How to cite: Mujiburrahman,  Heri  Irawan,  Muhammad  Suprapto  (2022)  Pengembangan  Turbin  Angin  Bubungan  Atap Dengan  Variasi  Desain  Bilah  Sudu  dan  Sudut  Kemiringan  Sudu, (7)  09. Doi: 10.36418/syntax- literate.v7i9.14302
E-ISSN:
2548-1398
Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 09, September 2022

## PENGEMBANGAN  TURBIN  ANGIN  BUBUNGAN  ATAP  DENGAN  VARIASI
DESAIN BILAH SUDU DAN SUDUT KEMIRINGAN SUDU
Mujiburrahman 1* , Heri Irawan 2 , Muhammad Suprapto 3
1*,2,3 Program Studi Teknik Mesin Uniska, Indonesia Email: *mujiburrahman.4646@gmail.com

## Abstrak
Turbin  angin  bubungan  atap  dirancang  untuk  memanfaatkan  energi  angin  yang melintasi  kemiringan  atap  bangunan  untuk  menghasilkan  daya  listrik  yang  kecil hingga sedang. Namun demikian, yang menjadi urgensi penelitian yaitu, turbin ini memiliki  keterbatasan  seperti,  efisiensi  dan  keandalan  kinerja  masih  kurang optimal,  akibat  desain  yang  kurang  sesuai  dengan  karakteristik  angin  pada bubungan  atap.  Sehingga  diperlukan  penelitian  lebih  lanjut  untuk  memperbaiki efisiensi,  keandalan,  dan  efektivitas  desain  turbin  angin  bubungan  atap  yang optimal  di  aplikasikan  pada  berbagai  kondisi  lingkungan,    khususnya  kecepatan angin  bubungan atap yang tergolong rendah. Penelitian ini bertujuan meningkatkan kinerja turbin angin bubungan atap dengan membuat ekspriment tiga jenis desain prototipe  turbin yang di uji pada wind tunnel untuk melihat efektivitas keandalan kinerja turbin angin bubungan atap paling optimal. Hasil pengujian kinerja turbin pada kecepatan angin terendah 3,48 m/s, sudu lengkung U sudut kemiringan sudu 15 0 mampu menampilkan efektivitas kinerja lebih optimal dimana putaran turbin sebesar  76,33 rpm, daya generator 69,76 Watt, dan efesiensi sebesar 11,26 %. di bandingkan sudu lengkung segitiga sudut kemiringan sudu 15 0 yang hanya mampu menampilkan efektivitas kinerja putaran 71,16 rpm, daya generator 61,69 Watt, dan efesiensi  9,65  %.  Sedangkan  sudu  lengkung  L  sudut  kemiringan  sudu  15 0 menampilkan efektivitas kinerja  paling rendah di mana putaran yang di hasilkan sebesar 59,13 rpm, daya generator 60,54 Watt, dan efesiensi sebesar 9,77 %. tetapi lebih baik jika di bandingkan dengan sudut kemiringan sudu 0 0 , dan 30 0 . Hal ini di perkuat hasil pengujian pada kecepatan angin tertinggi 6,21 m/s, sudu lengkung U dengan  sudut  kemiringan  sudu  15 0 memiliki  efektivitas  keandalan  kinerja  lebih optimal di bandingkan sudu lengkung segitiga dan lengkung L dengan nilai putaran sebesar 249,28 rpm, daya generator 157,56 Watt, dan efesiensi sebesar 4,47%. Jika di bandingkan dengan hasil pengujian sudut kemiringan sudu 0 0 , dan 30 0 .
Kata Kunci: Lengkung sudu, Sudut kemiringan sudu , Pengarah aliran, Kinerja turbin.

## Abstract
Rooftop wind turbines are designed to harness wind energy across the slope of a building's roof to produce small to moderate amounts of electrical power. However, what is urgent for research is that this turbine has limitations, such as efficiency and reliability, performance is still less than optimal, due to the design not being suitable for the characteristics of the wind on the roof ridge. So further research is needed to improve the efficiency, reliability and effectiveness of optimal roof ridge wind turbine designs applied to various environmental conditions, especially roof ridge  wind  speeds  which  are  relatively  low.  This  research  aims  to  improve  the performance  of  roof  ridge  wind  turbines  by  experimenting  with  three  types  of turbine prototype designs which are tested in a wind tunnel to see the effectiveness of  the  optimal  performance  of  roof  ridge  wind  turbines.  The  results  of  turbine performance testing at the lowest wind speed of 3.48 m/s, U-curved blades with a blade tilt angle of 15 0 were able to display more optimal performance effectiveness where the turbine rotation was 76.33 rpm, generator power was 69.76 Watts, and efficiency  was  11.26  %.  Compared  to  a  triangular  curved  blade  with  a  blade inclination angle of 15 0 which is only able to display effective rotation performance of 71.16 rpm, generator power of 61.69 Watts, and efficiency of 9.65%. Meanwhile, the  curved  blade  L  with  a  blade  inclination  angle  of  15 0 displays  the  lowest performance effectiveness where the rotation produced is 59.13 rpm, the generator power is 60.54 Watts, and the efficiency is 9.77%. but it is better when compared with blade inclination angles of 0 0 , and 30 0 . This is confirmed by the test results at the highest wind speed of 6.21 m/s, U-curved blades with a blade inclination angle of 15 0 have more optimal performance reliability effectiveness compared to curved blades. triangle and curved L with a rotation value of 249.28 rpm, generator power of 157.56 Watts, and efficiency of 4.47%. If compared with the test results for blade inclination angles 0 0 and 30 0 .
Keywords: Blade curvature, Blade inclination angle, Flow direction, Performance turbin.

