sebesar  53,44%,  3,58%  dan  8,95%,  masing-masing.
Peningkatan  tersebut  dikarenakan  turbin  berada  di  daerah high velocity region berdasarkan pada penelitian [6]. Turbin yang berada di high velocity region akan meningkatkan nilai dari selisih torsi di sudu advancing dan sudu returning .
B. Analisa Coefficient of Moment (C M )
Nilai  dari coefficient  of  moment (C M )  berupa  grafik  C M fungsi tip speed ratio ( λ ). Nilai ini diambil dari torsi dinamis yang diukur dengan menggunakan brake dynamometer . Torsi dinamis diukur untuk turbin tanpa dinding dan turbin dengan dinding  (G/D=1,335)  pada  setiap  variasi  kecepatan.  Kedua nilai  tersebut  menghasilkan  grafik  C M untuk  turbin  tanpa dinding dan dengan dinding. Gambar 6 menunjukkan grafik C M turbin tanpa dinding. Sedangkan, Gambar 7 menunjukkan grafik  C M dengan  dinding  pada  G/D=1,335.  Bentuk  dari grafik  C M fungsi λ adalah  linear.  Hal  tersebut  dikarenakan hanya  terdapat  satu  variabel  yang  tidak  diketahui  pada persamaan  C M. Nilai  C M maksimum  didapatkanan  saaat turbin  berhenti  berputar  akibat  penambahan  beban  untuk setiap  variasi  kecepatan  angin  atau  saat tip  speed  ratio ( λ ) sama dengan 0.
Pada  Gambar  6,  turbin  tanpa  dinding  memiliki  nilai coefficient  of  moment (C M0 )  maksimum  tertinggi  pada kecepatan  angin  5  m/s.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  turbin bekerja  paling  maksimum  pada  kecepatan  angin  tersebut. Nilai coefficient  of  moment (C M0 )  maksimum  untuk  setiap kecepatan  adalah  0,1070  (untuk  U=4  m/s  dan λ =0);  0,2013 (untuk U=5 m/s dan λ =0); 0,1882 (untuk U=6 m/s dan λ =0); 0,1477 (untuk U=7 m/s dan λ =0); 0,1460 (untuk U=8 m/s dan λ =0) dan 0,1244 (untuk U=9 m/s dan λ =0,712). Berdasarkan Gambar 6, nilai coefficient of moment (C M0 ) maksimum dari yang terendah ke yang tertinggi berdasarkan kecepatan angin adalah 4 m/s, 9 m/s, 8 m/s, 7m/s, 6 m/s dan 5 m/s. Penurunan nilai coefficient of moment (C M0 ) pada kecepatan angin 5 m/s hingga 9 m/s diakibatkan adanya kerugian mekanis dan efek solidwall .  Efek solidwall adalah  fenomena  dimana  turbin berputar  terlalu  cepat  dan  bertindak  seolah-seolah  seperti tembok
Pada  Gambar  7,  turbin  dengan  dinding  (G/D=1,335) memiliki  nilai coefficient  of  moment (C M )  maksimum tertinggi pada kecepatan  angin 5  m/s. Hal ini  menunjukkan bahwa turbin bekerja paling maksimum pada kecepatan angin tersebut. Nilai coefficient of moment (C M ) maksimum untuk
setiap  kecepatan  adalah  0,1435  (untuk  U=4  m/s  dan λ =0); 0,2163 (untuk U=5 m/s dan λ =0); 0,1894 (untuk U=6 m/s dan λ =0); 0,1214 (untuk U=7 m/s dan λ =0); 0,1063 (untuk U=8 m/s dan λ =0); 0,1011 (untuk U=9 m/s dan λ =0). Berdasarkan Gambar 7, nilai coefficient of moment (C M ) maksimum dari yang terendah ke yang tertinggi berdasarkan kecepatan angin adalah  9  m/s,  8  m/s,  7m/s,  4  m/s,  6  m/s  dan  5  m/s.  Nilai coefficient of moment (C M ) kecepatan 4 m/s, 5 m/s, dan 6 m/s mengalami peningkatan dari nilai coefficient of moment (C M0 ) sebesar  34,11%;  7,45%  dan  0,64%,  masing-masing. Peningkatan  tersebut  dikarenakan  turbin  berada  di  daerah high velocity region berdasarkan pada penelitian [6]. Turbin yang berada di high velocity region akan meningkatkan nilai dari selisih torsi di sudu advancing dan sudu returning .
C. Analisis Coefficient of Static Torque (C TS )
Pengambilan data torsi statis dilakukan untuk turbin tanpa dinding  dan  turbin  dengan  dinding  (G/D=1,335)  untuk kecepatan  angin  4, 5, 6,  7,8 dan  9.  Torquemeter  digunakan untuk mengukur nilai selisih torsi pada sudu advancing dan sudu returning saat  turbin  angin  Savonius  tidak  berputar. Pengukuran  torsi  statis  sebagai  fungsi sudut  sudu  turbin  ini dilakukan berdasarkan konfigurasi sudut sudu turbin ( θ ) yang terlihat pada Gambar 8 dan Gambar 9.  Data torsi statis akan diolah menjadi grafik coefficient of static torque (C TS ) fungsi sudut  sudu  turbin  ( θ ).  Gambar  8  menunjukkan  grafik coefficient of static torque (C TS0 ) untuk turbin tanpa dinding pada  setiap  variasi  kecepatan  angin.  Sedangkan,  Gambar  9 menunjukkan coefficient  of  static  torque (C TS )  untuk  turbin dengan  dinding  (G/D=1,335)  pada  setiap  variasi  kecepatan angin.
