Jurnal Teknik Mesin Univ. Muhammadiyah Metro
URL: http://ojs.ummetro.ac.id/index.php/turbo
Pengaruh Desain Sudu Terhadap Unjuk Kerja Prototype Turbin
Angin Vertical Axis Savonius
Untung Surya Dharma 1,a* , Masherni 2,b
1. Teknik Mesin, 2. Teknik Sipil, Universitas Muhammadiyah Metro Jl. Ki Hajar Dewantara  15 A Metro, Lampung
a untungsdh@yahoo.co.id
b Masherni21@yahoo.co.id

## Abstrak
Krisis energi  yang terjadi berdampak pada kebutuhan  energi di  Indonesia khususnya dan di  dunia pada umumnya terus meningkat  karena pertambahan penduduk. Banyak sekali energi alternatif dari alam di Indonesia yang dimanfaatkan salah satunya sumber  pembangkit listrik  tenaga  angin.  Turbin  angin  ialah  mesin  konversi  energi  dengan  cara  memanfaatkan energi  angin  yang  terwujud  dalam  energi  listrik.  Sudu  merupakan  wadah  penampung  suatu bentuk aliran udara yang dibuat untuk menghasilkan gaya angkat dan gaya untuk mengerakan generator. Tujuan dalam penyusunan skipsi ini adalah untuk mengetahui desain sudu terbaik dalam menciptakan daya turbin dan daya generator serta efisiensi sistem dari masing-masing sudu tersebut. Metode yang dilakukan yaitu studi literatur, dokumentasi dan pembuatan sudu serta  pengujian.  Turbin  angin  yang  dibuat  dengan  sudu  5/16,  5/16,  7/16  variasi  kecepatan angin  yang diujikan 3,6 m/s, 4 m/s, 4,13 m/s, 4,5 m/s,  4,6 m/s, 4,67 m/s, 5,4 m/s, 5,63 m/s dan  6,1  m/s.  Dari  ketiga  variabel  sudu  berdasarkan  pengujian  beda  kecepatan  angin  desain terbaik yang menghasilkan daya turbin dan daya generator  penelitian ini yaitu dimiliki oleh desain  sudu  7/16  dengan  kecepatan  angin  yang  paling  tinggi  6,1  m/s  menghasilkan  daya turbinnya  sebesar  6,125  Watt  dan  daya  generatornya  menghasilkan  daya  4,391  Watt, sedangkan sudu 6/16 menghasilkan daya turbin 5,08 Watt dan daya generator 3,808 Watt dan sudu  5/16  hanya  menghasilkan  daya  turbin  sebesar  3,444  Watt  dan  daya  generator  sebesar 3,014 Watt.  Besar efisiensi  sistem masing-masing sudu hasil perhirungan dengan kecepatan angin  tertinggi  6,1  m/s  yaitu  sudu  5/16  menghasilkan  efisiensi  sistemnya  sebesar  18,99  %, nilai  efisiensi sistem sudu 6/16 sebesar 21,81 % dan sudu 7/16 menghasilkan efisiensi sistem sebesar 23,06 %.
Kata kunci : Prototype Turbin Angin, Desain Sudu, Unjuk kerja.

## Pendahuluan
Menurut  Kementerian  Energi  dan
Sumber Daya Mineral, Direktorat Jenderal  Energi  Baru  Terbarukan  dan Konservasi  Energi  (EBTKE)  Sumber daya  energi  di  Indonesia  dan  dunia semakin  menipis,  dimana  energi  menjadi semakin  langka  dan  semakin  mahal dengan  pertumbuhan  konsumsi  energi rata-rata 7% setahun. Sedangkan, pertumbuhan  kebutuhan  energi  ini  tidak diimbangi  dengan  pasokan  energi  yang cukup,  sehingga  pasokan  kebutuhan energi fosil masih terlalu besar, penggunaan  energi  fosil  sendiri  dapat
mengakibatkan  perubahan  iklim  global yang  disebabkan  oleh  meningkatnya  Gas Rumah  Kaca  (GRK)  di  atmosfir  bumi. Untuk  memenuhi  kebutuhan  energi  dan mengurangi  GRK  ini  perlu  ditingkatkan supaya  pemanfaatan  EBT  (Energi  Baru Terbarukan)  atau  energi  alternatif.  Salah satu  energi  alternatif  yang  mudah  dan dapat digunakan adalah angin.
Potensi  angin  di  Indonesia  menurut Manajer  Wind  Hybrid  Power  Generation Project  (WhyPGen)  bahwa  Indonesia kaya  akan  energi  terbarukan  terutama angin. Kecepatan angin dibeberapa wilayah Indonesia sekitar 2-9 meter/detik, cukup  kuat  untuk  memutar  bilah  turbin
angin.  Kecepatan  angin  yang  ada  di provinsi lampung pada tahun 2014 kisaran 4 m/s (BMKG, 2014), hal ini memungkinkan  untuk  membuat  turbin angin  sumbu  vertikal  dikarenakan  turbin angin  sumbu  vertikal  tersebut  mampu berputar  pada  kecepatan  angin  rendah yaitu minimal 2,0 m/s.
Daya  turbin  pada  turbin  angin sangat  tergantung  oleh  kecepatan  angin dan  desain  sudu  ialah  bentuk  sayap  dari sebuah  turbin  angin  untuk  menampung dari sebuah  aliran udara  yang mendorong sudu  turbin  yang  dapat  menghasilkan gaya  angkat  atau  gaya  dorong. Airfoil merupakan bentuk dari potongan melintang  sudu  yang  dihasilkan  oleh perpotongan  tegak  lurus  sudu  terhadap rotor.  Dengan  demikian  daya  yang dihasilkan  oleh  turbin  dapat  disimpulkan tergantung  dari  desain  sudu . Banyak penelitian  menguraikan  tentang  gaya dorong  yang  dihasilkan  oleh  airfoil  yang dimanfaatkan  guna  memperbesar  torsi yang dihasilkan.
Penelitian  terdahulu  yang  telah dilakukan  oleh  penulis  [1],  tentang Analisa  Unjuk  Kerja  Turbin  Angin Vertical Axis
Savonius Untuk Pembangkit  Listrik  Skala  Rumah  Tangga Di  Kota  Metro,  diketahui  daya  yang dihasilkan hanya sebesar 1, 4 watt.
Dari  pemaparan  diatas,  penelitian lanjutan ini diharapkan dapat menjelaskan bagaimana  unjuk  kerja  dari Prototype Turbin  Angin  yang  telah  dibuat  apabila menggunakan  variasi  ukuran  sudu  pada kecepatan angin rendah, guna mendapatkan  daya  dan  efisiensi  sistem yang lebih baik.

