Abstrak—Pola  konsumsi  energi  dunia  maupun  Indonesia  saat ini masih didominasi oleh energi fosil. Hal tersebut kontradiktif dengan  berkurangnya  produksi  energi  fosil  terutama  minyak bumi.  Maka  dengan  memasang  turbin  angin  Savonius  pada gedung di perkotaan diharapkan mampu memanfaatkan aliran angin  yang  bebas  hambatan  dan  meningkatkan  peran  energi baru terbarukan. Penelitian ini  dilakukan dengan meletakkan kayu  multiplek  yang  berfungsi  sebagai  pemodelan  dinding bangunan  di  samping  advancing  blade  turbin  angin  Savonius. Dinding  tersebut  diletakkan  pada  perbandingan  jarak  antara dinding dengan poros turbin angin Savonius terhadap diameter sudu turbin angin Savonius (G/D) sebesar 1,1 dan pada variasi kecepatan 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 m/s. Hasil yang didapatkan berupa adanya  penempatan  dinding di samping  advancing blade  pada G/D=1,1  saat  kecepatan  angin  4  m/s  atau  dalam  bilangan Reynolds  sebesar  77000  yang  merupakan  kecepatan  optimum pada penelitian ini, dengan dengan nilai coefficient power (CoP) yaitu  sebesar  0,0843  pada  λ  =  0,708  dan  mengalami  kenaikan sebesar  86,91%  serta  nilai  coefficient  of  moment  (C M )  yaitu sebesar  0,2485  pada  λ  =  0  dengan  kenaikan  sebesar  132,24%, Nilai coefficient of static torque minimum mengalami kenaikan pada  seluruh  variasi  kecepatan.  Sehingga  meningkatkan kemampuan  self  starting.  Namun,  masih  terdapat  torsi  yang bernilai negatif sehingga membuat turbin angin Savonius belum mampu melakukan self starting pada semua posisi angular sudu.
Kata  Kunci—Coefficient  of  Moment,  Coefficient  of  Power, Coefficient of Static Torque, Tip Speed Ratio dan Turbin Angin Savonius.

## I. PENDAHULUAN
EBUTUHAN  akan  energi  semakin  meningkat  selama beberapa  tahun  ini.  Total  kebutuhan  energi  final meningkat dari 843 juta SBM pada tahun 2017 menjadi 3.438 juta SBM pada tahun 2050 atau meningkat rata-rata sebesar 4,4%  per  tahun  [1].  Adanya  peningkatan  penduduk  di Indonesia  sebesar  32,56  juta  jiwa  pada  tahun  2020  apabila dibandingkan dengan hasil sensus penduduk pada tahun 2010 serta diikuti dengan peningkatan ekonomi, maka secara tidak langsung  akan  berdampak  pada  semakin  bertambahnya jumlah gedung tinggi di Indonesia [2]. Di mana pada tahun 2020 Indonesia mempunyai 105 gedung dengan tinggi lebih dari  150  meter  dan  berada  pada  posisi  kesembilan  sebagai negara  pemilik  gedung  pencakar  langit  terbanyak  di  dunia. Adanya peningkatan pada dua hal tersebut membuat adanya peningkatan pada konsumsi energi di Indonesia. Namun, pola konsumsi  energi  dunia  maupun  Indonesia  saat  ini  masih didominasi  oleh  energi  fosil  dan  hal  tersebut  kontradiktif dengan  berkurangnya  produksi  minyak  bumi  yang menunjukkan penuruan selama 10 tahun terakhir, yaitu dari 346 juta barel pada tahun 2009 menjadi sekitar 283 juta barel pada tahun 2018. Sehingga mendorong pemerintah Indonesia unruk meningkatkan peran energi baru terbarukan (EBT). Di
mana  salah  satu  sumber  energi  baru  terbarukan  tersebut adalah energi angin dengan potensi sebesar 60,6 GW dengan rata-rata kecepatan angin di Indonesia sekitar 4-6 m/s [1], [3]. Maka, dengan memasang turbin angin Savonius pada gedung di  perkotaan  diharapkan  mampu  untuk  memanfaatkan keuntungan  pemasangan  berupa  turbin  angin  Savonius mampu  berputar  pada  kecepatan  angin  yang  rendah  serta aliran angin yang mengalir bebas hambatan.
Penelitian  mengenai  analisis  peningkatan  kinerja  rotor turbin  angin  Savonius  berdasarkan  geometrinya  dengan parameter yang digunakan berupa jumlah sudu turbin, yaitu dua sudu (2b), tiga sudu (3b), dan empat sudu (4b); jumlah stages turbin, yaitu satu stage dan dua stage ; overlap ratio (β) sebesar  0,  0,2,  0,25,  0,3,  dan  0,35; aspect  ratio (α) sebesar 0,5,  1, 2,  4  dan  5;  serta dengan  ada  atau  tanpa  penggunaan

## Studi Eksperimen Efek Penempatan Dinding di Samping Sudu Advancing terhadap Kinerja Turbin Angin Savonius pada Jarak G/D=1,1
Audha Fitrah Aulina dan Tri Yogi Yuwono Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : triyogi@me.its.ac.id
K Gambar 1. Parameter penelitian. Keterangan: ρ  : Massa jenis udara (kg/m 3 ) μ  : Viskositas udara (Ns/m 2 ) V  : Kecepatan aliran udara (m/s) G  : Jarak antara dinding terhadap poros turbin angin Savonius (m) S  :  Jarak  antara  depan  dinding  terhadap  poros  turbin  angin  Savonius (m)
L  : Diameter turbin angin Savonius (m D  : Diameter sudu turbin angin Savonius (m) D o : Diameter endplate (m)
T  : Jarak antara atas dinding terhadap endplate atas (m) H  : Tinggi turbin angin Savonius (m)
K  : Jarak antara plat dasar penyangga turbin terhadap endplate bawah (m)
endplate pada  turbin  angin  Savonius  [4].  Kemudian  dapat disimpulkan  bahwa  pada  turbin  angin  Savonius  dengan kondisi  menggunakan  dua  sudu,  dua stages ,  nilai overlap ratio sebesar  0,  nilai aspect  ratio sebesar  5,  serta  adanya endplate mampu  meningkatkan  kinerja  dari  turbin  angin Savonius.
