Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017

## PENGARUH PEMASANGAN SUDU PENGARAH DAN VARIASI JUMLAH SUDU ROTOR TERHADAP PERFORMANCE TURBIN ANGIN SAVONIUS TIPE L
Dedy Nataniel Ully *1 , Bernadus Wuwur 2 , Purnawarman Ginting 3
JurusanTeknik Mesin PNK, Kupang Jln. Adi Sucipto, Penfui Kupang, Indonesia Phone : (0380)-881245, Fax : (0380)-881245 e-mail: dedy_ully@yahoo.com

## Abstrak
Pemasangan  sudu  pengarah  di  depan  sudu  rotor  dapat  meningkatkan  performance  turbin  angin Savonius,  karena  dapat  mencegah  torsi  negatif  pada  sudu  cembung  dan  mengarahkan  sejumlah  massa udara  pada  sudu  cekung  tanpa  mengenai  sudu  cembung.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan metode  eksperimental  nyata  (true  experimental)  pada  skala  laboratorium.  Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa  efisiensi  meningkat  secara  parabolik  seiring  bertambahnya  kecepatan  angin  sehingga  pada kecepatan 6 dan 7 m/s mengalami penurunan.  Hal ini terjadi karena meningkatnya kecepatan angin yang tidak  diimbangi  dengan  kenaikan  BHP.  Pada  rotor  dengan  pemasangan  sudu  pengarah  efisiensi maksimum  terjadi  pada  rotor  tiga  sudu  sebesar  40,84  %,  rotor  empat  sudu  sebesar  34,42  %,  rotor  dua sudu sebesar 31,52 %. Di mana efisiensi tertinggi ini terjadi  pada kecepatan angin 5 m/s. Sedangkan pada rotor tanpa pemasangan sudu pengarah efisiensi maksimum terjadi pada rotor tiga sudu sebesar 37,39 %, rotor dua sudu sebesar 25,36 % dan rotor empat sudu sebesar 18,009 %. Efisiensi maksimum pada rotor tiga  dan  dua  sudu  terjadi  pada  kecepatan  angin  5  m/s,  sedangkan  rotor  empat  sudu  efisiensi  maksimum terjadi pada kecepatan angin 6 m/s.

## Kata kunci— Energi angin, Turbin angin Savonius, Sudu pengarah dan performance

## Abstract
Installation  of  the  guide  vane    in  front  of  the  rotor  blade  can  improve  the  performance  of  wind turbine Savonius, because it can prevent a negative torque on the blade is convex and directed a number of air  mass  on  the  concave  blade  without  the  blade  convex.  This  research  was  conducted  by  using experimental methods real (true experimental) on a laboratory scale. The results showed that the efficiency of the parabolic increases with increasing wind speed so that the speed of 6 and 7 m / s decline. This occurs due  to  the  increased  wind  speed  is  not  matched  by  the  increase  in  BHP.  In  the  rotor  blade  with  the installation of directional maximum efficiency occurs at  three rotor blades of 40.84%, four-blade rotor of 34.42%,  two-blade  rotor  of  31.52%.  Where  this  occurs  the  highest  efficiency  at  a  wind  speed  of  5  m  /  s. While  on  the  rotor  blade  without  the  installation  of directional  maximum  efficiency  occurs  at  three  rotor blades  of  37.39%,  two-blade  rotor  of  25.36%  and  a  four-blade  rotor  amounted  to  18.009%.  Maximum efficiency  at  three  and  two  rotor  blade  occurs  at  a  wind  speed  of  5  m  /  s,  while  the  four-blade  rotor maximum efficiency occurs at a wind speed of 6 m / s.
Keywords— Energi angin, Turbin angin Savonius, Sudu pengarah dan performance

## 1. PENDAHULUAN
Berdasarkan penelitian
yang dilakukan Patil., 2008; mengatakan bahwa pengembangan  pembangkit  listrik  tenaga angin  sudah  banyak  dilakukan  dengan
menggunakan turbin angin poros horisontal,  dimana  turbin  angin  jenis  ini mempunyai  keunggulan  yaitu  memiliki perbandingan  antara  luas  penampang propeller dengan  luas  area  sapuan  angin yang  kecil  serta  memiliki  perbandingan
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
antara kecepatan keliling propeller dengan kecepatan  angin  yang    besar  sehingga dapat  menghasilkan power  coefficient (Cp)  yang  tinggi.    Namun,  turbin  angin jenis  ini  juga  memiliki  kelemahan  yaitu menghasilkan torsi yang relatif rendah dan membutuhkan  perencanaan  desain  yang matang  agar  pemasangan  turbin  angin poros  horisontal  dapat  berhasil  dengan baik.      Sementara  itu,  turbin  angin Savonius  yang  memiliki  poros  vertikal mengalami  kemajuan  yang  sangat  pesat terutama peningkatan efisiensi dan aplikasinya yang banyak digunakan sebagai  pembangkit  listrik  ataupun  untuk keperluan lain misalnya sebagai penggerak pompa air untuk tujuan irigasi.