## Tinjauan Teoritis
Menurut penelitian Ikhwanul Ikhsan &  Muhammad  Akbar  Hipi  pada  tahun 2011  [2],  yang  membahas  mengenai pengaruh  pembebanan  terhadap  kinerja kincir  dengan  variasi  kecepatan  angin    3 m/s menghasilkan daya maksimum 0,8933  Watt  dan  torsi  maksimum  0,0461 Nm.  Pada  kecepatan  angin  4  m/s  daya
maksimumnya  1,4786  Watt  dengan  torsi maksimumnya  mencapai  0,0638  Nm  dan pada kecepatan angin 5 m/s menghasilkan daya maksimum sebesar 2,5156 Watt dan torsi  maksimum  0,0883  Nm,  sedangkan pada  kecepatan  angin  6  m/s  daya maksimum yang dihasilkan sebesar
3,9428  Watt  dan  torsi  maksimum  0,1158
Nm.
Sedangkan menurut penelitian Andri Kusbiantoro dkk, pada tahun 2009, [3]  yang  membahas  mengenai  pengaruh panjang  lengkung  sudu  terhadap  unjuk kerja turbin angin poros vertikal savonius, dengan  panjang  lengkung  sudu  5/12  dan 6/12.  Menghasilkan  0,043  Watt  dengan kecepatan  angin  3  m/s  pada  lengkung sudu  5/12.  Pada  panjang  lengkung  sudu 6/12  dengan  kecepatan  angin  7  m/s menghasilkan  0,441  watt.  Serta  efisiensi tertingginya adalah 10,16%. Pada penelitian  menunjukkan  bahwa  bentuk sudu  sangat  berkaitan  erat  dengan  daya yang dihasilkan sudu tersebut.
Dari  penelitian  dari  Muhammad Fariedl Faqihuddin and Friend pada tahun 2014,  [4]  yang  mengupas  mengenai karakteristik  model  turbin  angin  dengan menggunakan  suatu  bentuk  sudu  yang konstan,  dengan  karakteristik  sebagai berikut, diameter sudu 70 cm, sudut pitch 10 o ,  pada  kecepatan  angin  2  –  3,23  m/s menghasilkan  daya  0,605  Watt  pada putaran  406  rpm  pada cp 0,18  pada tip speed  ratio sebesar  6,1,  daya  1,311  Watt pada  putaran  513  rpm, cp 0,21  dengan pada tip speed ratio sebesar 6,3  dan daya 1,673 Watt pada putaran 561 rpm, cp 0,21 tip  speed  ratio 6,3. Hal  ini  membuktikan bahwa  pengaruh  dari  bentuk  dengan spesifikasi  tertentu  oleh  sebuah  sudu, dapat memvariasikan daya yang dihasilkan.

## Turbin Angin Sumbu Vertikal
Turbin  angin  sumbu  vertikal  atau tegak (TASV) memiliki poros atau sumbu rotor  utama  yang  disusun  tegak  lurus dengan  sudu  turbin.  Kelebihan  utama susunan  ini  adalah  turbin  tidak  harus
diarahkan  ke  angin  agar  menjadi  efektif. Kelebihan  ini  sangat  berguna  di  tempat- tempat  yang  arah  anginnya  sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan  angin  dari  berbagai arah.  Dengan  sumbu  yang  vertikal, generator  serta gearbox bisa  ditempatkan di  dekat  tanah,  jadi  menara  tidak  perlu menyokongnya  dan  lebih  mudah  diakses untuk  keperluan  perawatan.  Tapi  ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut. Drag gaya  yang  menahan pergerakan  sebuah  benda  padat  melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.
Ada beberapa kelebihan yang dimiliki oleh kincir sumbu vertikal, antara lain  :  aman,  mudah  membangunnya,  bisa dipasang  tidak  jauh  dari  tanah,  dan  lebih baik  dalam  menangani  turbulensi  angin. Generator  dan  gearbox  bisa  ditempatkan tidak  jauh  dari  permukaan  tanah.  Hal  ini meringankan beban tower dan memudahkan  perawatan.  Kincir  sumbu vertikal  yang  lazim  digunakan  adalah Savonius dan Darrieus . 1. Savonius
Savonius merupakan  jenis  kincir
angin  yang  paling  sederhana  dan  versi besar dari anemometer. Kincir Savonius dapat berputar karena adanya gaya  tarik  ( drag ).  Efisiensi  yang  bisa dicapai  turbin  angin  jenis  ini  sekitar 30%.
2. Darrieus Kincir angin Darrieus mempunyai bilah  sudu  yang  disusun  dalam  posisi simetri dengan sudut bilah diatur relatif terhadap  poros.  Pengaturan  ini  cukup efektif untuk menangkap berbagai arah angin.  Berbeda  dengan Savonius , Darrieus memanfaatkan  gaya  angkat yang terjadi ketika angin bertiup. Bilah sudu turbin Darrieus bergerak berputar mengelilingi sumbu.