Penelitian mengenai teknologi Building Augmented Wind Turbine (BAWT)  dengan  menggunakan  turbin  angin  tipe Vertical  Axis  Wind  Turbine (VAWT)  bertujuan  untuk mengidentifikasi  berbagai  jenis Vertical  Axis  Wind Turbine (VAWT), mengilustrasikan kemungkinan turbin angin untuk dipasang  pada  gedung,  dan  membandingkan  keuntungan yang didapatkan terhadap sistem photovoltaic [5]. Berbagai jenis Building  Augmented  Wind  Turbine (BAWT)  juga disebutkan pada penelitian ini. Serta didapatkan pula bahwa turbin  angin  Darrieus  dan  turbin  angin  Savonius  memiliki produktivitas yang lebih baik daripada menggunakan sistem photovoltaic .  Penggunaan  turbin  angin  Savonius  juga  dapat dijadikan  sebagai  solusi  apabila  area  pemasangan  yang terbatas. Di mana turbin angin Savonius membutuhkan jarak pemasangan  antar  turbin  yang  lebih  rendah  daripada  turbin angin  Darrieus  sehingga  memungkinkan  daya  yang dihasilkan lebih tinggi.
Penelitian  mengenai  teknologi Building  Integrated  Wind Turbine (BIWT)  yang  berbeda  pada  umumnya  dan  dengan sistem  yang  dikembangkan  berupa  penggabungan  antara bilah  pengarah  ( guide  vane )  yang  berfungsi  untuk mengumpulkan angin yang masuk serta mampu meningkatkan kecepatan angin yang masuk tersebut dengan sebuah  rotor  yang  disesuaikan  dengan  peletakannya  yaitu pada kulit bangunan [6]. Hasil dari penelitian tersebut adalah adanya guide vane tipe 2 mampu menambah kecepatan angin lebih dari 300% serta mampu memusatkan aliran angin secara efektif. Kemudian dipilih rotor tipe F dengan 8 sudu mampu menghasilkan  daya  maksimum  ketika  nilai tip  speed  ratio sekitar  0,55.  Daya  yang  dihasilkan  dari  rotor  tersebut meningkat  seiring  dengan  meningkatnya  kecepatan  angin. Nilai coefficient  of  power pada  rotor  dengan  rata-rata  nilai yang  dihasilkan  sebesar  0,381.  Serta  dengan  dipilihnya bangunan  tempat  tinggal.  Haeundae,  Busan,  Korea  Selatan, diperkirakan sistem yang diusulkan menghasilkan 241 kWh per hari atau sekitar 6,3% dari listrik yang dikonsumsi harían pada gedung yang ditargetkan.
Penelitian  mengenai Building  Integrated  Wind  Turbine (BIWT)  yang  dipasang  di  sudut  tepi  gedung  betingkat dilakukan  dengan  menggunakan  metode Computational Fluid  Dynamics (CFD)  yang  digunakan  untuk  menyelidiki kinerja turbin serta aliran angin yang terjadi di antara turbin dan  gedung  dengan  menggunakan  parameter  utama  yaitu celah  turbin,  jarak  antar  turbin  yang  berdekatan  dan  sudut angin  [7].  Pada  penelitian  tersebut  didapatkan  bahwa  daya turbin  menurun  seiring  dengan  bertambahnya  celah  turbin dengan nilai coefficient of power maksimum sebesar 0,7390 pada  l=0.75D  dan tip  speed  ratio =1.2  serta  234,4%  lebih tinggi  dibandingkan  turbin  angin  Savonius  yang  beroperasi
Gambar 2. Skema brake dynamometer.
Keterangan: 1. Sistem pulley 2. Benang nylon 3. Massa pemberat
4. Neraca pegas
5. Turbin angin Savonius
6. Poros turbin angin Savonius
7. Struktur penyangga turbin angin Savonius
Gambar 3. Skema dan instalasi peralatan. Gambar  4.  Grafik coefficient  of  power (CoP 0 )  turbin  angin  Savonius tanpa pemasangan dinding sebagai fungsi dari tip speed ratio (λ).
pada uniform  flow .  Dengan  kondisi  pemasangan single turbine dan multi  turbines menunjukkan  bahwa  nilai Coefficient of Power maksimum untuk multi turbines sebesar 0,4319  dan  29,2%  lebih  rendah  daripada single  turbine. Namun,  masih  lebih  tinggi  turbin  yang  beroperasi  pada uniform  flow .  Serta  sudut  angin  memiliki  pengaruh  yang cukup  signifikan  terhadap  daya  yang  dihasilkan  oleh  turbin angin  Savonius.  Nilai  rata-rata Coefficient  of  Power pada turbin dengan sudut di bawah 360 ° adalah sebesar 0,4256, di mana nilai tersebut 92,5% lebih tinggi daripada turbin yang beroperasi pada uniform flow .
