## PROSES MANUFAKTUR TURBIN ANGIN SUMBU VERTIKAL TIPE DARRIEUS
Rian Effendi 1) , Rudi Siswanto 2) 1,2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat JL. Akhmad Yani Km.36 Banjarbaru, Kalimantan Selatan, 70714 Telp. 0511-4772646, Fax 0511-4772646
E-mail: rian952@gmail.com

## Abstract
Wind  turbine  is  one  of  the  tools  yamg  work  to  take  advantage  of  wind  allergy. Wind  turbines  based  on  the  type  of  rotor  there  are  two  types  of  Darrieus  wind turbines and Savonius wind turbines. In the manufacturing process using a type of wind turbine type Darrieus. The darrieus turbine is a wind turbine that utilizes the lift  style  on  the  rotor  blade.  This  turbine  requires  initial  energy  to  spin.  The formulation  of  the  problem  in  making  this  wind  turbine  is  How  does  the manufacturing  process  of  vertical  turbine  type  darrieus  wind  turbine  and  How much is the cost budget on the manufacturing process of the darrieus type verical wind  turbine.  The  components  of  the  wind  turbine  are  the  foot  frame,  bearing bearings,  bearings,  shafts,  disks,  blade  arms,  blades,  transmission  pulleys  and belts-v,  while  the  tools  and  machinery  used  in  the  manufacturing  process  are electric  welding  tools,  electric  grinding  wheels,  ,  hand  drilling  machine,  sitting drilling machine, cut lever, riverter pliers, acetylene welding and lathe.
Keywords: Wind Turbine, Turbine Components, Tools and Machines

## PENDAHULUAN
Kincir  angin  merupakan  salah  satu  bentuk  teknologi  nyata  dalam mengkonversi energi angin menjadi energi listrik. Kincir angin berdasarkan posisi sumbu putar terbagi ke dalam dua jenis, yaitu kincir angin horizontal (Horizontal Axis  Wind  Turbine  (HAWT))  dan  vertikal  (Vertical  Axis  wind  Turbine (VAWT)).  Kincir  angin  vertikal  memiliki  keunggulan  utama  jika  dibandingkan dengan  kincir  angin  horizontal  yaitu,  kincir  angin  vertikal  dapat  berputar  pada kecepatan  angin  rendah  (low  cut-in  speed)  dan  dapat  menerima  angin  dari berbagai arah, karena sumbu rotornya yang tegak. Terdapat dua jenis kincir angin vertikal,  pertama  yaitu  kincir  angin  darrieus  dan  kedua  adalah  kincir  angin savonius. Nama keduanya berasal dari penemu mereka yaitu, George Darrieus dan S. J Savonius. Kincir angina savonius memiliki kelebihan dalam pada desain dan kemudahan  dalam  pembuatan  konstruksinya  dibandingkan  dengan  jenis  darrieus (Al-Bahadly 2009).
Menurut  Kementrian  Energi  dan    Sumber  daya  Mineral  tahun  2009 cadangan energi minyak  mentah di  Indonesia akan  habis  dalam  jangka waktu 22.99 tahun, gas alam dalam jangka waktu 58.95 tahun dan batu barakurun waktu 82.01 tahun. Hasil perhitungan ini menggunakan asumsi dimnana tidak ditemukan lagi sumber cadangan ladang baru. Kecuali ditemukan ladang-ladang baru.
Untuk  mengatasi  masalah  ini  maka  di  perlukan  pengembangan  energi terbarukan,  salah  satunya  pemanafaatan  enegi  angin  sebagai  energi  yang  dapat memproduksi dalam jumlah besar.

## Turbin Angin
Turbin  angin  merupakan  alat  yang  mekanisme  kerjanya  memanfaatkan inergi  angin.  Di  negara  maju  sudah  banyak  memanfatkan  turbin  angin  sebagai pembangkit  listrik.  Turbin  angin  yang  di  manfaatkan  dapat  menghasilkan kapasitas  listrik  yang  tinggi  yaitu  mencapai  ratusan  megawatt.  Dinegara berkembang,  penggunaan  turbin  angin  berada  dalam  skala  riset  dikarenakan teknologi yang berada di negara tersebut masih butuh pengembangan lebih lanjut untuk memperoleh turbin angin yang bagus.