Menurut pendapat Hau., 2005; mengatakan  bahwa  turbin  angin  Savonius adalah sebuah mesin fluida yang memiliki sumbu poros vertikal yang diciptakan oleh seorang  insinyur  Filandia  yang  bernama Sigurd Johanes Savonius pada tahun 1922. Turbin  angin  Savonius  ini  memanfaatkan udara  bebas  sebagai  fluida  kerja.  Udara yang  bergerak  dengan  kecepatan ) ( v dan massa ) ( m tertentu memiliki energi kinetik yang  dapat  dikonversikan  menjadi  energi mekanik  dengan  menggunakan  rotor turbin  yang  selanjutnya  dikonversikan menjadi energi listrik.
Menurut  pendapat  Nursuhud  dan Pudjanarsa.,  2008;  mengatakan  bahwa turbin  angin  Savonius  memiliki  desain yang sederhana sehingga biaya investasinya  lebih  murah.    Selain  itu, turbin angin Savonius juga dapat beroperasi  pada  kecepatan  angin  yang rendah  di  mana  pada  kecepatan  angin  2,7 m/s atau 10 km/jam (6 m.p.h) maka turbin angin  Savonius  sudah  dapat  berputar  dan menghasilkan energi  listrik. Namun turbin angin  Savonius  juga  memiliki  kelemahan yaitu  memiliki  torsi  awal  yang  kecil  dan tidak mengambil keuntungan ketika
adanya  kecepatan  yang  tinggi  karena efisiensinya  cenderung  menurun  seiring naiknya  kecepatan  angin.  Efisiensi  turbin angin  Savonius  juga  lebih  rendah  jika dibandingkan  dengan  turbin  angin  tipe propeller yang  memiliki  sumbu  poros horisontal,  sehingga  dilakukan  berbagai upaya  untuk  meningkatkan  efisiensi  dari turbin angin Savonius.
Upaya  peningkatan  efisiensi  turbin angin  Savonius      sudah  banyak  dilakukan salah  satunya  oleh  Saha  dan  Rajkumar., 2006; melakukan penelitian tentang penggunaan sudu rotor berbentuk elliptical, kemudian membandingkan dengan  sudu  rotor  konvensional  yang berbentuk  setengah  lingkaran.  Dari  hasil penelitian  menunjukkan  bahwa power coefficient yang  dihasilkan  sudu  rotor berbentuk elliptical lebih  tinggi  dari  pada sudu  rotor  konvensional.  Pada  sudu  rotor berbentuk elliptical maka power coefficient dapat  mencapai    0,1399 sedangkan  pada  sudu  rotor  konvensional hanya  menghasilkan power  coefficient sebesar 0,1104,  di mana keduanya terjadi pada kecepatan angin 8, 23 m/s.
Selanjutnya  Kamoji  et  al.,  2009; melakukan penelitian dengan membandingkan  ketiga  desain  yaitu  sudu rotor  konvensional,  modifikasi  sudu  rotor konvensional  tanpa  poros  dan  modifikasi sudu rotor konvensional dengan menggunakan  poros,  di  mana  pada penelitian  ini  tidak  dilakukan  pemasangan sudu  pengarah.  Hasilnya  menunjukkan bahwa modifikasi sudu rotor konvensional tanpa  poros  memiliki performance yang lebih baik dari pada sudu rotor konvensional  dan  modifikasi  sudu  rotor dengan menggunakan poros.
Selanjutnya  Mohamed  et  al.,2010; melakukan  penelitian  tentang  optimasi turbin angin Savonius konvensional dengan  menggunakan  sudu  pengarah
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
untuk  melindungi  sudu  cembung  pada rotor turbin  dari tumbukan angin.  Karena akan  ada  torsi  negatif  apabila  sudu cembung  terkena  tumbukan  angin  yang menyebabkan  terhambatnya  gerakan  rotor turbin  angin  Savonius.    Dari  hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  terjadi peningkatan power coefficient (Cp) seiring dengan  meningkatnya tip  speed  ratio (TSR).    Penggunaan  sudu  pengarah  jelas memberikan  peningkatan performance yang  lebih  baik  bila  dibandingkan  dengan rotor  turbin  angin  Savonius  yang  tanpa menggunakan sudu pengarah.