Penelitian mengenai pemasangan turbin angin Savonius di atas  atap  bangunan  bertujuan  untuk  melihat  pengaruh peletakkan  turbin  angin  Savonius  pada  atap  bangunan terhadap  lingkungan  sekitarnya  serta  dapat  meramalkan produksi energi yang dihasilkan oleh turbin angin Savonius [8]. Setelah dilakukan simulasi angin disekitar gedung, maka dipilih  lah  kasus  0 ° dan  180 ° serta  terdapat  pula  kasus referensi  ( reference - case )  yaitu  simulasi  percobaan  dengan saluran  masuk  yang uniform yang  digunakan  sebagai pembanding pada kedua kasus dan merupakan kondisi yang paling optimal dengan nilai efisiensi yang paling maksimum yaitu pada tip speed ratio = 0,81. Sehingga dari penelitian ini menunjukkan  adanya  peningkatan  penghasilan  energi  pada turbin  angin  Savonius  yaitu  sebesar  10,23%  berdasarkan reference-case . Sedangkan apabila tidak ada simulasi angin yang  dilakukan,  energi  yang  diproduksi  oleh  turbin  angin Savonius  lebih  rendah  11,53%  berdasarkan reference  case dengan  kecepatan inlet yang  diperkirakan  pada  sampel permukaan  atau  lebih  rendah  19,74%  berdasarkan  pada simulasi turbin angin.
Dari berbagai penelitian tersebut didapatkan bahwa dengan adanya  pemasangan  turbin  angin  Savonius  pada  gedung sangat menguntungkan apabila diterapkan pada suatu daerah atau  negara  yang  memiliki  kecepatan  angin  yang  relatif rendah seperti Indonesia. Maka, pada penelitian ini dilakukan dengan  menempatkan  kayu  multiplek  sebagai  pemodelan sebuah  dinding  di  samping advancing  blade turbin  angin Savonius dengan perbandingan jarak dinding ke poros turbin terhadap diameter sudu turbin (G/D) sebesar 1,1 dan variasi kecepatan sebesar 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 m/s yang bertujuan untuk mengetahui kecepatan angin yang optimum sehingga didapat kinerja dari turbin angin Savonius yang optimum pula.

## II. METODE PENELITIAN
Parameter yang digunakan pada penelitian ini antara lain jarak  antara  dinding  terhadap  poros  turbin  angin  Savonius (G),  kecepatan  angin  (V),  massa  jenis  fluida  (ρ),  viskositas fluida (μ), tinggi turbin angin Savonius (H), jarak antara tepi atas  dinding  terhadap endplate (T),  jarak  antara endplate bawah  terhadap  plat  dasar  penyangga  turbin  (K),  diameter sudu  turbin  angin  Savonius  (D T ),  diameter endplate (D o ), diameter  turbin  angin  Savonius  (L)  dan  jarak  antara  depan dinding  terhadap  poros  turbin  angin  Savonius  (S).  Pada Gambar 1 menunjukkan parameter pada penelitian ini.

## A. Peralatan
Peralatan yang digunakan pada penilitian ini antara lain:
1) Axial Fan dan Voltage Regulator
Axial  fan berfungsi  untuk  menghasilkan  kecepatan  angin dengan  tipe  yang  digunakan  adalah  CKE  SPV-18. Voltage regulator digunakan  sebagai  pengatur  kecepatan  aliran dengan  mengatur  besar  tegangan output serta  tipe  yang digunakan adalah Model TDGC23KVA.

## 2) Turbin Angin Savonius
Spesifikasi  dari  turbin  angin  Savonius  yang  digunakan antara lain:
a. Diameter sudu turbin (D) : 165,2 mm
b. Tinggi turbin (H) : 303,4 mm c. Diameter turbin (L) : 303,4 mm d. Diameter poros (b) : 19 mm e. Diameter endplate (D o )  : 321 mm f. Tebal endplate : 1 mm g. Tebal sudu turbin (x) : 4 mm h. Material sudu turbin : Pipa PVC i. Material Endplate : Alumunium Cladding 2024
3) Dinding Bangunan
Spesifikasi dinding bangunan yang digunakan adalah:
a. Panjang : 1550 mm b. Lebar : 450 mm c. Tinggi : 705 mm d. Tebal : 12 mm e. Material :  Kayu  multiplek  ( multiply wood )
Gambar  5.  Grafik coefficient  of  moment (C M  0 )  turbin  angin  Savonius tanpa pemasangan dinding sebagai fungsi dari tip speed ratio (λ). Gambar  6.  Grafik coefficient  of  static  torque turbin  angin  Savonius tanpa  pemasangan  dinding  (C TS  0 )  terhadap  fungsi  sudut  sudu  turbin angin Savonius.

## 4) Honeycomb
Honeycomb berfungsi sebagai pengarah aliran angin agar menjadi aliran uniform .