Pada  Gambar  8,  nilai coefficient  of  static  torque (C TS0 ) mengalami  nilai  positif  dan  negatif  untuk  setiap  variasi kecepatan, yaitu coefficient of static torque (C TS0 ) positif pada rentang  sudut  0 o -90 0 dan coefficient  of  static  torque (C TS0 ) negatif pada rentang sudut (100 o 0-170 o ). Nilai coefficient of static torque (C TS0 ) positif menunjukkan bahwa turbin angin Savonius  memiliki  kemampuan self-starting yang  baik. Semakin besar nilai coefficient of static torque (C TS0 ) positif maka  akan  semakin  baik  kemampuan self-starting turbin. Sedangkan, coefficient  of  static  torque (C TS0 )  negatif menunjukkan turbin memiliki kemampuan self-starting yang buruk pada sudut sudu turbin ( θ ) tersebut. Semakin besar nilai
Gambar  6.  Grafik  C M0 sebagai  Fungsi  dari Tip  Speed  Ratio (λ)  tanpa Dinding pada Setiap Variasi Kecepatan Angin.
Gambar 7. Grafik C M sebagai Fungsi dari Tip Speed Ratio (λ) dengan Dinding G/D =1,335 pada Setiap Variasi Kecepatan Angin.
coefficient  of  static  torque (C TS0 )  negatif  atau  semakin mendekati nol nilai coefficient of static torque (C TS0 ), maka kemampuan self-starting turbin  akan  semakin  baik.  Nilai coefficient  of  static  torque (C TS0 )  positif  maksimum didapatkan  pada  sudut  30 0 untuk  setiap  variasi  kecepatan, sedangkan  nilai coefficient  of  static  torque (C TS0 )  negatif maksimum didapatkan pada  sudut 140 0 untuk  setiap variasi kecepatan.
Nilai  dari coefficient  of  static  torque (C TS0 )  positif maksimum, untuk turbin tanapa dinding, pada setiap variasi kecepatan adalah 1,65 (U=4 m/s dan θ =30 0 ); 1,21 (U=5 m/s dan θ =30 0 );  1  (U=6  m/s  dan θ =30 0 );  0,84  (U=7  m/s  dan θ =30 0 );  0,72  (U=8  m/s  dan θ =30 0 )  dan  0,64  (U=9  m/s  dan θ =30 0 ). Sedangkan nilai dari coefficient of static torque (C TS0 ) negatif  maksimum  untuk  turbin  tanpa  dinding  pada  setiap variasi kecepatan adalah -1,38 (U=4 m/s dan θ =140 0 ); -1,01 (U=5  m/s  dan θ =140 0 );  -0,75  (U=6  m/s dan θ =140 0 );  -0,66 (U=7 m/s dan θ =140 0 ); -0,58 (U=8 m/s dan θ =140 0 ) dan -0,54 (U=9 m/s dan θ =140 0 ).  Nilai dari coefficient of static torque (C TS0 ) positif maksimum tertinggi ada pada kecepatan angin 4 m/s. Sedangkan, nilai dari coefficient of static torque (C TS0 ) positif maksimum tertinggi ada pada kecepatan angin 9 m/s.
Pada Gambar 9, nilai dari coefficient of static torque (C TS ) positif maksimum, untuk turbin dengan dinding (G/D=1,335), pada setiap variasi kecepatan adalah 2,01 (U=4 m/s dan θ =30 0 ); 1,35 (U=5 m/s dan θ =30 0 ); 1,04 (U=6 m/s dan θ =30 0 ); 0,83 (U=7 m/s dan θ =30 0 ); 0,66 (U=8 m/s dan θ =30 0 ) dan 0,61 (U=9 m/s dan θ =30 0 ). Sedangkan nilai dari coefficient  of  static  torque (C TS )  negatif  maksimum,  untuk turbin  dengan  dinding  (G/D=1,335),  pada  setiap  variasi kecepatan  adalah  -1,18  (U=4  m/s  dan θ =140 0 );  -1,01  (U=5 m/s  dan θ =140 0 );  -0,75  (U=6  m/s dan θ =140 0 );  -0,69  (U=7 m/s dan θ =140 0 ); -0,54 (U=8 m/s dan θ =140 0 ) dan -0,45 (U=9 m/s dan θ =140 0 ). Kecepatan angin untuk menghasilkan nilai coefficient of static torque (C TS ) positif maksimum tertinggi untuk turbin dengan dinding sama seperti coefficient of static torque (C TS0 )  positif  maksimum  tanpa  dinding  yaitu  pada kecepatan angin 4 m/s. Selain dari itu, nilai dari coefficient of static  torque (C TS0 )  positif  maksimum  tertinggi  ada  pada kecepatan angin 9 m/s.