Selanjutya  Mahmoud  et  al.,  2012;
melakukan penelitian tentang studi eksperimental  peningkatan performance turbin angin  Savonius konvensional  untuk menentukan parameter operasi yang paling efektif.    Dari  hasil  eksperimental  didapat bahwa  rotor  dengan  jumlah  dua  sudu menghasilkan power coefficient yang lebih tinggi  dari  pada  rotor  dengan  jumlah  tiga sudu  dan  empat  sudu.    Selanjutnya  rotor double  stage menghasilkan performance yang  lebih  baik  jika  dibandingkan  dengan rotor  yang  memakai single  stage. Sudu rotor  yang  dipakai  pada  penelitian  ini adalah sudu konvensional setengah lingkaran.
Selanjutnya  Farid.,  2014;  melaukan penelitian  tentang    optimasi  daya  turbin angin  Savonius  dengan  variasi  celah  dan perubahan  jumlah  sudu.  Dari  hasil penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  turbin angin  Savonius  mampu  menghasilkan daya  listrik  maksimum  5,67  Watt  dengan jarak  celah  sudu  30  mm  pada  kecepatan angin  5,2  m/s  dan  daya  listrik  minimum 0,1  Watt  dengan  celah  sudu  0  mm  pada kecepatan  angin  3,5  m/s.  Selain  itu diperoleh juga kesimpulan bahwa semakin tinggi kecepatan angin maka efisiensi yang dihasilkan tidak semakin tinggi  tapi justru mengalami penurunan.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Performance Turbin Savonius
2.1.1 Putaran Poros ( n )
Turbin  angin  Savonius  akan  berputar ketika ada angin dengan kecepatan tertentu ,  sehingga  putaran  poros  yang  dihasilkan rotor  turbin  Savonius  dapat  langsung diukur  dengan  menggunakan tachometer digital ketika rotor berputar.
2.1.2 Tip Speed Ratio (λ)
Tip speed ratio (rasio  kecepatan ujung) adalah perbandingan kecepatan pada ujung rotor terhadap kecepatan udara bebas. Tip speed  ratio dapat  dihitung  dengan  rumus sebagai berikut:
v n D . 60    (1)
Dengan:
: D diameter rotor (m);
: n putaran poros (rpm);
: v kecepatan aliran udara (m/s).
2.1.3 Daya Angin ( w P )
Daya  angin  dapat  didefinisikan  sebagai energi  yang  dihasilkan  per  satuan  waktu yaitu sebagai berikut:
E P w  per satuan waktu
3 . . 2 1 v A   (Watt) (2) Watt dtk Joule dtk m N    . Dengan:
: w P daya angin (Watt);
:  kerapatan massa udara (kg/m 3 );
: v kecepatan aliran udara (m/s);
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
: A luas penampang (m 2 ).
2.1.4 Brake Horse Power (BHP) Brake  Horse  Power adalah  daya  dari
turbin  yang  diukur  setelah  mengalami pembebanan yang disebabkan oleh generator, gearbox , pompa ataupun perangkat  tambahan  lainnya. Brake yang dimaksud  adalah  suatu  peralatan  yang digunakan  untuk  memberikan  beban  pada turbin  sehingga  putarannya  dapat  terjaga secara konstan. Dalam percobaan nantinya BHP diukur dengan menggunakan generator listrik. Dengan mengukur besarnya arus dan tegangan yang dihasilkan, maka dapat mengetahui besarnya  daya  generator,  seperti  pada rumus :
I V P generator .  (Watt)
(3) Dengan:
P generator :  daya  generator  listrik (Watt),
V :  tegangan  generator  listrik (Volt), I :  kuat  arus  listrik    generator
(Ampere).
Besarnya BHP dapat  dihitung  setelah didapatkan  harga P generator dengan  rumus sebagai berikut :
generator generator P BHP  
(4) Dengan : BHP : brake horse power
(Watt), P generator
:  daya    generator listrik (Watt),
generator  : efisiensi generator (%).

## 2.1.5 Torsi (T )
Torsi  biasa  disebut  juga  momen  atau gaya  yang  menyatakan  benda  berputar pada  suatu  sumbu.  Torsi  juga  bisa didefinisikan  ukuran  keefektifan  gaya tersebut  dalam  menghasilkan  putaran  atau
rotasi  mengelilingi  sumbu  tersebut.  Besar torsi  dapat  dihitung  dengan  menggunakan rumus:
60 2 generator generator n P T   (5) Dengan : T :  torsi (N.m),
P generator :daya  generator  listrik (Watt),
n generator : putaran generator (rpm).