## Sudu (Blade)
Sudu  merupakan  suatu  penampang yang  menampung  bentuk  aliran  udara
yang  dibuat  untuk  menghasilkan  gaya angkat dan gaya dorong pada saat tertentu yang  dimanfaatkan  oleh  turbin  angin. Gaya  dorong  yang  dihasilkan  oleh  sudu inilah  yang  kemudian  dimanfaatkan menghasilkan  torsi.  Besar  kecilnya  gaya angkat  yang  terjadi  akan  berubah-ubah tergantung  desain  sudu  dan  kondisi operasinya.  Pada  pesawat  terbang,  gaya angkat  pada  sayap  utama  digunakan sebagai gaya pelawan, gaya berat pesawat yang  memungkinkan  pesawat  terbang dapat  lepas  landas  dan  tetap  melayang  di angkasa,  selain  itu  gaya  angkat  pada sayap-sayap pembeloknya digunakan untuk  manuver  pesawat  ketika  berada  di udara  dengan  cara  mengubah  ubah  sudut serangnya  sehingga  gaya  angkat  yang dihasilkan  dapat  diatur  sedemikian  rupa untuk menghasilkan gerakan yang diinginkan;  vertikal,  horisontal,  ataupun memutar  terhadap  sumbu  aksial  Gaya dorong  yang  dihasilkan  pada  sudu-sudu turbin angin dimanfaatkan untuk memutar generator  listrik  yang  terhubung  dengan poros  turbin  angin.  Agar  generator  listrik dapat bekerja dengan baik dan aman maka putaran  harus  selalu  dijaga  pada  kisaran tertentu.
Sudu dapat  menghasilkan  gaya
dorong yang dibutuhkan untuk mempertahankan  turbin  angin  supaya tetap  berputar.  Untuk  menghasilkan  gaya dorong ini maka sudu tersebut perlu terus bberputar.  Bentuk  dari  suatu  sayap  atau sudu  –  sudu  yang  dapat  menghasilkan gaya  dorong  ketika  ditumbok  oleh    suatu bentuk aliran udara  ( Airfoil ). Rotor kincir angin  terdiri  dari  satu  atau  lebih  sudu  – sudu  yang  melekat  pada  poros  turbin (pusat dari sudu ).
Gaya  dorong  yaitu  gaya  yang dialami  oleh  objek  didalam  aliran  udara yang searah dengan aliran udara, sedangkan  gaya  angkat  merupakan  gaya yang  dialami  objek  dalam  aliran  udara yang  tegak  lurus  arah  aliran  udara tersebut.  Sudut  yang  dibentuk  oleh  objek terdapat arah aliran  yang diukur terhadap suatu  garis  referensi  pada  objek  disebut
angle  of  attack  ( 𝛼) ,  garis  referensi  pada penampang airfoil biasa  disebut chord line . Airfoil merupakan  penampang  objek yang  dirancang  untuk  meminimalisasi gaya  dorong.  Bentuknya  bulat  pada bagian  hidung  ( leading  edge )  dan  lancip pada  bagian  ekornya  ( trailing  edge ).  Hal ini  dapat  ditunjukan  pada  gambar  berikut [5] :
Gambar 1. Bagian penampang airfoil
Setiap  permukaan airfoil yang mengalir  udara  terdapat  dua  gaya  yang bekerja  yaitu  gaya  hambat  dan  gaya angkat.  Gaya  hambat  adalah  gaya  yang diukur  sejajar  dengan  aliran  udara  yang menabrak  kincir,  gaya  ini  umumnya diperkecil  dalam  perancangan  kincir. Gaya angkat merupakan gaya yang diukur tegak  lurus  dari  aliran  udara  yang menabrak kincir.
Besarnya  gaya  dorong  dan  gaya angkat  tergantung  oleh  sudut  serang (𝛼) . Dalam perancangan airfoil yang terpenting  adalah  rasio  koefisien  gaya dorong  dan  koefisien  gaya  angkat  harus diminimalisasikan  agar  didapat  efek aerodinamika yang seefisien mungkin.

## Parameter – Parameter Analisa
a. Menentukan Luas Plat Yang
Digunakan Sebagai Bahan Sudu
Dalam  menentukan  luas  plat  yang akan  digunakan  untuk  membuat  sudu dapat  diketahui  dengan  mencari  sudut
(𝛼) atau  sudut  yang  dibentuk  oleh kedua  ujung  plat  setelah  proses pembentukan sudu. Adapun persamaan
untuk  menentukan  sudut ( 𝛼 ) yaitu sebagai berikut ini [6]:
𝑚𝑎𝑘𝑎, 2ℎ 𝐿 = tan 𝛼 4 Dimana :
h = tinggi lengkungan sudu (m)
L = lebar sudu (m)
Setelah  diketahui  sudut  ( 𝛼 ) , maka untuk menentukan  jari-jari sudu dapat digunakan persamaan berikut :
Maka,
Dimana : 𝐿  = 𝐿𝑒𝑏𝑎𝑟 𝑠𝑢𝑑𝑢 ( 𝑚 ) 𝑟  = 𝐽𝑎𝑟𝑖 − 𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑠𝑢𝑑𝑢 ( 𝑚 )
Setelah Jari –  jari  sudah diketahui    maka  untuk  menentukan lebar plat yang akan digunakan dapat diperoleh dengan persamaan:
Dimana :
b  =  lebar sudu setelah
dilengkungkan (m)
d   =  Diameter sudu (m)
Maka  luas  plat  yang  akan digunakan  sebagai  bahan  sudu  dapat diketahui dengan persamaan berikut :
Dimana :
A  =  Luas  penampang  sudu  setelah dilengkungkan
= luas penampang sapuan (m 2 ) t  =  panjang sudu (m) b  =  lebar  setelah  dilengkungkan (m)
ℎ = 𝐿 2 .  tan 𝛼 4 ( 𝐻𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛, 1982 )
𝐿 = 2 . 𝑟 .   sin 𝛼 2 ( 𝐻𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛, 1982 ) maka,
𝑟  = 𝐿 2  .  𝑠𝑖𝑛 𝛼 2 𝑏 = 𝜋 .  𝑑 .  𝛼 360 ( 𝐻𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛, 1982 )
𝐴 = 𝑡 .  𝑏                                                                                          (𝐻𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛, 1982)

## b. Daya Angin
Daya    yang  dimiliki  oleh  angin untuk memutarkan sudu dapat diperoleh dari persamaan berikut [7]:
Dimana :
c. Daya Turbin
Daya  turbin  merupakan output dari  daya  angin,  daya  turbin    dapat diperoleh dengan persamaan berikut :
Dimana :

## d. Daya Generator
Daya  genetator  turbin    dapat diperoleh  dengan  persamaan  berikut [8] :
Dimana :

## e. Efisiensi Sistem
Efisiensi  sistem    merupakan
perbandingan  antara  daya  generator angin    dan  daya  angin  dari  turbin angin, dapat ditulis dengan persamaan  [9]
Dimana :

## Metode Penelitian

## Tempat penelitian
Penelitian  dilakukan  dari  bulan Februari  sampai  dengan  November  2016. Adapun tempat  pembuatan dan pengujian prototype turbin angin savonius dilakukan di  Laboratorium  Terpadu  Jurusan  Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Metro.