5) Bearing
Bearing berfungsi untuk membantu berputarnya poros dan sebagai  tumpuan  sebuah  poros  agar  dapat  berputar  tanpa mengalami  gesekan  yang  berlebihan  serta  tipe  yang digunakan adalah Double Row Angular Contact Ball Bearing tipe SKF 3201 ATN9.
6) Anemometer
Anemometer berfungsi  untuk  mengukur  kecepatan  aliran angin dengan tipe yang digunakan adalah OMEGA HHF92A Digital Anemometer .
7) Tachometer
Tachometer berfungsi untuk mengukur kecepatan putaran poros  dan  digunakan tachometer tipe Economical  Non- Contact Pocket Optional Tachometer OMEGA HHT12.
8) Torque meter
Torque  meter berfungsi  untuk  mengukur  nilai  torsi  statis dengan tipe yang digunakan adalah LUTRON TQ-800.
9) Brake Dynamometer
Brake  dynamometer berfungsi  untuk  mengukur  torsi dinamis yang dihasilkan oleh  turbin  angin Savonius.  Untuk mendapatkan  nilai  torsi  dinamis  tersebut  dapat  dilakukan dengan menghitung nilai selisih antara massa pemberat dan nilai  yang  tertera  pada  neraca  pegas  kemudian  dikalikan dengan jari-jari poros. Pada Gambar 2 menunjukkan skema brake dynamometer yang digunakan pada penelitian ini.

## B. Metode Pengukuran
Skema  dan  instalasi  peralatan  pada  penelitian  ini ditunjukkan  pada  Gambar  3. Axial  fan diletakkan  di  depan turbin  angin  Savonius  sejauh  3200  mm  serta  menempatkan honeycomb di  depan axial  fan sejauh  800  mm  agar  aliran angin  yang  mengalir  menjadi uniform .  Untuk  mengatur kecepatan angin dari axial fan digunakan voltage regulator . Dinding  yang  terbuat  dari  kayu  multiplek  diletakkan  di samping advancing  blade pada  rasio  G/D=1,1.  Kecepatan angin  yang  mengalir  diukur  dengan  menggunakan anemometer yang diletakkan pada jarak 8D di depan turbin angin  Savonius.  Hal  tersebut  dilakukan  untuk  menghindari
efek  putaran  balik  dari  turbin  angin  Savonius  serta  efek adanya penempatan dinding.
Hasil pengukuran berupa nilai torsi statis dan torsi dinamis yang dapat digunakan untuk mendapatkan nilai coefficient of power , coefficient of moment dan coefficient of static torque. Torsi  statis  didapatkan  dengan  menggunakan torque  meter serta  untuk  mendapatkan  torsi  dinamis  dapat  menggunakan sistem brake  dynamometer yang  pemasangan  alat  ukurnya ditunjukkan pada Gambar 2.

## C. Perhitungan Performa Turbin Angin Savonius
Pada  penelitian  ini,  turbin  angin  Savonius  dioperasikan pada  kecepatan  angin  4,  5,  6,  7,  8  dan  9  m/s  atau  dalam bilangan  Reynolds  sebesar  7,7×10 4 hingga  17,2×10 4 . Bilangan  Reynolds  tersebut  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan:
Re L = ρVL μ (1)
ρ  merupakan  massa  jenis  udara  dalam  satuan  kg/m 3 ,  V merupakan kecepatan angin yaitu sebesar 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 m/s,  μ  merupakan  viskositas  dinamis  udara  dalam  satuan N.s/m 2 ,  L  merupakan  panjang  karakteristik  yang  sama dengan diameter turbin angin Savonius yaitu L=2D-b-2x.
Daya  teoritis  atau  daya input merupakan  daya  yang dihasilkan oleh angin dapat dihitung dengan persamaan:
P W = 1 2 ∙ ρ ∙ A ∙ V 3 (2)
Pw merupakan daya teoritis dalam satuan Watt, A merupakan luas  penampang  yang  terkena  angin  serta  dapat  dinyatakan dalam persamaan:
A = L ∙ H = (2D − b − 2x) ∙ H (3)
L merupakan diameter turbin angin Savonius dalam satuan m serta H adalah tinggi turbin angin Savonius dalam satuan m.
Daya  aktual  atau  daya output merupakan  daya  yang dihasilkan  oleh  turbin  angin  Savonius  serta  dapat  dihitung dengan menggunakan persamaan:
P T = T D ∙ 𝜔 (4)
P T merupakan daya aktual dalam satuan Watt, ω merupakan kecepatan  tangensial  turbin  angin  Savonius  dalam  satuan rad/s,  T D merupakan  torsi  dinamis  yang  didapat  dengan
Gambar 7. Grafik coefficient of power maksimum (CoP max ) turbin angin Savonius  tanpa  dan  dengan  dinding  sebagai  fungsi  dari  bilangan Reynolds pada G/D=1,1.
Gambar 8. Grafik coefficient of moment maksimum (C M max ) turbin angin Savonius  tanpa  dan  dengan  dinding  sebagai  fungsi  dari  bilangan Reynolds pada G/D=1,1.
menggunakan sistem brake  dynamometer dan dalam satuan (N.m).  Torsi  dinamis  ini  dilakukan  dengan  menghitung selisih beban yang diberikan pada sistem brake dynamometer sehingga didapat persamaan:
T D = |m − s| ∙ g ∙ r (5)
m  adalah  massa  pemberat  dalam  satuan  kg.  s  adalah  massa yang  terbaca  pada  neraca  pegas  dalam  satuan  kg,  g  adalah percepatan gravitasi dalam satuan m/s 2 dan r adalah jari-jari poros  turbin  angin  Savonius  yang  menerima  beban  dalam satuan m.