2.1.6 Efisiensi (  )
Untukmenyatakan  performansi  suatu mesin biasanya dinyatakan dalam efisiensi yang merupakan perbandingan antara efek manfaat yang digunakan dengan pengorbanan  yang  dilakukan.  Rumus efisiensi adalah sebagai berikut :
% 100 x P BHP w   (6)

## 2.1 Instrumen Penelitian
Instrumen  atau  instalasi  penelitian  dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 1. Instalasi Penelitian
Keterangan gambar :
a. Blower
b. Wind tunnel (terowongan angin)
c. Tachometer digital
d. Generator listrik
e. Multimeter
f. Rotor turbin
g. Sudu pengarah
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
h. Anemometer
Pada saat menghidupkan blower maka udara  bebas  yang  memiliki  kecepatan  ( v ) dan  massa  (kg)  tertentu    akan  terisap  dan mengalir melalui wind tunnel (terowongan angin) sehingga dapat menggerakkan rotor turbin, selanjutnya memutar poros generator  listrik  untuk  membangkitkan energi  listrik  seperti  terlihat  pada  gambar 1. Dengan demikian terjadi perubahan atau konversi  energi  angin  menjadi  energi gerak  dalam  bentuk  putaran  poros.
Selanjutnya
putaran
poros
rotor menggerakkan  generator  listrik  sehingga dapat  menghasilkan  energi  listrik.  Putaran rotor  dan  energi  listrik  yang  dihasilkan kemudian  diukur  pada  masing-masing perlakuan sesuai dengan variasi kecepatan angin  yang  ditetapkan  yaitu  4,  5,  6  dan  7 m/s serta variasi jumlah sudu rotor yaitu 2, 3  dan  4  sudu  baik  dengan  pemasangan sudu  pengarah  maupun  tanpa  pemasangan sudu  pengarah.  Dimensi  sudu  rotor  yang dilengkapi  dengan  sudu  pengarah  seperti terlihat pada gambar 2 (a), (b) dan (c) :
Gambar 2. Dimensi rotor turbin dengan jumlah 2 sudu
Gambar 3. Dimensi rotor turbin dengan jumlah 3 sudu
Gambar 4. Dimensi rotor turbin dengan jumlah 4 sudu

## 3. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental nyata ( true experimental )  yaitu  melakukan pengamatan  untuk  mencari  data  sebab akibat dalam suatu proses melalui eksperimen  sehingga  dapat  mengetahui pengaruh  pemasangan  sudu  pengarah  dan variasi  jumlah  sudu  rotor  terhadap performance turbin angin Savonius tipe L. dimana dilakukan perlakuan  yang berbeda dengan  cara  divariasikan  jumlah  sudu rotor  turbin  kemudian  dibandingkan, sehingga  diperoleh  suatu  pola  kejadian yang saling berhubungan.
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dari penelitian  skala  laboratorium  ini  adalah agar  dapat  meningkatkan performance turbin angin Savonius dengan pemasangan sudu  pengarah  di  depan  sudu  rotor  turbin yang  berfungsi  untuk  mencegah  adanya
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
torsi  negatif  pada  sudu  cembung  yang dapat  menghambat  gerakan  putaran  rotor itu  sendiri  dan  mengarahkan  sejumlah massa  udara  pada  sudu  cekung  tanpa mengenai  sudu  cembung  seperti  yang diutarakan oleh Altan et al., 2008.

## VARIABEL PENELITIAN Variabel Bebas :
Kecepatan angin    : 4, 5, 6 dan 7 m/. Jumlah sudu rotor  : 2, 3 dan 4 sudu. Variabel Terikat :
Brake horse power (BHP) Torsi (T) Efisiensi (  )

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 5 menunjukkan bahwa semakin  tinggi  kecepatan  angin  maka putaran  naik  secara  linear,  kecuali  pada rotor  dua  sudu  di  mana  grafiknya  terlihat cenderung  menurun  pada  kecepatan  angin 6  dan  7  m/s.    Hal  ini  terjadi  karena turbulensi  aliran  udara  terhadap  sudu rotornya  besar  seiring  meningkatnya kecepatan angin sehingga tidak mengalami peningkatan  yang  signifikan  pula.  Selain itu, jumlah sudu rotor yang hanya dua saja dapat  mereduksi  putaran  yang  dihasilkan karena  jumlah  angin  yang  diterima  sudu per  detiknya  lebih  sedikit  jika  dibanding dengan  rotor  yang  memiliki  tiga  dan empat sudu.
Putaran  sangat  dipengaruhi  oleh kecepatan  sudut  dan  beban  lampu  serta torsi yang dihasilkan turbin angin Savonius. Pada rotor yang tanpa menggunakan  sudu  pengarah  ini  putaran tertinggi  terjadi  pada  rotor  tiga  sudu  yaitu 612,64  rpm,  kemudian  terjadi  penurunan putaran pada  rotor  dua  sudu  yaitu  420,62 rpm  dan    putaran  terendah  terjadi  pada rotor  empat  sudu  yaitu  395,32    rpm.
Semua  putaran  tertinggi  terjadi  pada kecepatan angin 7 m/s.