## Turbin Darrieus
Turbin darrieus yaitu turbin angin aerodinamik dengan memanfaatkan gaya lift  pada  penampang  sudu  rotornya  untuk  mengubah  energi  angin.  Turbin  ini membutuhkan  energi  awal  untuk  mulai  berputar  (Suhemi,  2016).  Turbin  angin sumbu  vertikal  aerodinamis  pertama  dikembangkan  oleh  Georges  Darrieus  di Perancis  dan  dipatenkan  pertama  kali  pada  tahun  1927.  Dari  perspektif  sudu, gerakan rotasi sudu menghasilkan mata angin yang dikombinasikan dengan angin aktual  membentuk  angin  nyata. Jika sudut serangan angin  nyata pada sudu lebih besar dari nol, gaya angkat komponen depan yang mendorong turbin (M. Ragheb, 2015).

## Komponen Utama Turbin Angin Darrieus
Komponen  utama  turbin  angin  Darrieus  terdiri  dari  poros,  sudu,  lengan sudu, bantalan (bearing) dan roda gigi (gear).
1. Poros, berfungsi sebagai alat penghubung terjadinya perubahan energi.
2. Sudu,  berfungsi  sebagai  komponen  penerima  gaya  yang  akan  dikonversi menjadi daya turbin.
3. Lengan Sudu, berfungsi sebagai penghubung sudu dengan poros.
4. Bantalan, berfungsi sebagai penahan poros turbin angin.
5. Gear, berfungsi untuk mentransmisikan daya dari putaran rotor ke generator.

## Pemilihan Bahan
1. Rangka Kaki
Jenis rangka yang digunkan adalah besi frofil L. dimana bahan ini dari segi kekuatan dapat menahan beban dan mudah dalam pembentukan/perakitan.
2. Bantalan
Bantalan  adalah  elemen  mesin  yang  funsinya  sebagai  menumpu  poros berbeban, sehingga putaran atau gerakan bolak baliknya dapat berlangsung secara halus, baik, dan tahan lama.
3. Poros
Tujuan dari perencanaan poros ini untuk menentukan ukuran diameter poros berdasarkan  parameter  rancang  bangun.  Poros  di  rencanakan  dengan menggunakan rumus kekuatan bahan yang ada.

## 4. Lengan Penyangga dan Lengan Sudu
Alat ini berfungsi sebagai penghubung. Dimana pada pemilihan bahan yang digunakan besi plat.

## 5. Sudu
Pemilihan jenis sudu Naca 2415 dengan churd 30 cm dan tinggi 1 meter dari saudara  Marzuki  pada  peneletian  Analisis  Airfoil  Naca  2415  dengan  panjang chord 30 cm menggunaka software simulasi.

## 6. Transmisi
Pada  mesin  turbin  angin,  puli  digunakan  sebagai  transmisi  dari  putaran poros  sebagai  penggerak  generator.  Pada  perencaan  transmisi  menggunakan sabuk-v,  dimana  sabuk-v  ini  mempunyai  gaya  gesekan  dan  dapat  menghasilkan daya transmisi yang besar pada tegangan rendah (Indra Gunawan, 2009).

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode proses manufaktur alat turbin angin tipe darrieus.

## Waktu dan Tepat
Waktu  dan  tempat  pembuatan  rangka  dan  sudu  turbin  angin  vertikal  tipe darrieus di Workshop Prodi Teknik Mesin FT ULM.

## Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:
1. Besi Siku / Profil L
2. As Poros St42
3. Besi Plat 5mm
4. Plat Galvanis 1mm
5. Besi Pipa Stenlis 25.4 mm
6. Elektroda RD 260
7. Baut M 12
8. Baut M 19
9. Bearing
10. Batu Gerinda Potong
11. Batu Gerinda Amplas
12. Paku Kelling
13. Bahan Tambahan : Cat Besi, Tinner, Amplas, dan lainnya.
Alat yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu:
1. Mesin Gerinda Duduk
2. Mesin Gerinda Listrik
3. Mesin Las Listrik PD 160 TIG
4. Mesin Bubut
5. Mesin Bor
6. Kunci Ring/Pass
7. Tang Riverter
8. Alat ukur : meteran, pengaris siku, penggaris baja dan jangka sorong.
9. Alat Bantu : palu, kikir, penggores, penanda dan lainnya.
10. Alat  Pengaman  :  werpack,  helm  pelindung  muka,  sarung  tangan  dan lainnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Proses Pengerjaan dan Anggaran Biaya Pengerjaan
Pengerjaan  awal  dari  pembuatan  alat  turbin  angin  sumbu  vertikal  tipe darrieus  dilakukan  dengan  pembuatan  rangka  kaki,  Gambar  kerja  rangka  kaki  di lihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Rangka Kaki
Dari  Gambar  2  Rangka  kaki  menggenakan  besi  profil  L  30  x  30  dan  40  x 40.  Fungsi  rangka  kaki  ini  sebagai  tempat  peletakkan  poros  utama.  Poros  utama berfungsi sebagai penerus daya. Gambar kerja dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Poros Utama
Gambar 3 Poros yang digunakan besi st42. sebagai poros turbin. Pengerjaan poros  dilakukan  dengan  pembubutan.  Dilihat  pada  Gambar  4  Piringan  ini berfungsi  penyambung  lengan  sudu  dengan  poros.    Komponen  piringan menggunakan bahan besi plat tebal 5 mm.
Gambar 4. Piringan
Lengan  sudu  berfungsi  untuk  penempatan  sudu  dengan  penyambungan menggunakan sambungan baut untuk Gambar kerja lengan sudu dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Lengan Sudu
Gambar  kerja  komponen  Sudu  sebagai  penerima  energi  angin  untuk mengerakkan poros generator terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Sudu
Dari  Gambar  6  dalam  pembuatan  sudu  lebih  dulu  di  buat  rangka  sebagai pembentekan  pola  sudu,  bahan  rangka  dipilih  besi  pipa  stainless  karena  selain ringan juga kuat. Selain besi pipa stainless rangka sudu juga terdiri dari besi plat galvanis sebagai pola sudu dan aluminium sebagai pembentuk sudu. Pipa stainless yang  digunakan  memiliki  dimensi  dengan  diameter  25.4  mm  dan  panjang  1000 mm.  sedangkan  plat  galvanis  yang  digunakan  dengan  dimensi  panjang  300  mm dan tebal  1 mm. Aluminium  yang digunakan dengan panjang 650 mm dan lebar 1000 mm.
Pada Gambar 7 Puli berfungsi untuk mentransmisikan daya dari penggerak ke dinamo turbin.  Pada pemilihan bahan menggunakan aluminium  bekas, puli di buat  dengan  proses  pengecoran  dan  pembubutan.  Gambar  transmisi  puli  dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Tranmisi Puli
Dari  pembuatan  puli  selanjutnya  dikerjakan  pembuatan  poros  transmisi. Komponen  ini  berfungsi  sebagai  tempat  peletakkan  puli.  Bahan  yang  digunakan besi ST 42, untuk komponen Gambar kerja dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Poros Transmisi
Komponen  komponen  turbin  angin  yang  dibuat  ditunjukkan  dalam Gambar 9.
Gambar 9. Detail Turbin Angin

## Perhitungan Biaya
Berikut adalah hasil dari perhitungan anggaran pengerjaan alat turbing angin sumbu  vertikal  tipe  darrieus.  Data  hasil  perhitungan  dapat  dilihat  pada  tabel berikut.
Tabel 1. Total waktu pengerjaan
Tabel 1 Menunjukkan dari total waktu pengerjaan dari penggunaan alat dan mesin  pada  proses  pengerjaan.  Selanjutnya  pada  Tabel  2  menunjukkan  anggaran biaya bahan baku.
Tabel 2. Anggaran biaya bahan baku
Dapat dilihat pada Tabel 3 menunjukkan anggaran biaya perlengkapan.
Tabel 3. Anggaran biaya perlengkapan
No. Part Jumlah Bahan Harga Satuan (Rp) Harga (Rp) Plat Galvanis tebal 1 mm (83.134 mm2) Pipa Stainles  25.4 mm (3000mm) Aluminium 0.6mm (20.000 mm2) 2 Profil L 3x3 (@6 m) 40.000 80.000 1 profil L 4x4 (@6m ) 70.000 70.000 3 Rumahan Bearing 2 Sambungan Pipa Besi 40.000 80.000 4 1 SKF 6204 N (Tappered Roller) 70.000 70.000 5 1 SKF 30203 (Deep Groove Ball) 15.000 15.000 6 Poros 1 Besi Pejal ST42  25 mm (1640 mm) 90.000 90.000 7 Piringan 2 Besi Plat 5 mm  21 mm (1kg) 75.000 150.000 8 Lengan Sudu 6 Besi Plat 5 mm (135,000 mm2) 50.000 300.000 9 24 M12 1.500 36.000 10 8 M19 2.000 16.000 11 Paku Kelling 100 3 mm 200 20.000 12 Puli 4 Aluminium 20.000 80.000 13 Sabuk Puli 2 20.000 40.000 1.470.000 141.000
3 423.000 AirFoil 1 Bearing Baut Pengikat Total Rangka Kaki 2 No. Bahan
Harga Satuan (Rp) Jumlah Harga (Rp) 1 Elektroda 130.000 1 130.000 2 Batu Gerinda Potong 7.000 11 77.000 3 Batu Gerinda Amplas 14.000 1 14.000 221.000 Total
Maka Biaya total bahan baku dan perlengkapan: Biaya total = Rp. 1.470.000 + Rp. 221.000 Biaya total = Rp. 1.691.000
Tabel 4. Perhitungan biaya permesinan
Dari Tabel 4 biaya total sewa mesin : Rp. 630.000 dan total waktu  yang di perlukan  :  34  jam.  Dalam  pembuatan  turbin  angin  sumbu  vertikal  tipe  darrieus pekerja di asumsikan 10.000/jam dengan di kerjakan oleh 3 orang. Sehingga biaya untuk bayar pekerja adalah sebesar : Biaya Pekerja  = 34 x 10.000 = Rp.340.000 Total  biaya  pembuatan  Turbin  Angin  Sumbu  Vertikal  Darrieus  Tipe Giromill ini mulai dari proses permesinan sampai bahan baku dan perlengkapan, adapun rinciannya sebagai berikut:
Biaya total bahan baku = Rp. 1.691.000 Biaya sewa mesin = Rp. 630.000 Biaya Pekerja = Rp. 340.000 Biaya perlengkapan = Rp. 221.000 Biaya Total = Rp. 2.882.000 No. Jenis Mesin Waktu  Permesinan Pengerjaan (Menit) Waktu Permesinan Sewa (jam) Harga Sewa/Jam (Rp) Biaya Mesin (Rp) 1 Mesin Las Listrik 421 8 10.000 80.000 2 Mesin Gerinda Listrik 586 10 10.000 100.000 3 Mesin Gerinda Duduk 13 1 10.000 10.000 4 Mesin Bor Duduk 293 5 10.000 50.000 5 Mesin Bor Tangan 27 1 10.000 10.000 6 Tuas Potong 18 1 10.000 10.000 7 Tang Rivrter 60 - 10.000 10.000 10 Las Asetilin 20 1 10.000 10.000 11 Mesin Bubut 392 7 50.000 350.000 12 Palu 66 - - - 13 Tuas Potong 18 - - - 1914 34 630.000 Total