Tip  speed  ratio (λ)  merupakan  perbandingan  antara kecepatan  tangensial  dari  turbin  angin  Savonius  terhadap kecepatan angin yang dapat ditulis dalam persamaan:
λ = ω ∙ R V (6)
R merupakan jari-jari turbin angin Savonius dalam satuan m.
Coefficient  of  Moment (C M )  merupakan  perbandingan antara  torsi  input  dengan  torsi  output  atau  perbandingan antara torsi dinamis dari turbin angin Savonius dengan torsi teoritis  yang  dihasilkan  oleh  angin.  Sehingga  didapat persamaan:
C M = T D 1 2 ∙ ρ ∙ A ∙ R ∙ V 2 (7)
Coefficient of Power (CoP) merupakan perbandingan daya output  dengan  daya  input  atau  perbandingan  antara  daya mekanik  yang  dihasilkan  oleh  turbin  terhadap  daya  kinetik yang  dimiliki  oleh  angin.  Sehingga  dapat  ditulis  dalam persamaan:
CoP = |m − s| ∙ g ∙ r ∙ π ∙ n 15 ∙ ρ ∙ A ∙ R ∙ V 3 (8)
Coefficient of static torque (C TS ) merupakan perbandingan antara torsi statis yang dihasilkan pada turbin angin Savonius dengan  torsi  teoritis  yang  dihasilkan  oleh  angin.  Sehingga dapat ditulis dalam persamaan:
C TS = T S 1 2 ∙ ρ ∙ A ∙ R ∙ V 2 (8)

## III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
A. Analisis  Performa  Turbin  Angin  Savonius  Tanpa Pemasangan Dinding
Analisis performa turbin angin Savonius tanpa pemasangan dinding dilakukan sebagai pembanding terhadap performa yang dihasilkan serta efek yang ditimbulkan apabila terdapat  penempatan  dinding  di  samping advancing  blade turbin angin Savonius.  Analisis yang dilakukan berupa:
1) Analisis  Nilai  Coefficient  of  Power  Turbin  Angin Savonius  Tanpa  Pemasangan  Dinding  (CoP 0 )  Terhadap Fungsi Tip Speed Ratio (λ)
Gambar  4  menunjukkan  nilai coefficient  of  power tanpa pemasangan  dinding (CoP 0 )  sebagai  fungsi  dari tip  speed ratio (λ)  yang  dilakukan  pada  seluruh  variasi  kecepatan. Dapat  dilihat  bahwa  grafik  tersebut  memiliki trendline berbentuk parabola menghadap ke bawah.
Nilai coefficient of power meningkat hingga titik tertentu yang mengindikasikan nilai coefficient of power maksimum
kemudian  menurun  kembali.  Nilai coefficient  of  power maksimum  menunjukkan  nilai tip  speed  ratio (λ)  yang optimum yaitu sekitar 0,7. Maka, dengan meningkatnya nilai tip  speed  ratio (λ)  akan  meningkatkan  nilai coefficient  of power hingga mencapai nilai coefficient of power maksimum. Setelah itu nilai coefficient of power menurun seiring dengan bertambahnya nilai tip speed ratio (λ).
Nilai tip  speed  ratio (λ)  pun  bergantung  pada  besarnya pembebanan yang diberikan pada sistem brake dynamometer . Di mana saat tidak diberi pembebanan, maka nilai tip speed ratio (λ)  menjadi  maksimum.  Kemudian  semakin  menurun seiring  dengan  bertambahnya  jumlah  pembebanan.  Hal tersebut dikarenakan  adanya pembebanan memberikan  efek pengereman  pada  turbin  angin  Savonius,  sehingga  akan menyebabkan  timbulnya  kerugian-kerugian  mekanis  yang terjadi pada turbin angin Savonius. Maka, nilai coefficient of power akan  meningkat  hingga  titik  tertentu  yaitu  titik maksimum pada tip speed ratio (λ) yang optimum kemudian akan  mengalami  penurunan  seiring  dengan  menurunnya tip speed ratio (λ) dan bertambahnya beban yang semakin besar. Sehingga agar turbin angin Savonius mampu bekerja secara optimum, maka turbin angin Savonius diusahakan beroperasi pada  saat  rentang coefficient  of  power maksimum  dan tip speed  ratio optimum,  yaitu  pada  rentang tip  speed  ratio sebesar 0,6–0,7  pada  tiap  kecepatan  angin.  Hal  tersebut dikarenakan, saat rentang tersebut daya yang dihasilkan oleh turbin  angin  menjadi  maksimum  serta  apabila  terdapat penambahan  pembebanan  tidak  membuat  turbin  angin Savonius berhenti.