## Alat dan Bahan Penelitian
Gambar 2. Konsep Rancangan VAWT [1]
Keterangan gambar :
a. h adalah tinggi lengkungan  sudu.
b. t adalah panjang sudu c. L adalah lebar  sudu

## Gambar 3. Bentuk dan Ukuran Sudu

## Prosedur pengujian
Adapun  prosedur  pengujian  untuk pengambilan  data  lapangan  adalah  sebagai berikut :
𝑃 𝐴 = 1
2 . 𝜌 . 𝐴 . 𝑣 3 (𝐴𝑠𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑑𝑗𝑎𝑛𝑎𝑟𝑠𝑎, 2008)
𝑃 𝐴 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑎𝑛𝑔𝑖𝑛 ( 𝑊𝑎𝑡𝑡 ) 𝜌     = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑗𝑒𝑛𝑖𝑠 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎  ( 𝑘𝑔 𝑚 3 ) 𝐴     = 𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑝𝑒𝑛𝑎𝑚𝑝𝑎𝑛𝑔 𝑠𝑎𝑝𝑢𝑎𝑛  ( 𝑚 2 ) 𝑣      = 𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑛𝑔𝑖𝑛 ( 𝑚 𝑠 )
𝑃 𝑇 = 𝜔 . 𝑇     (𝐴𝑠𝑡𝑢 𝑃𝑢𝑑𝑗𝑎𝑛𝑎𝑟𝑠𝑎, 2008)
𝑃 𝑇 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛 (𝑊𝑎𝑡𝑡 ) 𝑇   = 𝑇𝑜𝑟𝑠𝑖 (𝑁. 𝑚) 𝜔   = 𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 (𝑟𝑎𝑑/𝑠)
𝑃 𝑔 = 𝑉 .  𝐼       (𝑗𝑜𝑘𝑜 𝑠𝑢𝑡𝑟𝑖𝑠𝑛𝑜, 2004)
𝑃 𝑔 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 (𝑊𝑎𝑡𝑡) 𝑉  = 𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 ( 𝑣𝑜𝑙𝑡 ) 𝐼  = 𝐾𝑢𝑎𝑡 𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 ( 𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟 )
𝜂 = 𝑃 𝑔 𝑃 𝐴 . 100 %    (Ikhwanul ,  2011)
𝜂          = 𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑠𝑖𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 ( % ) 𝑃 𝑔 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 (𝑊𝑎𝑡𝑡)
𝑃 𝐴 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑎𝑛𝑔𝑖𝑛 (𝑊𝑎𝑡𝑡)
1. Buatlah  3  variasi  sudu  dengan  bentuk  dan ukuran sebagai berikut :
a. Sudu  dengan  ratio  h/L  =  5/16  dengan luas plat  0,12 𝑚 2 . b. Sudu  dengan  ratio  h/L  =  6/16  dengan luas plat 0,132 𝑚 2
c. Sudu  dengan  ratio  h/L  =  7/16  dengan luas plat 0,144 𝑚 2
2. Posisikan  turbin  angin  di  lapangan  yang telah  ditentukan  dengan  menggunakan salah satu variasi sudu.
3. Ambil  data  putaran  poros  turbin  yang terjadi dengan menggunakan tachometer
4. Ambil data gaya pembebanan yang terjadi pada turbin dengan cara menggunakan tali yang  salah  satu  ujungnya  diikat  dengan neraca  pegas,  dan  ujung  yang  lainnya diikat pada puli transmisi. Sehingga ketika turbin  berputar,  puli  akan  menarik  tali yang  berhubungan  langsung  pada  neraca pegas.  Nilai  gaya  pembebanan  akan terlihat, data tersebut dikalikan dengan jari –  jari  puli  untuk  menghitung  torsi  yang terjadi.
5. Ambil  data  tegangan  (voltase)  dan  kuat arus  listrik  (ampere)  yang  dihasilkan menggunakan multimetertester.
6. Dari  data-data  diatas  hitung  nilai  torsi, daya poros, daya listik dan efisensi sistem untuk  mengetahui  unjuk  kerja  yang mampu  dihasilkan  oleh  turbin  angin sebenarnya.
7. Ulangi seluruh
langkah-langkah pengambilan  data  untuk  setiap  variasi sudu.

## Hasil Dan Pembahasan

## A. Data Hasil Pengujian
Adapun  data  hasil  pengujian  yan telah dilakukan pada prototye turbin angin dengan variasi ukuran blade seperti dalam Tabel 1.
Tabel  1.  Hasil  pengujian Prototype Turbin dengan Variasi Ukuran Blade