Gambar 5. Hubungan kecepatan angin terhadap putaran (tanpa  sudu pengarah)
Jika  dibandingkan  dengan  rotor  yang menggunakan  sudu  pengarah  (gambar  4) maka  terlihat  bahwa  putaran  meningkat secara  linear  kecuali  pada  rotor  dua  dan tiga sudu. Dimana pada kecepatan angin 6 dan  7  m/s  cenderung  meurun.  Hal  ini terjadi  karena  adanya  turbulensi  udara yang  sangat  tinggi  sehingga  dengan bertambahnya  kecepatan  angin  maka putarannya cenderung tidak linear.  Di sini juga  terlihat  bahwa  rotor  turbin  yang menggunakan sudu pengarah dapat menghasilkan  putaran  lebih  tinggi  dari pada  rotor  yang  tanpa  menggunakan  sudu pengarah.
Putaran  tertinggi  terjadi  pada  rotor tiga  sudu  yaitu  672,26  rpm,  kemudian terjadi  penurunan  putaran  pada    rotor empat sudu yaitu 452,86 rpm dan  putaran terendah  terjadi  pada  rotor  dua  sudu  yaitu 410,24    rpm.    Semua  putaran  tertinggi pada  masing-masing  variasi  jumlah  sudu rotor  terjadi  pada  kecepatan  angn  7  m/s. Hal ini terjadi karena sudu pengarah dapat mencegah torsi negatif pada sudu cembung  sehingga  tidak  ada  kehilangan nilai  torsi.  Dengan  demikian  maka  nilai torsi  akan  meningkat  sehingga  secara otomatis nilai putaran juga ikut meningkat karena nilai putaran dipengaruhi oleh nilai torsi dan kecepatan sudut.
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
Gambar 6. Hubungan kecepatan angin terhadap putaran (dengan sudu pengarah)
Berdasarkan  gambar    7  di  bawah  ini maka  terlihat  bahwa  kecepatan  angin sangat  berpengaruh  terhadap  BHP  yang dihasilkan  oleh  rotor  turbin.    Semakin tinggi  kecepatan  angin  maka  semakin tinggi pula BHP yang dihasilkn oleh turbin angin  Savonius.  Pada  rotor  turbin  yang tanpa  menggunakan  sudu  pengarah  BHP tertinggi  terjadi  pada  rotor  tiga  sudu  yaitu 2,1489  Watt,  kemudian  terjadi  penurunan BHP  pada    rotor  dua  sudu  yaitu  1,412 Watt dan  BHP terendah terjadi pada rotor empat  sudu  yaitu  1,1166  Watt.  BHP tertinggi  pada  ketiga  variasi  jumlah  sudu rotor  ini  terjadi  pada  kecepatan  angin  7 m/s.
Dari  grafik  juga  terlihat  bahwa  BHP naik  secara  linear  terhadap  kecepatan angin  kecuali  pada  rotor  dua  sudu  pada kecepatan  angin  6  dan  7  m/s  yang cenderung  menurun,  hal  ini  terjadi  karena penambahan  kecepatan  angin  yang  tidak diimbangi  dengan  besarnya  pengingkatan nilai  tegangan  dan  arus  yang  dihasilkan oleh generator.
Gambar 7. Hubungan kecepatan angin terhadap BHP (tanpa  sudu pengarah)
Berdasarkan  gambar  6  di  bawah terlihat  maka  bahwa  kecepatan  angin sangat  berpengaruh  terhadap  BHP.  Pada rotor  turbin  yang  menggunakan  sudu pengarah  BHP  tertinggi  pada  rotor  tiga sudu  yaitu  2,724  Watt,  kemudian  terjadi penurunan  BHP  pada    rotor  empat  sudu yaitu  1,731  Watt  dan    BHP  terendah terjadi  pada  rotor  dua  sudu  yaitu  1,492 Watt.        Semua  BHP  maksimum  terjadi pada  kecepatan  angin  7  m/s  pada  masing- masing perlakuan jumlah sudu rotor.
Bila dibandingkan dengan rotor turbin yang  tanpa  menggunakan  sudu  pengarah (gambar  5)  terlihat  bahwa  pada  rotor turbin  yang  menggunakan  sudu  pengarah memiliki  BHP  rata-rata  lebih  baik  yaitu pada rotor tiga sudu mengalami peningkatan  sebesar  21,11  %,  pada  rotor empat sudu mengalami peningkatan sebesar 24,09 % sedangkan pada rotor dua sudu  mengalami  peningkatan  sebesar 15,75  %.  Pengingkatan  yang  signifikan terjadi  pada  rotor  empat  sudu,  hal  ini terjadi  karena  telah  terjadi  peningkatan nilai  putaran  poros  jika  dipasang  sudu pengarah. BHP  yang  dihasilkan  turbin  angin savonius sangat tergantung kepada besarnya  nilai  tegangan  dan  arus  listrik yang  dihasilkan  oleh  generator  dan pembebanan  lampu  LED  yang  diberikan. Selain itu jenis dan efisiensi generator juga
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
sangat  berpengaruh  terhadap  nilai  BHP. BHP  juga  dipengaruhi  oleh  perbandingan transmisi  antara  rotor  dengan  generator, generator  yang  dipakai  yaitu  kuat  medan magnet  (Webber/m 2 )  dan  jumlah  lilitan pada  kumparan  rotor  sesuai  pendapat Petruzella., 1996.