Nilai coefficient  of  power juga  dipengaruhi  oleh  variasi kecepatan  angin.  Nilai coefficient  of  power mengalami peningkatan hingga kecepatan optimum yaitu pada kecepatan 5 m/s. Setelah melewati kecepatan 5 m/s, nilai coefficient of power mengalami  penurunan.  Hal  tersebut  dikarenakan terdapat kerugian-kerugian mekanis yang terjadi pada turbin angin Savonius, serta dengan keadaan kecepatan angin yang terlalu tinggi akan mengakibatkan timbulnya efek solid wall . 2) Analisis  Nilai  Coefficient  of  Moment  Turbin  Angin Savonius  Tanpa  Pemasangan  Dinding  (C M  0 )  Terhadap Fungsi Tip Speed Ratio (λ)
Gambar  5  menunjukkan  grafik coefficient  of  moment turbin  angin  Savonius  tanpa  pemasangan  dinding  (C M  0 ) sebagai  fungsi  dari tip  speed  ratio (λ)  dan  dilakukan  pada kecepatan angin 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 m/s. Dapat dilihat bahwa grafik tersebut memiliki trendline yang menurun.
Apabila semakin besar nilai tip speed ratio (λ) maka nilai coefficient  of  moment yang  dihasilkan  oleh  turbin  angin Savonius mengalami penurunan. Nilai coefficient of moment maksimum didapatkan pada saat tip speed ratio (λ) bernilai 0.  Hal  tersebut  mengindikasikan  bahwa  pembebanan maksimum  pada brake  dynamometer .  Sedangkan  apabila nilai coefficient  of  moment minimum,  maka tip  speed  ratio (λ)  bernilai  maksimum.  Hal  tersebut  menunjukkan  bahwa tidak  terdapat  pembebanan  pada brake  dynamometer .  Nilai coefficient of moment juga dipengaruhi oleh variasi kecepatan angin.  Nilai coefficient  of  moment mengalami  peningkatan hingga  kecepatan  optimum  yaitu  pada  kecepatan  5  m/s. Kemudian setelah melewati kecepatan 5 m/s, nilai coefficient of moment mengalami penurunan. Hal tersebut dikarenakan adanya  kerugian-kerugian  mekanis  serta  terdapat  efek solid wall yang terjadi apabila turbin angin Savonius berputar pada
kecepatan yang terlalu tinggi. Efek solid wall tersebut akan membuat  angin  tidak  dapat  melewati  sudu  turbin  dengan sempurna. Dan apabila nilai kecepatan angin terlalu rendah, maka  akan  menyebabkan  kecepatan  putaran  turbin  angin Savonius juga rendah. Sehingga dengan adanya dua keadaan tersebut  akan  mengakibatkan  nilai coefficient  of  moment menjadi  kurang  maksimal.  Serta  kemampuan  turbin  angin Savonius untuk menerima beban yang diberikan pada brake dynamometer menjadi kurang maksimal.
3) Analisis  Nilai  Coefficient  of  Static  Torque  Angin Savonius  Tanpa  Pemasangan  Dinding  (C TS  0 )  Terhadap Sudut Sudu Turbin Angin Savonius (θ)
Gambar  6  menunjukkan  grafik  nilai coefficient  of  static torque turbin angin Savonius tanpa pemasangan dinding (C TS 0 )  terhadap  fungsi  sudut  sudu  turbin  angin  Savonius  (θ). Pengukuran torsi statis dilakukan pada sudut sudu turbin (θ) 0 ° hingga  180 ° dengan  kenaikan  10 ° .  Pada  grafik  tersebut menunjukkan trendline yang  berbentuk  sinusoidal.  Torsi statis maksimum berada pada sudut sudu turbin (θ) sebesar 30 ° dan torsi statis minimum berada pada sudut sudu turbin (θ) sebesar 140 ° pada setiap kecepatan angin.
Pada  Gambar  6  menunjukkan  bahwa  terdapat  torsi  statis yang  bernilai  positif  dan  negatif.  Torsi  statis  yang  bernilai positif  tersebut  terjadi  karena advancing  blade turbin  angin Savonius  yang  mendekati  arah  datangnya  angin  sehingga advancing  blade turbin  angin  Savonius  semakin  terkena aliran  angin.  Sedangkan  torsi  statis  yang  bernilai  negatif tersebut  terjadi  karena advancing  blade turbin  angin Savonius  yang  menjauhi  arah  datangnya  angin  sehingga returning blade turbin angin Savonius semakin terkena aliran angin  yang  kemudian  membuat  gaya drag pada returning blade lebih  besar  daripada  gaya drag yang  terjadi  pada advancing  blade . Sehingga  menyebabkan  turbin  angin berputar  pada  arah  sebaliknya.  Maka  torsi  statis  bernilai negatif  tersebut  menunjukkan  bahwa  turbin  angin  Savonius pada  sudut  tertentu  tidak  mampu  untuk  melakukan self starting yang  berarti  bahwa  agar  turbin  tersebut  dapat berputar  maka  dibutuhkan  torsi  awal  dengan  memberikan gaya  dari  luar.  Pada  Gambar  6  tersebut  didapat  bahwa
semakin tinggi kecepatan aliran angin, maka area torsi negatif yang  terbentuk  semakin  sempit.  Sehingga  hal  tersebut menunjukkan  bahwa  terjadi  peningkatan  kemampuan self starting turbin angin Savonius.
B. Analisis  Performa  Turbin  Angin  Savonius  dengan  dan Tanpa Pemasangan Dinding
Analisis performa turbin angin Savonius dengan dan tanpa adanya pemasangan dinding pada perbandingan jarak antara dinding ke poros turbin angin Savonius dengan diameter sudu turbin  (G/D)  sebesar  1,1  bertujuan  untuk  mengetahui pengaruh adanya pemasangan dinding di samping advancing blade terhadap  kinerja  yang  dihasilkan  oleh  turbin  angin Savonius. Adapun analisis yang dilakukan berupa:
1) Analisis  Nilai  Coefficient  of  Power  Turbin  Angin Savonius maksimum dengan dan tanpa Pemasangan Dinding (CoP max ) Terhadap Fungsi Bilangan Reynolds
Gambar  7  menunjukkan  grafik coefficient  of  power maksimum (CoP max ) tanpa dan dengan pemasangan dinding sebagai fungsi bilangan Reynolds pada G/D=1,1.