## B. Hasil Perhitungan
Tabel 2. Hasil Perhitungan Data
Pengujian Prototype Turbin Angin dg Variasi Sudu

## C. Pembahasan

## Daya  Turbin  Angin  yang  dihasilkan dengan Variasi Ukuran Blade
Dari  grafik  pada  Gambar  4    dapat  kita ketahui  bahwa  kecepatan  angin  berpengaruh terhadap  daya  turbin  yang  dihasilkan.  Pada awal  sampai  akhir  grafik  hubungan  antara
Kecepatan Angin Variasi sudu Pembebanan (Kg) Putaran  (rpm)
Out Generator 𝑃𝑏 1 𝑃𝑏 2 2 𝑛 1 𝑛 2 𝑛 3 𝑛 4 𝑛 5 V A 3,6 𝑚 𝑠 5/16 2,4 1,067  47,87  23,73  43,83  6,767  15,67  4,387 0,1 6/16 4,06  1,383  48,23  28,83  54,2 18,4  37,77  4,927  0,101 7/16 4,383  1,433  88,53  34,03  55,4  28,27  47,83  5,827  0,103
4 𝑚 𝑠 5/16 3,5 1,25 63,5  32,63  46,53  15,9  35,83  6,167 0,1 6/16 4,25  1,483  84,4  38,57  54,2  19,77  48,77  7,455  0,105 7/16 4,467  2,333  91,73  39,13  59,33  33,57  59,5  8,547  0,106 4,13 𝑚 𝑠 5/16 3,5 1,367  85,8  41,17  53,57  21,73  52,43  6,41  0,109 6/16 4,637 1,5 89,97  42,8  56,23  32,97  55,7  7,747  0,111 7/16 5,367  2,35  100,1  50,3  97,73  36,93  67,57  9,08  0,112 4,5 𝑚 𝑠 5/16 3,533  2,067  87,37  43,03  65,03  26,53  59,3 8,36  0,111 6/16 5,233  2,35  92,07  46,2  94,37  40,2 65,6  10,32  0,112 7/16 5,417  2,717  106,4  51,77  100,5  41,9  75,67  11,87  0,112 4,6 𝑚 𝑠 5/16 4,5 2,2 92,07  47,8  87,63  29,43  70,67  9,79  0,112 6/16 5,4 2,583  106,9  52,77  97,27  41,73  79,37  11,42  0,117 7/16 5,5 3,207  112,5  54,4  106,5  43,7  81,43  13,45  0,118 4,67 𝑚 𝑠 5/16 4,667 2,5 92,97  58,57  87,67  35,67  77,37  10,03  0,115 6/16 5,917  3,133  114,1  63,17  99,97  42,57  96,1  11,93  0,123 7/16 6 3,4 120,8  65,8  117,4  43,7  100,3  13,59  0,125 5,4 𝑚 𝑠 5/16 4,933  3,067  98,27  60,47  110,3  41,87  79,97  16,66  0,118 6/16 5,933  3,14  115,5  64,3  117,8  43,97  97,17  18,95  0,125 7/16 6,167 3,4 125 66,7  120,3  49,93  100,7  22,63  0,126 5,63 𝑚 𝑠 5/16 5,137 3,1 100,8  67,6  110,5  42,4  96,67  18,77  0,123 6/16 6,083  3,25  122,3  71,67  118,2  44,93  102,3  21,61  0,125 7/16 6,35 3.8 125,4  76,43  122,4  55,57  104,9  25,4 0,13 6,1 𝑚 𝑠 5/16 6 3,117  111,9  98,27  124,9  43,93  104,4  23,55  0,128 6/16 7,75 3,3 127,7  114,1  126,6  62,17  104,7  29,07  0,131 7/16 9,25  4,383  129,2  120,8  131,7  70,63  105,2  33,02  0,133
kecepatan  angin  terhadap  daya  turbin  pada sudu  yang  sama  mengalami  kecenderungan yang  meningkat  terlihat  pada  grafik  bahwa pada  kecepatan  angin  3,6  daya  terbesar diperoleh dengan nilai  1,983 Watt yaitu pada sudu 7/16, sedangkan sudu 6/16 menghasilkan  nilai  daya  turbin  sebesar  1,004 Watt  nilai  tersebut  lebih  kecil  dibanding dengan sudu 7/16. Sedangkan sudu 5/16 pada kecepatan  angin  3,6  m/s  menghasilkan  daya turbin sebesar 0,586 Watt.