Gambar 8. Hubungan kecepatan angin terhadap BHP (dengan  sudu pengarah)
Berdasarkan  gambar  7 maka terlihat bahwa kecepatan angin sangat berpengaruh terhadap torsi yang dihasilkan  oleh  rotor  turbin.    Pada  rotor turbin  yang  tanpa  menggunakan  sudu pengarah  torsi  tertinggi  terjadi  pada  rotor tiga  sudu  yaitu  0,0285  N.  m,  kemudian terjadi  penurunan  torsi  pada    rotor  dua sudu yaitu 0,0271 N. m dan  torsi terendah terjadi pada rotor empat sudu yaitu 0,0229 N. m. Dari grafik juga terlihat bahwa torsi meningkat secara linear seiring bertambahnya  kecepatan  angin yang diberikan.  Hal  ini  terjadi  karena  dengan semakin  bertambahnya  kecepatan  angin maka  putaran  akan  semakin  bertambah sehingga  memicu  terjadinya  peningkatan nilai  arus  dan  tegangan  yang  dihasilkan oleh  generator.  Dengan  demikian  maka nilai torsi juga akan meningkat.
Gambar 9. Hubungan kecepatan angin terhadap torsi (tanpa  sudu pengarah) Berdasarkan  gambar  8  terlihat maka bahwa kecepatan angin sangat berpengaruh terhadap torsi yang
dihasilkan oleh rotor turbin. Pada kecepatan  angin  yang  sama  untuk  rotor turbin  dengan  jumlah  sudu  yang  berbeda terdapat perbedaan torsi yang bekerja. Hal ini  dikarenakan  pada  rotor  dengan  jumlah sudu  yang  sedikit  memiliki  luas  daerah tangkap  gaya  yang  berbeda  dengan  sudu dengan  jumlah  sudu  yang  lebih  banyak. Dengan  demikian  torsi  yang  dihasilkan oleh  masing-masing  turbin  angin  dengan jumlah sudu yang sedikit dan jumlah sudu yang  banyak  akan  berbeda  pula.  Hal  ini terjadi karena adanya perbedaan turbulensi dan  efek  pemasangan  sudu  pengarah, sehingga  pemasangan  sudu  pengarah sangat  berpengaruh  terhadap  torsi  yang dihasilkan oleh rotor turbin. Sudu pengarah  memungkinkan  sudu  rotor  yang memiliki  jumlah  sudu  yang  banyak  akan mendapatkan tumbukan angin lebih banyak sehingga dapat  menghasilkan torsi yang lebih besar.
Pada  variasi  jumlah  rotor  turbin  yang menggunakan sudu pengarah torsi tertinggi  terjadi  pada  rotor  tiga  sudu  yaitu 0,0328  N.  m,  kemudian  terjadi  penurunan torsi  pada    rotor  empat  sudu  yaitu  0,0311 N. m dan  torsi terendah terjadi pada rotor dua  sudu  yaitu  0,0299  N.  m.  Bila dibandingkan  dengan  rotor  turbin  yang
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
tanpa menggunakan sudu pengarah (gambar  7)  terlihat  bahwa  pada  rotor turbin  yang  menggunakan  sudu  pengarah memiliki  torsi  rata-rata  lebih  baik  yaitu pada rotor tiga sudu mengalami peningkatan  sebesar  14,86  %,  pada  rotor empat sudu mengalami peningkatan sebesar 26,12 % sedangkan pada rotor dua sudu mengalami peningkatan sebesar 9,36 %.
Pengingkatan  yang  signifikan  terjadi pada  rotor  empat  sudu,  hal  ini  terjadi karena  telah  terjadi  peningkatan  nilai putaran  dan  BHP  jika  dipasang  sudu pengarah.  Dengan  meningkatnya  nilai putaran  maka  secara  otomatis  akan meningkatkan  nilai  tegangan  dan  arus listrik yang dihasilkan generator, sehingga nilai  torsi  jelas  akan  meningkat  juga. Karena  nilai  torsi  sangat  bergantung  pada nilai putaran dan (BHP) teganan serta arus listrik yang dihasilkan oleh generator.