## KESIMPULAN
Berdasarkan  proses  manufaktur  tentang  Turbin  Angin  Vertikal  Tipe Darrieus dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Proses  manufaktur  komponen  alat  dan  bahan  yang  digunakan  sebagai berikut:
2. Anggaran biaya proses manufaktur keseluruhan pada Turbin Angin Vertikal Tipe Darrieus adalah sebesar Rp. 2.882.000.
No. Komponen Alat Bahan 1 Rangka Kaki Las Listrik Elektroda 2mm 2 Bantalan Bearing Gerinda Listrik Bau Gerinda Potong 3 Poros Utama Gerinda Duduk Batu Gerinda Asah 4 Piringan Mesin Bor Tangan Baut M12 dan M19 5 Lengan Sudu Mesin Bor Duduk 6 Sudu Tuas Potong 7 Puli Tang Riverter 8 Poros Transmisi Las Asetilin 9 Sabuk-v Mesin Bubut 10 Bearing Proses Manufaktur Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Darrieus

## DAFTAR PUSTAKA
Elinur,  Dkk,.  2010.  “Perkembangan  Konsumsi  Dan  Penyediaan  Energi  Dalam Perekonomian  Indonesia”  Indonesian  Journal  Of  Agricultural  Economics (IJAE) Volume 2, Nomor 1, Desember 2010.
Nakhoda  Y.I.,  and  Saleh  C.,  2015.  “Rancang  Bangun  Kincir  Angin  Pembangkit Tenaga Listrik Sumbu Vertikal Savonius Portabel Menggunakan Generator Magnet  Permanen”,  Jurnal  Teknologi  Industri  Vol.  5,  No.  2,  September 2015: 19 – 24.
Potranto,  A.,  Prasetyo,  A.,  dan  U,  A.Z.,  2011.  “Rancang  Bangun  Turbin  Angin Vertikal  Untuk    Penerangan  Rumah  Tangga”  Tugas  Akhir  Teknik  Mesin, Univesitas Diponegoro.
Sujiana  G.N.,  2016.  “Proses  Manufaktur  Rak  Benih  Mesin  Tanam  Padi  Tipe Pedal  2  Baris  Model  Tanam  Jajar  Legowo”  Skripsi  Teknik  Mesin, Univesrsitas Lambung Mangkurat.
Sumiati  R.,  dan  Zamri  A.,  2013.  “Rancang  Bangun  Miniatur  Turbin  Angin Pembangkit Listrik Untuk Media Pembelajaran”, Jurnal Teknik Mesin Vol. 3, No.2, Oktober 2013 : 1-8.