## Pendahuluan
Turbin angin bubungan atap merupakan jenis turbin angin yang dipasang di atas atap bangunan, terutama di bagian puncak atap atau bubungan atap. Turbin ini dirancang untuk  memanfaatkan  energi  angin  yang  melintasi  kemiringan  atap  bangunan  untuk menghasilkan energi listrik alternatif yang dapat digunakan di dalam bangunan. Dengan penggunaan turbin angin bubungan atap, energi angin yang sebelumnya terbuang dapat dimanfaatkan  dan  mengurangi  ketergantungan  pada  sumber  daya  energi  fosil.  Desain turbin terdiri  dari  turbin  sumbu horizontal dengan bilah-bilah sudu bentuk  heliks  yang terhubung ke generator untuk menghasilkan listrik. Menurut  Paggi, desain turbin angin yang dipasang di  atas bubungan atap sebuah bangunan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan turbin angin tradisional yang dipasang di menara. Pertama, menempatkan turbin  pada  bubungan  atap  memungkinkan  turbin  untuk  memanfaatkan  angin  yang
mengalir di atas atap bangunan, yang umumnya lebih cepat dan lebih kontinue dari pada angin di permukaan tanah.  Selain itu desain ini relatif sederhana dan dapat dipasang pada bangunan yang sudah ada tanpa perubahan besar (Raymond E. Paggi tahun, 2010).
Meskipun  desain  turbin  angin  bubungan  atap  memiliki  keunggulan  potensial, tetapi  juga  memiliki  keterbatasan  yang  perlu  dipertimbangkan.  Misalnya,  desain  ini mungkin tidak cocok untuk bangunan dengan garis atap yang curam atau tidak teratur, Secara  keseluruhan,  desain  turbin  angin  bubungan  atap  Paggi  adalah  konsep  yang menarik yang bisa menjadi pilihan yang layak untuk beberapa bangunan, terutama yang memiliki  area  atap  yang  besar  dan  datar  (Raymond  E.  Paggi  tahun,  2010).    Lalu  di lanjutkan  penelitian  mengembangkan  desain  turbin  angin  bubungan  atap  yang menggunakan  bentuk  bilah  yang  berbeda  dari  desain  Paggi.  Desain  turbin  tersebut memiliki  bilah-bilah  segitiga  dengan  sudut  kemiringan  yang  dapat  diatur  untuk memaksimalkan  efisiensi.  Penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  desain  baru  ini  dapat menghasilkan efisiensi lebih tinggi dari pada desain Paggi (L. K. Prajapati dan P. V. Patil 2017). Penelitian lanjutan pada tahun yang sama membandingkan performa turbin angin bubungan  atap  dengan  turbin  angin  vertikal  tradisional.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa turbin angin bubungan atap memiliki efisiensi yang lebih rendah dari pada turbin angin  vertikal  tradisional,  namun  desain  turbin  angin  bubungan  atap  lebih  murah  dan lebih mudah dipasang  (F. Casella  et  al.  2017).  Lalu  di  lanjutkan penelitian turbin atap rumah  dengan  membuat  pemodelan  Computational  Fluid  Dynamic,  membandingkan pengaruh jumlah sudu 3, 4, dan 5 menggunakan airfoil savonius tipe u, hasil penelitiannya menunjukkan turbin atap rumah sudu 5 memiliki pengaruh paling besar terhadap unjuk kerja yang di hasilkan (Mujiburrahman & Heri irawan, 2018). Lalu di lanjutkan dengan membuat eksprimen pengujian model uji turbin atap rumah menggunakan airfoil savonius tipe L sudu 3 dengan memvariasikan panjang turbin dan kecepatan angin yang di uji pada terowongan  angin.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  pada  kecepatan  angin maksimum 5 m/s, turbin atap rumah panjang 0,25 mampu menampilkan unjuk kerja lebih baik dibandingkan panjang turbin 0,15, dan 0,30 (Mujiburrahman & Heri irawan, 2019). Selanjutnya  pada  tahun  yang  sama  penelitian  mengembangkan  desain  turbin  angin bubungan atap dengan sistem penyimpanan energi untuk mengatasi ketidakpastian energi yang  dihasilkan  oleh  turbin.  Penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  sistem  penyimpanan energi  dapat  membantu  meningkatkan  efisiensi  dan  keandalan  turbin  angin  bubungan atap  (M.  Karami  et  al.  2019).  Selanjutnya  penelitian  turbin  atap  rumah  membuat ekspriment model uji pengaruh geometri bentuk sudu tipe L dan tipe U yang di uji pada wind tunnel pada kecepatan angin 3, 5, dan 7 m/s. Hasil penelitian menunjukkan tipe U mampu  menampilkan  unjuk  kerja  lebih  baik  di  bandingkan  tipe  L.  Pada  pengujian berbagai  kondisi  kecepatan  angin  (Mujiburrahman  &  Heri  irawan,  2020).  Lalu  di lanjutkan penelitian turbin bubungan atap  yang membandingkan turbin tanpa pengarah dan menggunakan pengarah aliran menggunakan konsep savonius tipe L yang di uji pada wind tunnel pada kecepatan angin 2,17 m/s sd 5,11 m/s. untuk memperbaiki kinerja turbin pada  kondisi  kecepatan  angin  yang  ber  ubah-ubah.  Hasil  penelitiannya  menunjukkan
dengan penambahan pengarah dapat meningkatkan kinerja turbin di bandingkan dengan tanpa pengarah, hal ini di buktikan dengan pengujian pada berbagai kondisi angin.
Namun,  penelitian  lebih  lanjut  masih  diperlukan  untuk  memperbaiki  efisiensi, efektivitas keandalan kinerja desain turbin angin bubungan atap, serta untuk mempelajari pengaruh desain pada berbagai kondisi lingkungan dan aplikasi yang berbeda. Sedangkan turbin  yang  di  aplikasikan  pada  kemiringan  atap  poros  memanjang  sangat  jarang  di aplikasikan di indonesia mengingat potensi angin kemiringan atap rumah yang tergolong kecepatan angin rendah dan cendrung ber ubah- ubah arah. Sehingga perlu dikembangkan turbin  angin  atap  rumah  yang  mampu  memaksimalkan  angin  rendah.  Penelitian  ini bertujuan meningkatkan kinerja turbin angin bubungan atap dengan membuat ekspriment tiga jenis desain prototipe  turbin dengan lengkung sudu yang di lengkapi dengan penutup sebagai  pengarah  aliran,  yaitu  desain  lengkung  sudu  L,  desain  lengkung  sudu  U,  dan desain  lengkung  sudu  segitiga,  dengan  variasi  sudut  kemiringan  sudu  0 0 ,  15 0 ,  dan  30 0 pada kecepatan angin yang sama 3 – 6 m/s yang di uji pada wind tunnel untuk melihat efektivitas keandalan kinerja turbin angin bubungan atap.