Gambar 10. Hubungan kecepatan angin terhadap torsi (dengan sudu pengarah)
Berdasarkan  gambar    9  maka  terlihat bahwa kecepatan angin sangat berpengaruh terhadap efisiensi yang dihasilkan  oleh  rotor  turbin.    Pada  rotor turbin  yang  tanpa  menggunakan  sudu pengarah  efisiensi  tertinggi  pada  masing- masing  variasi  jumlah  sudu  rotor  terjadi pada  rotor  tiga  sudu  yaitu  37,79  %, kemudian terjadi penurunan efisiensi  pada rotor dua sudu yaitu 25,36 % dan  efisiensi terendah  terjadi  pada  rotor  empat  sudu
yaitu  18,009  %.  Efisiensi  tertinggi  pada variasi jumlah sudu rotor  dua dan tiga ini terjadi  pada  kecepatan  angin  5  m/s. Sedangkan  efisiensi  tertinggi  pada  rotor empat  sudu  terjadi  pada  kecepatan  angina 6 m/s.
Gambar 11. Hubungan kecepatan angin terhadap efisiensi (tanpa  sudu pengarah)
Berdasarkan    10  maka  terlihat  bahwa kecepatan angin sangat berpengaruh terhadap  efisiensi  yang  dihasilkan  oleh rotor  turbin.  Pada  rotor  turbin  yang menggunakan  sudu  pengarah  efisiensi tertinggi  terjadi  pada  masing-masing variasi  jumlah  sudu  rotor  yaitu  rotor  tiga sudu  40,84  %,    kemudian  terjadi penurunan efisiensi pada  rotor empat sudu yaitu  34,42  %    dan    efisiensi  terendah terjadi  pada  rotor  empat  sudu  yaitu  31,52 %,  di  mana  semua  efisiensi  tertinggi terjadi kecepatan 5 m/s.
Pada  gambar  9  dan  10  juga  terlihat juga  bahwa  dengan  adanya  pertambahan kecepatan  angin  yang  diberikan  maka efisiensi memiliki kecendrungan parabolik, hal ini terjadi karena pertambahan kecepatan angin yang menyebabkan daya angin bertambah besar namun  tidak  diimbangi  dengan  kenaikan daya  poros  atau  BHP  sehingga  efisiensi cenderung  mengalami  penurunan.    Ini disebabkan  oleh  kinerja  generator  yang tidak  maksimal  dalam  menghasilkan tegangan  dan  arus  listrik  seiring  naiknya putaran yang sangat tinggi. Karena adanya
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
putaran  yang  sangat  tinggi  menyebabkan generator menjadi panas sehingga efisiensi dari  generator  itu  sendiri  cenderung menurun.
Selain itu efisiensi sendiri merupakan perbandingan  antara  daya  poros  (BHP) dengan  daya  angin,  di  mana  daya  angin memiliki  variabel  V 3 yang  merupakan kecepatan  angin yang  berada  pada bilangan penyebut.  Dengan demikian, bila kecepatan  angin  bertambah  maka  secara otomatis daya angin juga bertambah dan di sisi  lain  nilai  daya  poros  (BHP)  berada pada  bilangan  pembilang  yang  tidak memiliki  fungsi  kuadrat  atau  bilangan berpangkat.
Bila dibandingkan dengan rotor turbin yang  tanpa  menggunakan  sudu  pengarah (gambar 9) maka terlihat bahwa pada rotor turbin  yang  menggunakan  sudu  pengarah memiliki efisiensi rata-rata lebih baik yaitu pada rotor tiga sudu mengalami peningkatan  sebesar  7,46  %,  pada  rotor empat sudu mengalami peningkatan sebesar 36,25 % sedangkan pada rotor dua sudu  mengalami  peningkatan  sebesar 19,54  %.  Pengingkatan  yang  signifikan terjadi  pada  rotor  empat  sudu,  hal  ini terjadi  karena  telah  terjadi  peningkatan nilai  putaran  dan  BHP  jika  dipasang  sudu pengarah.  Hal  ini  terjadi  karena  pengaruh penggunaan sudu pengarah yang memberikan efek peningkatan performance pada  putaran  poros,  torsi, BHP  dan  efisiensi  yang  dihasilkan  turbin angin Savonius.
Gambar 12. Hubungan kecepatan angin terhadap efisiensi (dengan  sudu pengarah)

## 5. KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. KESIMPULAN
Dari  hasil  pembahasan  yang  telah dilakukan  maka  dapat  ditarik  kesimpulan bahwa :
1.  Pemasangan  sudu  pengarah  di  depan sudu rotor terlihat jelas dapat meningkatkan performance turbin angin  savonius,  hal  ini  terjadi  karena sudu  pengarah  dapat  mencegah  adanya torsi  negatif  pada  rotor  akibat  sudu cembung  juga  terkena  terpaan  udara yang  menyebabkan  kehilangan  torsi karena  adanya  gaya  yang  berlawanan dengan arah putaran rotor.