Pada Gambar 7 dapat dilihat bahwa grafik nilai coefficient of  power maksimum  tanpa  pemasangan  dinding  (CoP 0  max ) memiliki trendline yang  naik  hingga  bilangan  Reynolds sebesar 95940 kemudian mengalami penurunan. Sedangkan pada  grafik  nilai coefficient  of  power maksimum  (CoP max ) dengan  pemasangan  dinding  pada  G/D=1,1  memiliki trendline yang semakin menurun seiring dengan bertambahnya bilangan Reynolds.  Hal tersebut menunjukkan bahwa  dengan  adanya  pemasangan  dinding  pada  G/D=1,1, seiring dengan bertambahnya bilangan Reynolds maka aliran angin  yang  terdefleksi  akibat  pemasangan  dinding  semakin mengarah  menuju returning  blade turbin  angin  Savonius. Sehingga mengakibatkan peningkatan gaya drag yang terjadi pada returning  blade yang  kemudian  mengakibatkan meningkatnya  torsi  yang  dihasilkan.  Kemudian selisih  torsi antara advancing  blade dan returning  blade menurun. Sehingga  daya  yang  dihasilkan  oleh  turbin  angin  Savonius mengalami  penurunan.    Sesuai  dengan  simulasi  angin  pada sekitar gedung pada G/D=1,1 diduga bahwa apabila semakin bertambahnya  nilai  bilangan  Reynolds  maka  turbin  angin Savonius tersebut semakin berada dalam low velocity region [7]. Sehingga nilai coefficient of power relatif konstan yang menunjukkan  bahwa  nilai  bilangan  Reynolds  sudah  tidak memengaruhi  nilai coefficient  of  power .  Di  mana  dengan adanya  pemasangan  dinding  G/D=1,1  dan  pada  bilangan Reynolds  77000  memiliki  nilai coefficient  of  power maksimum (CoP max ) yang lebih tinggi daripada pada bilangan Reynolds yang lain. Nilai coefficient of power (CoP) tertinggi yaitu  sebesar  0,0843  pada  λ  =  0,708  serta  mengalami kenaikan sebesar 1,86 kali atau 86,91% apabila dibandingkan tanpa adanya pemasangan dinding.
2) Analisis  Nilai  Coefficient  of  Moment  Turbin  Angin Savonius maksimum dengan dan tanpa Pemasangan Dinding (C M max ) Terhadap Fungsi Bilangan Reynolds
Gambar  8  menunjukkan  grafik coefficient  of  moment maksimum  (C M  max )  tanpa  dan  dengan  pemasangan  dinding sebagai fungsi bilangan Reynolds pada G/D=1,1.
Pada Gambar 8 dapat dilihat bahwa grafik nilai coefficient of  moment maksimum  tanpa  pemasangan  dinding  (C M0  max ) memiliki trendline yang  naik  hingga  bilangan  Reynolds sebesar 95940 kemudian mengalami penurunan. Sedangkan
Gambar  9.  Grafik coefficient  of  static  torque turbin  angin  Savonius dengan  pemasangan  dinding  (C TS )  terhadap  fungsi  sudut  sudu  turbin angin Savonius.
pada  grafik  nilai coefficient  of  moment maksimum  (C M  max ) dengan  pemasangan  dinding  pada  G/D=1,1  memiliki trendline yang semakin menurun seiring dengan bertambahnya bilangan Reynolds.  Hal tersebut menunjukkan bahwa  dengan  adanya  pemasangan  dinding  pada  G/D=1,1, seiring dengan bertambahnya bilangan Reynolds maka aliran angin  yang  terdefleksi  akibat  pemasangan  dinding  semakin mengarah  menuju returning  blade turbin  angin  Savonius. Sehingga mengakibatkan peningkatan gaya drag yang terjadi pada returning  blade yang  kemudian  mengakibatkan meningkatnya  torsi  yang  dihasilkan.  Kemudian selisih  torsi antara advancing  blade dan returning  blade menurun. Sehingga  daya  yang  dihasilkan  oleh  turbin  angin  Savonius mengalami  penurunan.  Serta  kemampuan  turbin  angin Savonius untuk menerima beban yang diberikan pada brake dynamometer semakin menurun.
Sesuai  dengan  simulasi  angin  pada  sekitar  gedung  pada G/D=1,1 diduga bahwa apabila semakin bertambahnya nilai bilangan  Reynolds  maka  turbin  angin  Savonius  tersebut semakin berada dalam low velocity region [7]. Sehingga nilai coefficient  of  moment relatif  konstan  yang  menunjukkan bahwa  nilai  bilangan  Reynolds  sudah  tidak  memengaruhi nilai coefficient  of  moment .  Di  mana  dengan  adanya pemasangan  dinding  G/D=1,1  dan  pada  bilangan  Reynolds 77000 memiliki nilai coefficient of moment maksimum (C M max ) yang lebih tinggi daripada pada bilangan Reynolds yang lain. Nilai coefficient of moment (C M ) tertinggi yaitu sebesar 0,2485 serta  mengalami  kenaikan  sebesar  2,23  kali  atau 132,24%  apabila  dibandingkan  tanpa  adanya  pemasangan dinding.