## Metode Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  metode  eksperimental,  di  mulai  dari  membaca literatur  –  literatur  penelitian  sebelumnya,  lalu  merumuskan  dan  menetapkan  tujuan penelitian  lanjutan,  menyiapkan  peralatan  dan  bahan,  membuat  tiga  desain  prototipe lengkung sudu, selanjutnya melakukan pengujian turbin  di tempatkan di dalam sebuah penutup yang berfungsi sebagai pengarah aliran angin  ke bilah sudu,  Adapun variabel pengujian di fokuskan pada desain bilah sudu lengkung segitiga, sudu lengkung L, dan sudu  lengkung  U,  dengan  variasi  sudut  kemiringan  sudu  mulai  0 0 ,  15 0 ,  dan  30 0 ,  serta penambahan penutup  sebagai  pengarah aliran. prototipe turbin di  uji secara bergantian pada wind tunnel, mulai dari kecepatan angin terendah 3 m/s  sampai kecepatan angin tertinggi  6  m/s.  Selanjutnya  mengamati  dan  mengukur  kinerja  masing-masing  turbin sesuai  dengan  parameter  pengujian,  kemudian  melakukan  evaluasi  dan  memberikan rekomendasi hasil pengujian turbin yang memiliki efektivitas keandalan kinerja.
Tabel 1 Spesifikasi Turbin Bubungan Atap Spesifikasi Turbin Bahan Tipe /Ukuran Dimensi turbin Uk : 600x400 mm And flat rotor Plywood uk: 400x5 mm Dimensi bilah sudu Mika uk: 150x600x2 mm Poros bantalan turbin Besi pejal uk: 30x700 mm Bearing bantalan Upc-206 Jenis bilah sudu Tipe : Segitiga, L, dan U Jumlah sudu 6 buah Kemiringan sudu Sudut : 0, 15, dan 30 derajad
Penutup/pengarah turbin  Plywood uk: 420x450x650 mm Kisi pengarah aliran Plywood uk: 50x700x2 mm
Meterial turbin Mika akrilik& plywood Fokus riset Lengkung segitiga Lengkung U Lengkung L Ilustrasi aplikasi Turbin Pengarah angin Poros turbin Endplat rotor Turbin dalam penutup/ pengarah aliran 15 0 30 0 0 0 15 0 30 0 0 0 15 0 30 0 0 0 SUDUT KEMIRINGAN SEGITIGA SUDUT KEMIRINGAN U SUDUT KEMIRINGAN L Gambar 1. Desain Prototipe Turbin