2.  Pada  rotor  yang  menggunakan  sudu pengarah performance atau  efisiensi maksimum  terjadi  pada  rotor  dengan jumlah  tiga  sudu  dengan  efisiensi sebesar  40,84  %  dan  BHP  sebesar 1,256 Watt pada kecepatan angin 5 m/s, kemudian  menurun  pada  rotor  dengan jumlah  empat  sudu  dengan  efisiensi sebesar  34,42  %  dan  BHP  sebesar 1,0585  Watt  pada  kecepatan  angin  5 m/s,  sedangkan  efisiensi  terendah terjadi  pada  rotor  dengan  jumlah  dua sudu  dengan  efisiensi  sebesar  31,52  % dan  BHP  sebesar  0,774  Watt  pada kecepatan 5 m/s.
3.  Padar  rotor  tanpa  menggunakan  sudu pengarah performance atau  efisiensi maksimum  terjadi  pada  rotor  dengan jumlah  tiga  sudu  dengan  efisiensi sebesar  37,79  %  dan  BHP  sebesar
1,162 Watt pada kecepatan angin 5 m/s, kemudian  menurun  pada  rotor  dengan jumlah  dua  sudu  dengan  efisiensi sebesar 25,36 % dan BHP sebesar 0,78
Jurnal “FLYWHEEL” , Volume 8, Nomor 1, Februari 2017
Watt  pada  kecepatan  angin  6  m/s, sedangkan  efisiensi  terendah  terjadi pada  rotor  dengan  jumlah  empat  sudu dengan  efisiensi  sebesar  18,009  %  dan
BHP sebesar 0,957 Watt pada kecepatan  6  m/s.  Secara  umum  dapat diambil  kesimpulan  bahwa  esisiensi akan  meningkat  seiring  bertambahnya kecepatan angin namun pada kecepatan 6 dan 7 m/s terjadi penurunan sehingga grafiknya  berbentuk  parabolik,  hal  ini terjadi karena kenaikan kecepatan angin yang  berakibat  naiknya  daya  angin tanpa  diimbangi  dengan  kenaikan  BHP generator.

## 5.2. SARAN
Dari hasil penelitian tentang pengaruh pemasangan  sudu  pengarah  dan  variasi jumlah  sudu  rotor  terhadap performance turbin angin Savonius maka dapat disarankan sebagai berikut:
1.  Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut di  mana  udara  yang  dialirkan  dari berbagai  arah dan diberi variasi  jumlah sudu pengarah.
2.  Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut dengan  variasi  besar  sudut  sudu pengarah terhadap sumbu rotor turbin.
3.  Perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut dengan  mengukur  variabel  torsi  untuk mendapatkan nilai daya dengan menggunakan torsimeter.

## DAFTAR PUSTAKA
Patil.  H.  S.  2008. Experimental  work  on horizontal  axis  PVC  turbine  blade  of power  wind  mill. International  journal mechanical  engineeering .  ISSN  2277:
7059.
Hau.  E.  2005.  Handbook Wind  turbines fundamentals technologies, applications, economics. Springer Germany.
Nursuhud.  D  dan  Pudjanarsa.  A.  2008. Handbook  Mesin  Konversi  Energi. Jakarta. Indonesia.
Saha  U.K  dan  Rajkumar.  J.M.  2006. On the  performance  analysis  of  Savonius rotor  with  twisted  blades.  Elsevier journal  renewable  energy 31  (2006) 1776-1788.
Kamoji.  A.M;  Kedare.  B.S;  Prabu.  V.S.
2009. Experimental  investigations  on single  stage  modified  Savonius  Rotor. Elseiver  journal  applied  energy 86 (2009) 1064-1073.
Mohamed.  H.M;  Janiga.  G;  Pap.  E; Thevenin.  D.  2010 .  Optimization  of Savonius turbines using obstacle shielding  the  returning  blade.  Elsevier journal  renewable  energy    35  (2010) 2618-2626.
Mahmoud.  H.N;  El-Haroun.  A.A;  Wahba.
E; Masef. H.M.  2012. An experimental study on improvement of
Farid. 2014. Optimasi Daya Turbin Angin Savonius  Dengan  Variasi  Celah  dan Perubaha  Jumlah  Sudu.  Prosiding SNST. ISBN 978-602-99334-3-7.
Altan. D.B; Atilgan M; Ozdamar A. 2008. An  experimental  study  on  improvement of  a  Savonius  rotor  performance  with curtaining. Elsevier journal experimental  thermal  and  fluid  science 32 (2008) 1673-1678.
Petruzella  D.  F.  1996. Industrial Electronics.  First  Edition .  Sumanto  I. (penerjemah). 2002. Elektronik Industri. Edisi Pertama. ANDI Yogyakarta.