## Gambar 4. Grafik daya turbin yang dihasilkan berdasarkan variasi sudu
Sedangkan  dalam  pengujian  berdasarkan kecepatan  angin  4  m/s  nilai  yang  dihasilkan oleh  sudu  7/16  daya  turbin  yang  dihasilkan 2,294  Watt  dan  untuk  sudu  6/16  daya  yang dihasilkan  pada  pengujian  kecepatan  angin  4 m/s  nilai  daya  turbinnya  sebesar  1,958  Watt, nila terkecil dalam pengujian dengan kecepatan  angin  4  m/s  yaitu  pada  sudu  5/16 daya yang dihasilkan sebesar 1,149 Watt.
Nilai daya turbin terbesar yang dihasilkan  oleh  pengujian  dengan  kecepatan angin  4,13  m/s  didapatkan  daya  turbin terbesar oleh sudu 7/16 dengan nilai dayanya 2,777 Watt, sedangkan sudu 6/16 menghasilkan daya 2,187 Watt pada pengujian dengan kecepatan 4,13 m/s, sedang nilai  terkecil  dihasilkan  sudu  5/16  dengan daya  turbin  yang  dihasilkan  1,535  Watt  pada kecepatan 4,13 m/s.
Dalam  pengujian  dengan  kecepatan angin 4,5 m/s daya turbin terbesar di hasilkan oleh  sudu  7/16  dengan  nilai  dayanya  sebesar 2,784  Watt,  sedangkan  sudu  6/16  hanya menghasilkan  daya  sebasar  2,261  Watt  yang dilakukan dalam pengujian dengan kecepatan angin  4,5  m/s,  nilai  terkecil  dalam  pengujian
dengan kecepatan angin 4,5 m/s menghasilkan  daya  turbin  1,563  Watt  oleh sudu 5/16.
Nilai  daya  turbin  dalam  pengujian dengan  kecepatan  angin  4,6  m/s  sudu  7/16 daya  turbin  yang  dihasilkan  sebasar    3,167 Waatt,  sedangkan  sudu  6/16  menghasilkan daya turbin  2,953 Watt pada kecepatan angin 4,6 m/s dan nilai yang terkecil dihasilkan oleh sudu  5/16  dengan  daya  turbinnya  2,218  Watt pada kecepatan 4,6 m/s.
Pengujian  kecepatan  angin  4,67  m/s terhadap  hasil  daya  turbin  oleh  sudu  7/16 menghasilkan daya turbin sebesar 3,818 Watt sedangka sudu 6/16 menghasilkan daya turbin 3,506  Watt  dan  pada  pengujian  dengan kecepatan  angin  4,67  m/s    sudu  5/16 menghasilkan daya turbin sebesar 2,262 Watt.
Berdasarkan  hasil  pengujian  kecepatan angin 5,4 m/s nilai yang dihasilkan oleh sudu 7/16  daya  turbin  yang  dihasilkan  3,847  Watt dan  untuk  sudu  6/16  daya  yang  dihasilkan pada pengujian kecepatan angin 5,4 m/s nilai daya  turbinnya  sebesar  3,559  Watt,  nila terkecil  dalam  pengujian  dengan  kecepatan angin 5,4 m/s yaitu pada sudu 5/16 daya yang dihasilkan sebesar 2,322 Watt.
Nilai daya turbin terbesar yang dihasilkan  oleh  pengujian  dengan  kecepatan angin  5,63  m/s  pada  grafik    didapatkan  daya turbin  terbesar  oleh  sudu  7/16  dengan  nilai dayanya  4,081  Watt,  sedangkan  sudu  6/16 menghasilkan daya 3,725 Watt pada pengujian dengan kecepatan 5,63 m/s, sedang nilai  terkecil  dihasilkan  sudu  5/16  dengan daya  turbin  yang  dihasilkan  2,684  Watt  pada kecepatan 5,63 m/s.
Sedangkan  dalam  pengujian  berdasarkan kecepatan angin 6,1 m/s nilai yang dihasilkan oleh  sudu  7/16  daya  turbin  yang  dihasilkan 6,125  Watt  dan  untuk  sudu  6/16  daya  yang dihasilkan  pada  pengujian  kecepatan  angin 6,1  m/s  nilai  daya  turbinnya  sebesar  5,08 Watt,  nila  terkecil  dalam  pengujian  dengan kecepatan angin 6,1 m/s yaitu pada sudu 5/16 daya yang dihasilkan sebesar 3,444 Watt.
Daya  Generator  yang  dihasilkan  dengan Variasi Ukuran Blade
Dari grafik pada Gambar 5, perbandingan  daya  generator  yang  dihasilkan berdasarkan  kecepatan  angin  menunjukan bahwa kecepatan angin sangat mempengaruhi hasi  daya  generator  dimana  dari  awal  hingga akhir pengujian mengalami peningkatan dima
na pada kecepatan angin 3,6 m/s nilai terbesar dari  menghasilkan  daya  generator  didapatkan oleh sudu 7/16 dengan daya generator sebesar 0,617  Watt,  sedangkan  sudu  6/16  pada pengujian  menggunakan  kecepatan  angin  3,6 m/s menghasilkan daya generator 0,516 Watt, nilai  terkecil  dalam  pengujian  dengan kecepatan  angin  3,6  m/s  daya  generator sebesar 0,438 Watt.
Nilai  daya  generator  terbesar  yang dihasilkan  oleh  pengujian  dengan  kecepatan angin  4  m/s  pada  grafik    didapatkan  daya generator terbesar oleh sudu 7/16 dengan nilai dayanya  0,88  Watt,  sedangkan  sudu  6/16 menghasilkan daya 0,752 Watt pada pengujian  dengan  kecepatan  4  m/s,  sedang nilai  terkecil  dihasilkan  sudu  5/16  dengan daya  generator  yang  dihasilkan  0,641  Watt pada kecepatan 4 m/s.
Dalam  pengujian  dengan  kecepatan angin  4,13  m/s  daya  generator  terbesar dihasilkan  oleh  sudu  7/16  dengan  nilai dayanya  sebesar  1,071 Watt,  sedangkan  sudu 6/16  hanya  menghasilkan  daya  sebasar  0,906 Watt yang dilakukan dalam pengujian dengan kecepatan angin 4,13 m/s, nilai terkecil dalam pengujian  dengan  kecepatan  angin  4,3  m/s menghasilkan  daya  generator    0,703  Watt oleh sudu 5/16.
Hasil pengujian kecepatan angin 4,5 m/s nilai  yang  dihasilkan  oleh  sudu  7/16  daya generator  yang  dihasilkan  1,495  Watt  dan untuk  sudu  6/16  daya  yang  dihasilkan  pada pengujian kecepatan angin 4,5  m/s nilai daya generatornya sebesar 1,267 Watt, nila terkecil dalam  pengujian  dengan  kecepatan  angin  4,5 m/s  yaitu  pada  sudu  5/16  daya  yang dihasilkan sebesar 1,003 Watt.
Daya  generator  terbesar  yang  dihasilkan oleh  pengujian  dengan  kecepatan  angin  4,6 m/s  pada  grafik    didapatkan  daya  generator terbesar oleh sudu 7/16 dengan nilai dayanya 1,506 Watt, sedangkan sudu 6/16
menghasilkan daya 1,29 Watt pada pengujian dengan  kecepatan  4,6    m/s,  sedang  nilai terkecil  dihasilkan  sudu  5/16  dengan  daya generator  yang  dihasilkan  1,063  Watt  pada kecepatan 4,6 m/s.
Pengujian  kecepatan  angin  4,67  m/s terhadap  hasil  daya  generator  oleh  sudu  7/16 menghasilkan  daya  sebesar  1,522  Watt sedangka  sudu  6/16  menghasilkan  daya generator  1,336  Watt  dan  pada  pengujian dengan  kecepatan  angin  4,67  m/s    sudu  5/16
menghasilkan  daya  generator  sebesar  1,113 Watt.
Berdasarkan  hasil  pengujian  kecepatan angin 5,4 m/s nilai yang dihasilkan oleh sudu 7/16  daya  generator  yang  dihasilkan  2,832 Watt  dan  untuk  sudu  6/16  daya  yang dihasilkan  pada  pengujian  kecepatan  angin 5,4  m/s  nilai  daya  generatornya  sebesar  2,33 Watt,  nila  terkecil  dalam  pengujian  dengan kecepatan angin 5,4 m/s yaitu pada sudu 5/16 daya yang dihasilkan sebesar 1,965 Watt.
Nilai  daya  generator  terbesar  yang dihasilkan  oleh  pengujian  dengan  kecepatan angin  5,63  m/s  pada  grafik    didapatkan terbesar oleh sudu 7/16 dengan nilai dayanya 2,896 Watt, sedangkan sudu 6/16
menghasilkan daya 2,576 Watt pada pengujian dengan kecepatan 5,63 m/s, sedang nilai  terkecil  dihasilkan  sudu  5/16  dengan daya  generator  yang  dihasilkan  2,142  Watt pada kecepatan 5,63 m/s.
Sedangkan  dalam  pengujian  berdasarkan kecepatan angin 6,1 m/s nilai yang dihasilkan oleh  sudu  7/16  daya  generator  yang dihasilkan  4,391  Watt  dan  untuk  sudu  6/16 daya yang dihasilkan pada pengujian kecepatan angin 6,1 m/s nilai daya generatornya sebesar 3,808 Watt, nila terkecil dalam  pengujian  dengan  kecepatan  angin  6,1 m/s  yaitu  pada  sudu  5/16  daya  yang dihasilkan sebesar 3,014 Watt.