## Prosudur Pengujian
1. Site up peralatan pengujian
2. Mengatur kecepatan angin menggunakan dimer speed control.
3. Mengukur keseragaman aliran angin pada test section area wind tunnel
4. Mengukur  dan  mengatur  kecepatan  angin  menggunakan  alat  ukur  anemometer digital.
5. Menyiapkan  prototipe  turbin  angin  bubungan  atap  sudu  6  dengan  tiga  desain lengkung sudu yang berbeda.
6. Pengujian  turbin  mulai  dari  lengkung  sudu  L,  sudut  kemiringan  sudu  mulai 0 0 ,15 0 dan 30 0 , kecepatan angin 3,48 m/s  sd 6,21 m/s.
7. Di lanjutkan pengujian lengkung sudu U, dan sudu lengkung segitiga dengan sudut kemiringan sudu, dan kecepatan angin yang sama.
8. Mencatat hasil pengujian seperti, data putaran turbin, arus, dan tegangan generator untuk melihat efektivitas keandalan kinerja turbin.

## Gambar 2. Skema pengujian turbin

## Hasil dan Pembahasan

## Hasil Pengujian
Bagian  hasil  dan  pembahasan  memuat  hasil  pengujian  pada  wind  tunnel  tiga desain lengkung bilah sudu yang berbeda, mulai dari sudu lengkung L, lengkung U, dan lengkung  segitiga.  Dengan  variasi  sudut  kemiringan  sudu  0 0 ,  15 0 ,  dan  30 0 .  Tiap pengukuran  data  di  lakukan  3  kali  pengulangan  untuk  memvalidasi  hasil  pengukuran. Adapun  data  yang  tersaji  terdiri  dari  hasil  pengukuran,  dan  perhitungan,  sedangkan gambar grafik yang di tampilkan merupakan data hasil paling optimal, sebagai berikut.
Gambar 3. Pengujian Turbin
Tabel 2 Hasil Pengujian Turbin Lengkung Sudu L
Kecepatan angin v (m/s)
Sudut Kemiringan sudu Tipe lengkung Sudu U n (rpm)  Volt (V)  Ampere (A) 3,48 0 0 56,19 12,8 4,46 15 0 59,13 12,8 4,73 30 0 37,16 12,8 1,46 4,18 0 0 71,23 12,8 5,17 15 0 78,41 12,8 6,11 30 0 64,31 12,8 3,14 5,08 0 0 123,15 12,8 7,41 15 0 126,28 12,8 8,57 30 0 82,27 12,8 5,72 6,21 0 0 173,20 12,8 9,16 15 0 207,26 12,8 9,44
30 0 86,62 12,8 6,81 Tabel 3 Hasil Pengujian Turbin Lengkung Sudu U Kecepatan angin v (m/s) Sudut Kemiringan sudu Tipe lengkung Sudu U n (rpm)  Volt (V)  Ampere (A) 3,48 0 0 66,2 12,8 4,81 15 0 76,33 12,8 5,45 30 0 42,61 12,8 2,61 4,18 0 0 83,11 12,8 5,63 15 0 86,42 12,8 7,04 30 0 67,22 12,8 4,28 5,08 0 0 144,49 12,8 8,35 15 0 185,16 12,8 10,08 30 0 87,16 12,8 6,19 6,21 0 0 192,15 12,8 9,48 15 0 249,28 12,8 12,31 30 0 98,51 12,8 7,53 Tabel 4. Hasil Pengujian Turbin Lengkung Sudu Segitiga Kecepatan angin v (m/s) Sudut Kemiringan sudu Tipe lengkung Sudu Segitiga n (rpm)  Volt (V)  Ampere (A) 3,48 0 0 68,11 12,8 4,53 15 0 71,16 12,8 4,82 30 0 37,52 12,8 1,48 4,18 0 0 76,51 12,8 5,2 15 0 84,42 12,8 6,47 30 0 63,28 12,8 3,11 5,08 0 0 128,13 12,8 7,63 15 0 159,17 12,8 9,27 30 0 84,12 12,8 6,07 6,21 0 0 185,34 12,8 9,18 15 0 219,25 12,8 11,33 30 0 88,19 12,8 6,93
Perhitungan Daya Potensial P w (Watt)
Menghitung daya potensi angin pada kecepatan angin 3,48 m/s
3 1/ 2 w P Av   3 0,5.1, 225.0, 24.3, 48 w P  ) 6,193 W t ( a t w P 