3) Analisis Nilai Coefficient of Static Torque Turbin Angin
Savonius  dengan  Pemasangan  Dinding  (C TS )  Terhadap Fungsi Sudut Sudu Turbin Angin Savonius (θ)
Gambar  9  menunjukkan  grafik  nilai coefficient  of  static torque turbin  angin  Savonius  dengan  pemasangan  dinding (C TS ) terhadap fungsi sudut sudu turbin angin Savonius  (θ). Pengukuran torsi statis dilakukan pada sudut sudu turbin (θ) 0 ° hingga  180 ° dengan  kenaikan  10 ° .  Pada  grafik  tersebut menunjukkan trendline yang berbentuk sinusoidal.
Pada Gambar 9 apabila dibandingkan dengan grafik tanpa pemasangan  dinding,  terdapat  penurunan  pada  nilai  C TS positif  serta  nilai  C TS yang  bernilai  negatif  mengalami peningkatan  pada  seluruh  variasi  kecepatan.  Adanya peningkatan  tersebut  mengindikasikan  dengan  adanya penempatan  dinding  pada  G/D=1,1  mampu  memperbaiki kemampuan self  starting turbin  angin  Savonius.  Namun, dapat dilihat pada Gambar 9 pula masih terdapat torsi yang bernilai negatif. Hal tersebut mengindikasikan bahwa turbin angin  Savonius  pada  sudut  tertentu  tidak  mampu  untuk melakukan self  starting yang  berarti  agar  turbin  tersebut
dapat  berputar  maka  dibutuhkan  torsi  awal  dengan memberikan gaya dari luar.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  yang  telah  dilakukan  pada penilitian ini, maka didapatkan berupa kesimpulan mengenai pengaruh  peletakkan  dinding  di  samping advancing  blade turbin angin Savonius pada perbandingan G/D=1,1 dan pada variasi kecepatan angin 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 m/s adalah sebagai berikut:  (1)  Pada  peletakkan dinding  di  samping advancing blade turbin  angin  Savonius  dengan  G/D=1,1  dan  pada kecepatan  4  m/s  atau  dalam  bilangan  Reynolds  sebesar 77000,  didapat  nilai coefficient  of  power (CoP)  dan coefficient  of  moment (C M )  tertinggi  apabila  dibandingkan pada  variasi  kecepatan  lainnya.  Serta  mampu  memperbaiki kinerja  turbin  angin  Savonius;(2)  Nilai coefficient  of  power (CoP) tertinggi yaitu sebesar 0,0843 pada λ = 0,708 dengan kenaikan  sebesar  86,91%,  nilai coefficient  of  moment (C M ) tertinggi  yaitu  sebesar  0,2485  pada  λ  =  0  dengan  kenaikan sebesar 132,24%, serta nilai tip speed ratio (λ) tertinggi yaitu sebesar  1,129  dengan  penempatan  dinding  di  samping advancing blade pada G/D=1,1 serta kecepatan angin 4 m/s atau  dalam  bilangan  Reynolds  sebesar  77000;  (3)  Pada peletakkan dinding di samping advancing blade turbin angin Savonius  dengan  G/D=1,1  serta  pada  seluruh  variasi kecepatan, nilai coefficient of static torque negatif mengalami peningkatan.  Sehingga  mampu  untuk  meningkatkan kemampuan self starting turbin angin Savonius.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Sekretaris  Dewan  Energi  Nasional,  “Outlook  Energi  Indonesia.” Kementerian  Energi  dan  Sumber  Daya  Mineral  Republik  Indonesia, Jakarta, 2019.
[2]  B. P. Statistik, “Berita Resmi Statistik: Hasil Sensus Penduduk 2020.” Badan Pusat Statistik, Jakarta, 2021.
[3]  D. E. Nasional, “Indonesia energy out look 2019,” J. Chem. Inf. Model , vol. 53, no. 9, pp. 1689–1699, 2019.
[4]  N. H. Mahmoud, A. A. El-Haroun, E. Wahba, and M. H. Nasef, “An experimental study on improvement of Savonius rotor performance,” Alexandria  Eng.  J. ,  vol.  51,  no.  1,  pp.  19–25,  2012,  doi: 10.1016/j.aej.2012.07.003.
[5]  M. Casini, “Small vertical axis wind turbines for energy efficiency of buildings,” J. Clean Energy Technol. , vol. 4, no. 1, pp. 56–65, 2016.
[6]  J. Park, H.-J. Jung, S.-W. Lee, and J. Park, “A new building-integrated wind turbine system utilizing the building,” Energies ,  vol.  8,  no.  10, pp. 11846–11870, 2015.
[7]  Z. Mao, G. Yang, T. Zhang, and W. Tian, “Aerodynamic performance analysis of a building-integrated savonius turbine,” J. Energies , vol. 13, no. 10, p. 2636, 2020.
[8]  R. Longo, P. Nicastro, M. Natalini, P. Schito, R. Mereu, and A. Parente, “Impact of urban environment on Savonius wind turbine performance: A numerical perspective,” J.  Renew.  Energy ,  vol.  156,  pp.  407–422, 2020.