Peningkatan nilai C TS negatif untuk turbin dengan dinding pada  kecepatan  angin  4,5,  dan  6  m/s  dikarenakan  turbin berada  di  daerah high  velocity  region .  Sedangkan, peningkatan  C TS negatif  pada  kecepatan  angin  8  dan  9 diakibatkan  karena  tubrin  sudah  berada  di low  velocity region .  Dalam  daerah low  velocity  region ,  terdapat  vorteks berarah clockwise dan counterclockwise seperti pada kontur aliran  di  sekitar  gedung  pada  penelitian  [6].  Hal  tersebut dapat  meningkatkan  nilai  selisih  torsi  pada  sudu advancing dan returning .

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  Analisis  dari  hasil  penelitian  mengenai pengaruh  peletakkan  sudu advancing dekat dinding  gedung pada jarak G/D = 1,335 dan dengan kecepatan angin 4, 5, 6, 7,  8  dan  9  m/s,  didapatkan  beberapa  kesimpulan  yaitu:  (1) Peletakkan sudu advancing dekat dinding gedung pada jarak G/D = 1,335 dapat meningkatkan nilai CoP sebesar 53,44%; 3,58%; dan 8,95% lebih besar dari turbin tanpa dinding pada kecepatan angin berturut-turut 4, 5, dan 6 m/s. Selain dari itu, nilai C M juga meningkat sebesar 32,11%; 7,45%; dan 0,64% lebih  besar  dari  turbin  tanpa  dinding  pada  kecepatan  angin berturut-turut 4, 5, dan 6 m/s. (2) Peletakkan sudu advancing dekat  dinding  gedung  pada  jarak  G/D  =  1,335  dapat meningkatkan  nilai  C TS positif  lebih  besar  dari  turbin  tanpa dinding pada rentang sudut 0-90 0 dan C Ts negatif maksimum pada rentang sudut 100-170 0 saat kecepatan angin 4, 5, dan 6 m/s.  (3)  Peletakkan  sudu advancing meningkatkan kemampuan self-starting turbin  angin  Savonius  pada  sudut 0 0 -180 0 pada  kecepatan  angin  4,  5,  dan  6  m/s.  Hal  tersebut ditandai dengan nilai C TS positif dan negatif yang lebih besar nilainya dari C TS0 turbin tanpa dinding. Sedangkan pada sudut 90 0 -170 0 ,  turbin  mengalami  peningkatan  kemampuan self  – starting saat  kecepatan  angin  4,5,6,8,  dan  9  m/s.  (4) Kecepatan angin 5 m/s merupakan kecepatan optimum untuk menghasilkan performa turbin terbaik. Nilai CoP maksimum tertinggi  yang  didapat  pada  nilai  G/D  =  1,335  ada  pada kecepatan  5  m/s  yaitu  sebesar  0,0897  pada  λ  =  0,714. Sedangkan  nilai  C M maksimum  tertinggi  didapatkan  pada kecepatan  5  m/s  yaitu  sebesar  0,2163  pada λ= 0.  Nilai  C TS positif  tertinggi  berada  pada  kecepatan  4  m/s  yaitu  sebesar
Gambar 8. Grafik C TS0 sebagai Fungsi dari Sudut Sudu Turbin ( θ ) tanpa Dinding pada Setiap Variasi Kecepatan Angin.
Gambar 9. Grafik C TS sebagai Fungsi dari Sudut Sudu Turbin ( θ ) dengan Dinding (G/D=1,335) pada Setiap Variasi Kecepatan Angin.
2,01  pada  sudut  30 0 .  Sedangkan,  nilai  C TS negatif  tertinggi berada pada kecepatan angin 9 m/s yaitu sebesar -0,45 pada sudut 140 0 .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  J. L. Sawin et al. , “Renewables 2017 global status report,” J. Int. Nucl. Inf. Syst. , 2016.
[2]  D. E. Nasional, “Indonesia energy out look 2019,” J. Chem. Inf. Model , vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2019.
[3]  M. Casini, “Small vertical axis wind turbines for energy efficiency of buildings,” J. Clean Energy Technol. , vol. 4, no. 1, pp. 56–65, 2016.
[4]  J. Park, H.-J. Jung, S.-W. Lee, and J. Park, “A new building-integrated wind  turbine  system  utilizing  the  building,” Energies ,  vol.  8,  no.  10, pp. 11846–11870, 2015.
[5]  N. H. Mahmoud, A. A. El-Haroun, E. Wahba, and M. H. Nasef, “An experimental study on improvement of Savonius rotor performance,” Alexandria Eng. J. , vol. 51, no. 1, pp. 19–25, 2012.
[6]  Z. Mao, G. Yang, T. Zhang, and W. Tian, “Aerodynamic performance analysis of a building-integrated savonius turbine,” J. Energies , vol. 13, no. 10, p. 2636, 2020.