## Perhitungan Tip Speed ratio (λ)
Menghitung TSR lengkung sudu L pada kecepatan angin  3,48 m/s
/ 60 Dn v   
3,14 0, 24 56,19 / 60 3, 48 x x
x
  2, 46  
Perhitungan Daya Generator P g (Watt)
Menghitung daya generator lengkung sudu L pada kecepatan angin  3,48 m/s
. g P V A  12,8 4, 46 g P x  57, 09 (Watt) g P 
Perhitungan Efesiensi Turbin ր (%)
Menghitung  efesiensi turbin lengkung sudu L pada kecepatan angin  3,48 m/s
/ .100% g w P P  
57, 09 / 6,195 100% x  
9, 21 (%)
 
Tabel 5 Hasil Pengujian Dan Perhitungan Turbin No Kecepatan angin v (m/s) Kemiringan sudu ° Tipe sudu lengkung L Tipe sudu lengkung U Tipe sudu lengkung Segitiga n (rpm) Pg (Watt) ր (%) n (rpm) Pg (Watt) ր (%) n (rpm) Pg (Watt) ր (%) 1 3,48 0 56,19 57,09 9,21  66,20 61,57 1,08  68,11 57,98 9,36 15 59,13 60,54 9,77  76,33 69,76 1,09  71,16 61,70 9,96 30 37,16 18,69 3,02  42,61 33,41 1,28  37,52 18,94 3,06 2 4,18 0 71,23 66,18 6,16  83,11 72,06 1,15  76,51 66,56 6,20 15 78,41 78,21 7,28  86,42 90,11 0,96  84,42 82,82 7,71 30 64,31 40,19 3,74  67,22 54,78 1,23  63,28 39,81 3,71 3 5,08 0 123,15  94,85 4,92  144,49  106,88  1,35  128,13  97,66 5,07 15 126,28  109,70  5,69  185,16  129,02  1,44  159,17  118,66  6,16 30 82,27 73,22 3,80  87,16 79,23 1,10  84,12 77,70 4,03 4 6,21 0 173,20  117,25  3,33  192,15  121,34  1,58  185,34  117,50  3,34 15 207,26  120,83  3,43  249,28  157,57  1,58  219,25  145,02  4,12 30 86,62 87,17 2,48  98,51 96,38 1,02  88,19 88,70 2,52
Gambar 4. Hubungan kecepatan angin  terhadap putaran turbin
pada sudut kemiringan sudu 0 0
Pada  gambar  4  hasil  pengujian  sudut  0 0 tipe  turbin  sudu  lengkung  U  mampu menghasilkan output putaran sebesar 68,14 rpm, lengkung segitiga sebesar 66,2 rpm, dan lengkung L sebesar 56,19 rpm. Di uji pada kecepatan angin yang sama yaitu pada 3,48 m/s. sedangkan pada kecepatan angin 4,18 m/s sudu lengkung u mampu tampil lebih baik di bandingkan tipe lengkung segitiga dan tipe L, dengan nilai putaran sebesar  83,11 rpm, begitu pula pada pengujian kecepatan 5,08 m/s sudu lengkung u mampu menghasilkan kinerja  putaran  lebih  baik  sebesar  144,49  rpm.  Dan  pada  kecepatan  angin  maksimum yaitu  6,21  m/s  sudu  lengkung  U  juga  menunjukkan  kinerja  putaran  lebih  baik  sebesar 192,15 rpm, jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung L.
Gambar 5. Hubungan kecepatan angin  terhadap putaran turbin pada sudut kemiringan sudu 15 0
Pada  gambar  5  hasil  pengujian  sudut  15 0 tipe  turbin  sudu  lengkung  U  mampu menghasilkan output putaran sebesar 76,33 rpm,  lengkung segitiga sebesar 71,16 rpm, dan lengkung L sebesar 59,13 rpm. Saat di uji pada kecepatan angin yang sama yaitu pada 3,48 m/s. Sedangkan pada kecepatan angin 4,18 m/s sudu lengkung u mampu tampil lebih baik di bandingkan tipe lengkung segitiga dan tipe L, dengan nilai putaran sebesar  86,42 rpm,  begitu  pula  pada  pengujian  kecepatan  5,08  m/s  sudu  lengkung  u  mampu menghasilkan kinerja putaran lebih baik sebesar 185,16 rpm. Dan pada kecepatan angin maksimum yaitu 6,21 m/s sudu lengkung U juga menunjukkan kinerja putaran lebih baik sebesar 249,28 rpm, jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung L.
Gambar 6. Hubungan kecepatan angin terhadap putaran turbin
pada sudut kemiringan sudu 30 0
Pada  gambar  6  hasil  pengujian  sudut  30 0 tipe  turbin  sudu  lengkung  U  juga menunjukkan kinerja output putaran lebih baik tetapi lebih rendah dari pengujian sudut kemiringan sudu 15 0 dan 0 0 yaitu sebesar 42,61 rpm, lengkung segitiga sebesar 37,52 rpm, dan lengkung L sebesar 37,16 rpm. Saat di uji pada kecepatan angin yang sama yaitu pada 3,48 m/s. Sedangkan pada kecepatan angin 4,18 m/s sudu lengkung u juga mampu tampil lebih baik di bandingkan tipe lengkung segitiga dan tipe L, dengan nilai putaran sebesar 67,22  rpm,  begitu  pula  pada  pengujian  kecepatan  5  m/s  sudu  lengkung  u  mampu menghasilkan kinerja putaran lebih baik sebesar 78,16 rpm. Dan pada kecepatan angin maksimum yaitu 6,21 m/s sudu lengkung U juga menunjukkan kinerja putaran lebih baik sebesar 98,51 rpm, jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung L.
Gambar 7. Hubungan kecepatan angin  terhadap daya generator pada sudut kemiringan sudu 0 0
Pada  gambar  7  hasil  pengujian  sudut  0 0 tipe  turbin  sudu  lengkung  U  mampu menghasilkan daya generator sebesar 61,65 W, lengkung segitiga sebesar 57,98 W, dan lengkung L sebesar 57,08 W. Di uji pada kecepatan angin yang sama yaitu pada 3,48 m/s. Sedangkan pada kecepatan angin 4,18 m/s sudu lengkung u mampu tampil lebih baik di bandingkan tipe lengkung segitiga dan tipe L, di mana  daya generator yang di hasilkan sebesar  72,06 W, begitu pula pada pengujian kecepatan 5,08 m/s sudu lengkung u mampu
menghasilkan daya generator sebesar 106,88 W. Dan pada kecepatan angin maksimum yaitu  6,21  m/s  sudu  lengkung  U  juga  menunjukkan  daya  generator  lebih  baik  sebesar 121,34 W, jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung L.
Gambar 8. Hubungan kecepatan angin  terhadap daya generator pada sudut kemiringan sudu 15 0
Sedangkan pada gambar 8 hasil pengujian turbin sudut kemiringan sudu 15 0 , saat di uji pada kecepatan angin yang sama yaitu pada 3,48 m/s. tipe turbin angin atap rumah menggunakan sudu lengkung U mampu menghasilkan daya generator sebesar 69,76 W, lengkung segitiga sebesar 61,69 W, dan lengkung L sebesar 60,54 W. Sedangkan pada kecepatan angin 4,18 m/s sudu lengkung u juga mampu tampil lebih baik di bandingkan tipe lengkung segitiga dan tipe L, dengan nilai daya generator sebesar 90,11 W, begitu pula pada pengujian kecepatan 5,08 m/s sudu lengkung u mampu menghasilkan kinerja putaran lebih baik sebesar 129,02 W. Dan pada kecepatan angin maksimum yaitu 6,21 m/s sudu lengkung U juga mampu menghasilkan daya generator sebesar 157,56 W, jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung L.