## Gambar 5. Grafik Daya generator berdasarkan Variasi Sudu
Efisiensi  Sistem  yang  dihasilkan  dengan Variasi Ukuran Blade
Dari  Gambar  6  dapat  dilihat  bahwa perbandingan efisiensi Sistem terhadap variabel kecepatan angin oleh masing-masing sudu nilai tertinggi dengan kecepatan 3,6 m/s pada pengujian dimiliki turbin oleh sudu 7/16
yaitu  sebesar  12,71  %,  sedangkan  sudu  6/16 terhadap  variabel  kecepatan  angin  3,6  m/s dalam  pengujian    efisiensi  sistem  yang dihasilkan sebesar 10,63 % hal ini lebih kecil dimbanding  dengan  sudu  7/16  dan  5/16  hasil efisiensi  sistemnya  9,02  %  nilai  tersebut paling kecil di bandinkan sudu 7/16 dan sudu 6/16 pada kecepatan angin 3,6 m/s.
Gambar 5 merupakan grafik perbandingan  efisiensi  system  diketahui  nilai efisiensi  tertinggi  dengan  pengujian  dalam kecepatan  angin  4  m/s  nilai  tertinggi sihasilkan  oleh  sudu  7/16  dengan  efisiensi sistemnya  sebesar  13,22  %  selain  itu  sudu 6/16    dengan  pengujian  menggunakan kecepatan angin yang sama 4 m/s menghasilkan  efisiensi  sistem  sebesar  11,29 %    nilai  tersebut  lebih  kecil  dibandingkan dengan  sudu  7/16  dan  pada  sudu  5/16  pada pengujian  dengan  kecepatan  angin  4  m/s menunjukan nilai yang terkecil pada pengujian yaitu sebesar 9,63 %.
Nilai  efisiensi  sistem  ditunjukan  oleh grafik  dengan  kecepatan  angin  4,13  m/s didapatkan  hasil  sudu  7/16  sebesar  14,61  %, sedankan pada sudu 6/16 nilai efisiensi sistem yang dihasilkan dengan kecepatan angin 4,13 m/s  sebesar  12,36  %  dan  pada  sudu  5/16 dengan  pengujian  menggunakan  kecepatan angi 4,13 m/s efisiensi sistem yang dihasilkan sebasar 9,59 %.
Perbandingan  efisiensi  sistem  diatas didapatkan  nilai  efisiensi  tertinggi  dengan pengujian  dalam  kecepatan  angin  4,5  m/s nilai  tertinggi  sihasilkan  oleh  sudu  7/16 dengan  efisiensi  sistemnya  sebesar  15,77  % selain  itu  sudu  6/16    dengan  pengujian menggunakan kecepatan angin yang sama 4,5 m/s  menghasilkan  efisiensi  sistem  sebesar 13,41  %    nilai  tersebut  lebih  kecil dibandingkan  dengan  sudu  7/16  dan  pada sudu  5/16  pada  pengujian  dengan  kecepatan angin 4,5 m/s menunjukan nilai yang terkecil pada pengujian yaitu sebesar 10,58 %.
Dari grafik dapat dilihat bahwa perbandingan efisiensi Sistem terhadap variabel kecepatan angin oleh masing-masing sudu nilai tertinggi dengan kecepatan 4,6 m/s pada pengujian dimiliki turbin oleh sudu 7/16 yaitu  sebesar  14,87  %,  sedangkan  sudu  6/16 terhadap  variabel  kecepatan  angin  4,6  m/s dalam  pengujian    efisiensi  sistem  yang dihasilkan sebesar 12,74 % hal ini lebih kecil dimbanding  dengan  sudu  7/16  dan  5/16  hasil efisiensi  sistemnya  10,50  %  nilai  tersebut
paling  kecil  dibandinkan  sudu  7/16  dan  sudu 6/16 pada kecepatan angin 4,6 m/s.
Pada gambar diatas menunjukkan bahwa perbandingan efisiensi sistem diatas didapatkan  nilai  efisiensi  tertinggi  dengan pengujian  dalam  kecepatan  angin  4,67  m/s nilai  tertinggi  sihasilkan  oleh  sudu  7/16 dengan  efisiensi  sistemnya  sebesar  14,36  % selain  itu  sudu  6/16    dengan  pengujian menggunakan  kecepatan  angin  yang  sama 4,67  m/s  menghasilkan  efisiensi  sistem sebesar  12,61  %    nilai  tersebut  lebih  kecil dibandingkan  dengan  sudu  7/16  dan  pada sudu  5/16  pada  pengujian  dengan  kecepatan angin  4,67  m/s  menunjukan  nilai  yang terkecil  pada  pengujian  yaitu  sebesar  10,50 %.
Grafik  diatas  menyatakan  bahwa  nilai efisiensi sistem ditunjukan oleh grafik dengan kecepatan  angin  5,4  m/s  didapatkan  hasil sudu  7/16  sebesar  17,29  %,  sedankan  pada sudu  6/16  nilai  efisiensi  sistem  yang dihasilkan  dengan  kecepatan  angin  5,4  m/s sebesar  14,22  %  dan  pada  sudu  5/16  dengan pengujian  menggunakan  kecepatan  angi  5,4 m/s  efisiensi  sistem  yang  dihasilkan  sebasar 11,99 %.
Gambar  grafik  perbandingan  efisiensi sistem  diatas  didapat  kan  nilai  efisiensi tertinggi  dengan  pengujian  dalam  kecepatan angin  5,63  m/s  nilai  tertinggi  sihasilkan  oleh sudu  7/16  dengan  efisiensi  sistemnya  sebesar 15,32  %  selain  itu  sudu  6/16    dengan pengujian  menggunakan  kecepatan  angin yang  sama  5,63  m/s  menghasilkan  efisiensi sistem  sebesar  13,88  %    nilai  tersebut  lebih kecil  dibandingkan  dengan  sudu  7/16  dan pada  sudu  5/16  pada  pengujian  dengan kecepatan  angin  5,63  m/s  menunjukan  nilai yang  terkecil  pada  pengujian  yaitu  sebesar 11,54 %.
Sedangkan  dalam  pengujian  berdasarkan kecepatan  angin  6,1  m/s  perbandingan efisiensi  sistem  diatas  didapatkan  nilai efisiensi tertinggi dengan pengujian oleh sudu 7/16 dengan efisiensi sistemnya sebesar 18,66 %  selain  itu  sudu  6/16    dengan  pengujian menggunakan kecepatan angin yang sama 6,1 m/s  menghasilkan  efisiensi  sistem  sebesar 16,13  %    nilai  tersebut  lebih  kecil dibandingkan  dengan  sudu  7/16  dan  pada sudu  5/16  pada  pengujian  dengan  kecepatan angin 6,1 m/s menunjukan nilai yang terkecil pada pengujian yaitu sebesar 12,76 %.

## Gambar 6. Grafik efisiensi sistem berdasarkan Variasi Sudu

## Kesimpulan
Menurut hasil dan pembahasan penelitian  yang  telah  dilakukan,  maka disimpulkan bahwa :
1. Dari ketiga variasi sudu berdasarkan pengujian  beda  kecepatan  angin desain    terbaik  yang  menghasilkan daya  turbin  dan  daya  generator penelitian  ini  yaitu  dimiliki  oleh desain  sudu  7/16  dengan  kecepatan angin  yang  paling  tinggi  6,1  m/s menghasilkan  daya  turbin  sebesar 6,125  Watt  dan  daya  generatornya menghasilkan daya 4,391 Watt.
2. Besar  efisiensi  sistem  masing- masing  sudu  hasil  perhitungan dengan  pengaruh  beda  kecepatan angin dengan efisiensi sistem tertinngi  didapat  oleh  sudu  7/16 dengan kecepatan angin 6,1 m/s dan nilai  efisiensi  sistem  sebesar  18,66 %,  sedangkan  nilai  efisiensi  sistem sudu  6/16  dengan  nilai  terbesar dihasilkan pada kecepatan angin 6,1
m/s dengan nilai efisiensi sistemnya sebesar 16,13 % dan sudu
5/16 efisiensi sistem terbaik dihasilkan  dengan  pengujian  beda kecepatan  angin  nilai  efisiensi sistem  sebesar  12,76  %  pada kecepatan angin 6,1 m/s.

## Referensi
[1] Untung  Surya  Dharma,  Masherni, September  2016,  Analisa  Unjuk Kerja  Turbin  Angin Vertical  Axis
Savonius  Untuk  Pembangkit  Listrik Skala  Rumah  Tangga  Di  Kota Metro, Prosiding Icositer, ITERA . [2]  Ikhwanul,  Ikhsan,  Akbar,  Hipi, Muhammad, 2011, Analisis Pengaruh  Pembebanan  Terhadap Kinerja Kincir Angin Tipe Propeller Pada  Wind  Tunnel  Sederhan a, Jurnal  Teknik  Mesin,  Fakultas
Teknik,    Universitas  Hasanuddin, Makassar, 2011 . [3] Andri, Kusbiantoro, Rudy, Soenoko, Sutikno, Djoko,  Sutikno, 2009. Pengaruh Panjang
Lengkungan  Sudu  Terhadap  Unjuk Kerja  Turbin  Angin  Poros  Vertikal Savonius. Jurnal  Teknik  Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya, Malang.
[4] Muhammad,  Fariedl,  Faqihuddin, Muhammad,  Nizam,  Dominicus, Danardono,  Dwi,  Prija,  Tjahjana, 2014,  Karakteristik  Model  Turbin Angin  Untwisted  Blade  Dengan Menggunakan  Tipe  Airfoil  Nrel
S833 Pada Kecepatan Angin
Rendah ,  Jurnal  Universitas  Sebelas Maret, Surakarta.
[5] Teddy,  Nurcahyadi,  sudarja.  2008. Pengaruh Lokasi Ketebalan Maksimum Airfoil Simetris Terhadap Koefisien Angkat Aerodinamika. Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
[6] Hermann,  Jutz,  Eduard,  Scharkus, 1982. Westermenn  Tables,  New Delhi, Wiley Eastern Limited.
[7] Astu, Pudjanarsa, Djati,  Nursuhud,. 2008, Mesin  Konversi  Energi. Yogyakarta, Andi Offset.
[8] Joko,  Sutrisno,  Dani,  Setiawan, 2004. Insta Fisika Sekolah Menengah Atas, Jakarta, Erlangga.
[9] Ikhwanul,  Ikhsan,  Akbar,  Hipi, Muhammad, Analisis Pengaruh Pembebanan Terhadap Kinerja Kincir  Angin  Tipe  Propeller  Pada Wind  Tunnel  Sederhan a,  Jurnal Teknik  Mesin,  Fakultas  Teknik, Universitas  Hasanuddin,  Makassar, 2011 .