Gambar 9. Hubungan kecepatan angin  terhadap daya generator pada sudut kemiringan sudu 30 0
Sedangkan pada gambar 9 hasil pengujian turbin sudut kemiringan sudu 30 0 , saat di uji pada kecepatan angin yang sama yaitu pada 3,48 m/s. Turbin angin tipe atap rumah menggunakan sudu lengkung U mampu menghasilkan daya generator sebesar 33,04 W,
lengkung segitiga sebesar 18,94 W, dan lengkung L sebesar 18,68 W. Sedangkan pada kecepatan angin 4,18 m/s sudu lengkung u juga mampu tampil lebih baik di bandingkan tipe lengkung segitiga dan tipe L, dengan nilai daya generator sebesar 54,78 W, begitu pula pada pengujian kecepatan 5,08 m/s sudu lengkung u mampu menghasilkan kinerja putaran lebih baik sebesar 79,23 W. Dan pada kecepatan angin maksimum yaitu 6,21 m/s sudu  lengkung  U  juga  mampu  menghasilkan  daya  generator  sebesar  96,38  W,  jika  di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung L.
Gambar 10. Hubungan sudut kemiringan sudu terhadap efesiensi pada kecepatan angin 3,48 m/s
Pada  gambar  10  perbandingan  sudut  kemiringan  sudu  terhadap  efesiensi  pada pengujian  kecepatan  angin  3,48  m/s,  sudut  kemiringan  00.  Sudu  lengkung  U menunjukkan  efesiensi  lebih  baik  di  bandingkan  sudu  lengkung  segitiga  dan  sudu lengkung L, yaitu sebesar 9,93%.  Selanjutnya pada pengujian sudut kemiringan sudu 150 sudu  lengkung  U  juga  mampu  menampilkan  kinerja  lebih  baik  sebesar  11  26%, sedangkan  hasil  pada  pengujian  sudut  kemiringan  sudu  300  kinerja  yang  di  tunjukkan oleh sudu lengkung U juga lebih baik jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan lengkung L yaitu sebesar 5,39% meskipun lebih rendah dari pengujian sudut 150 dan 00. Ini menunjukkan kinerja turbin sangat di pengaruhi oleh sudut kemiringan sudu dan bentuk  sudu  yang  mampu  memberikan  efek  dorongan  angin  optimal.  Semakin  besar putaran turbin maka semakin besar daya yang di hasilkan sehingga mampu meningkatkan nilai  efesiensi  yang  di  hasilkan.  Dalam  hal  ini  sudu  turbin  lengkung  U  mampu  tampil lebih baik di bandingkan sudu lengkung segitiga dan lengkung L.
Gambar 11. Hubungan sudut kemiringan sudu terhadap efesiensi pada kecepatan angin 4,18 m/s
Pada  gambar  11  perbandingan  sudut  kemiringan  sudu  terhadap  efesiensi  pada pengujian kecepatan angin 4,18 m/s, sudut kemiringan 0 0 . Sudu lengkung U menunjukkan efesiensi  lebih  baik  di bandingkan sudu lengkung segitiga dan sudu lengkung  L,  yaitu sebesar 6,71%.  Selanjutnya pada pengujian sudut kemiringan sudu 15 0 sudu lengkung U juga  mampu  menampilkan  kinerja  lebih  baik  sebesar  8,39%,  sedangkan  hasil  pada pengujian sudut kemiringan sudu 30 0 kinerja  yang di tunjukkan oleh sudu lengkung U juga lebih baik jika di bandingkan dengan sudu lengkung segitiga dan lengkung L yaitu sebesar 5,10% tetapi lebih rendah di bandingkan sudut kemiringan sudu 15 0 dan 0 0 . Ini menunjukkan kinerja turbin sangat di pengaruhi oleh sudut kemiringan sudu dan bentuk sudu  yang  mampu  memberikan  efek  dorongan  angin  optimal.  Semakin  besar  putaran turbin maka semakin besar daya yang di hasilkan sehingga mampu meningkatkan nilai efesiensi  yang di  hasilkan. Dalam hal  ini sudu turbin lengkung U mampu  tampil lebih baik di bandingkan sudu lengkung segitiga dan lengkung L.
Gambar 12. Hubungan sudut kemiringan sudu terhadap efesiensi pada kecepatan angin 5,08 m/s
Selanjutnya  Pada  gambar  12  perbandingan  sudut  kemiringan  sudu  terhadap efesiensi pada pengujian kecepatan angin 5,08 m/s, sudut kemiringan 0 0 . Sudu lengkung U  menunjukkan  efesiensi  lebih  baik  di  bandingkan  sudu  lengkung  segitiga  dan  sudu lengkung L, yaitu sebesar 5,54%.  Selanjutnya pada pengujian sudut kemiringan sudu 15 0 sudu lengkung U juga mampu menampilkan kinerja lebih baik sebesar 6,69%, sedangkan hasil  pada  pengujian  sudut  kemiringan  sudu  30 0 kinerja  yang  di  tunjukkan  oleh  sudu lengkung  U  juga  lebih  baik  jika  di  bandingkan  dengan  sudu  lengkung  segitiga  dan lengkung L yaitu sebesar 4,11% tetapi lebih rendah di bandingkan sudut kemiringan sudu 15 0 dan 0 0 . Ini  menunjukkan kinerja turbin sangat  di  pengaruhi oleh sudut  kemiringan sudu dan bentuk sudu yang mampu memberikan efek dorongan angin optimal. Semakin besar  putaran  turbin  maka  semakin  besar  daya  yang  di  hasilkan  sehingga  mampu
meningkatkan  nilai  efesiensi  yang  di  hasilkan.  Dalam  hal  ini  sudu  turbin  lengkung  U mampu tampil lebih baik di bandingkan sudu lengkung segitiga dan lengkung L.
Gambar 13. Hubungan sudut kemiringan sudu terhadap efesiensi pada kecepatan angin 6,21 m/s
Sedangkan  Pada  gambar  13.  Perbandingan  sudut  kemiringan  sudu  terhadap efesiensi pada pengujian kecepatan angin 6,12 m/s, sudut kemiringan 0 0 . Sudu lengkung U  menunjukkan  efesiensi  lebih  baik  di  bandingkan  sudu  lengkung  segitiga  dan  sudu lengkung L, yaitu sebesar 3,44%.  Selanjutnya pada pengujian sudut kemiringan sudu 15 0 sudu lengkung U juga mampu menampilkan kinerja lebih baik sebesar 4,47%, sedangkan hasil  pada  pengujian  sudut  kemiringan  sudu  30 0 kinerja  yang  di  tunjukkan  oleh  sudu lengkung  U  juga  lebih  baik  jika  di  bandingkan  dengan  sudu  lengkung  segitiga  dan lengkung L yaitu sebesar 2,73% tetapi lebih rendah di bandingkan sudut kemiringan sudu 15 0 dan 0 0 . Ini  menunjukkan kinerja turbin sangat  di  pengaruhi oleh sudut  kemiringan sudu dan bentuk sudu yang mampu memberikan efek dorongan angin optimal. Semakin besar  putaran  turbin  maka  semakin  besar  daya  yang  di  hasilkan  sehingga  mampu meningkatkan  nilai  efesiensi  yang  di  hasilkan.  Dalam  hal  ini  sudu  turbin  lengkung  U mampu tampil lebih baik di bandingkan sudu lengkung segitiga dan lengkung L.

## Kesimpulan
Hasil  pengujian  kinerja  turbin  pada  kecepatan  angin  terendah,  yaitu  3,48  m/s, menunjukkan  bahwa  sudu  lengkung  U  dengan  sudut  kemiringan  sudu  150  mampu memberikan efektivitas kinerja lebih optimal. Turbin ini mencapai putaran sebesar 76,33 rpm,  daya  generator  69,76  Watt,  dan  efisiensi  sebesar  11,26%.  Dibandingkan  dengan sudu lengkung segitiga dan lengkung L, yang memiliki efektivitas kinerja lebih rendah. Pada  kecepatan  angin  tertinggi,  6,21  m/s,  turbin  dengan  sudu  lengkung  U  tetap menunjukkan kinerja  yang optimal dengan putaran 249,28 rpm, daya generator 157,56 Watt, dan efisiensi 4,47%. Rata-rata, turbin bubungan atap dengan sudut kemiringan 150 menunjukkan  kinerja  lebih  baik,  memaksimalkan  aliran  angin  melalui  sudu  yang difokuskan  dengan  pengarah  aliran  dan  bentuk  lengkung  sudu  yang  efisien  secara aerodinamis. Sebagai saran, penulis merekomendasikan tindakan praktis, pengembangan teori, dan penelitian lanjutan dengan fokus pada pengembangan dan pengujian prototipe turbin bubungan atap secara langsung di lapangan. Konsep baru dapat difokuskan pada
peningkatan efisiensi aerodinamis, dengan penekanan pada sistem penyimpanan energi untuk mendukung pengembangan lebih lanjut.

## BIBLIOGRAFI
Mujiburrahman  &  Heri  irawan,  (2022).  Kajian  Eksprimental  Pengaruh  Penambahan Pengarah Aliran Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Bubungan Atap 7 (1), 34- 40.
Ahmad Aidil Aizat Bin Baharuddin, (2020). Kajian Performance Optimization of A Roof Top Transverse Axis Wind Turbine, 1-47.
Mujiburrahman & Heri irawan, (2020). Kajian Eksprimental Pengaruh Geometri  Sudu Terhadap Unjuk Kerja Turbin Atap Rumah Berbasis Kecepatan Angin Rendah 2 (2), 48-57.
Mujiburrahman & Heri irawan, (2019). Analisis Pengaruh Panjang Sudu Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin Atap Rumah Pada Kecepatan Angin Rendah 4 (1), 29-34.
Karami,  M.,  et  al.  (2019).  Development  of  a  rooftop  wind  turbine  design  with  energy storage system to cope with the uncertainty of wind energy. Journal of Sustainable Energy Technologies and Assessments, 33, 107-117.
Mujiburrahman & Heri irawan, (2018). Analisis Pengaruh Sudu Terhadap Unjuk Kerja Turbin  Angin  Atap  Rumah  Pada  Kecepatan  Angin  Rendah  Menggunakan Simulasi Cfd 3 (1), 60-65.
Prajapati, L.K., & Patil, P.V. (2017). Development of a rooftop wind turbine design using different  blade  shapes  from  Paggi's  design.  Journal  of  Wind  Engineering  and Industrial Aerodynamics, 162, 53-63.
Jiang, S., & Chen, Z. (2017). Numerical analysis of a roof-mounted horizontal-axis wind turbine system. Energies, 10(10), 1621.
Casella, F., et al. (2017). Performance comparison of rooftop wind turbines and traditional vertical axis wind turbines. Journal of Energy Conversion and Management, 148, 158-168.
Paggi,  R.E.  (2010).  Roof  Ridge  Wind  Turbine.  United  States  Patent  Application Publication, US 2010/0013958 A1.
Rafflella  Anak  Deraman.  (2013).  A  Study  on  Blade  Performance  of  Transverse  Axis Wind Turbine Mounted on a Rooftop

## Copyright holder:
Mujiburrahman, Heri Irawan, Muhammad Suprapto (2022)

## First publication right:

## Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: