## Pengaruh beban lampu terhadap tegangan, arus, dan RPM pada turbin angin ODGV 7 sudu
Rulyik Suhartono 1 , Mochamad Arif Irfa`i 2 , Basuki 3
Prodi Teknik Mesin, Fakulta sTeknik, Universitas Hasyim Asy’ari Jl. Irian Jaya 55 Tebuireng Tromol Pos IX Jombang Jatim Telp. (0321) 861719 (Hunting), 864206, 851396, 874685 Fax. 874684
Corresponding author :rulykajrc2015@gmail.com

## Abstract
Renewable  energy  is  energy  that  can  replace  fossil  energy  that  will  run  out, renewable  energy  sources  can  come  from  the  sun,  water,  geothermal,  biomass  and  wind. Based  on  this  explanation,  the  researchers  conducted  research  on  the  conversion  of  wind energy into electricity by making ODGV wind turbines, for the purpose of this study was to find out how the number of blades and the load affect the performance of ODGV type wind turbines. The type of research that the author uses is quantitative research, in this method the author conducts research using a total of 7 blades and variations in lamp load 0, 3, 6 and 9 watts.  The  analyzed  values  include  voltage,  current  and  revolutions  per  minute.  From  the results  of  the  study,  it  was  found  that  the  ODGV  wind  turbine  with  a  total  of  7  blades produced a maximum value, namely, a voltage of 10 volts, a current of 0 watts and an RPM of 280.4 with a lamp load of 0 watts.
Keywords:wind turbine, voltage, current and RPM.

## Abstrak
Energi terbarukan merupakan energi yang dapat menggantikan energi fosil yang akan mengalami  kehabisan,  sumber  –  sumber  energi  terbarukan  bisa  berasal  dari  matahari,  air, panas  bumi,  biomasa  dan  angin.Berdasarkan  penjelasan  tersebut  peneliti  melakukan penelitian  tentang  konversi  energi  angin  menjadi  listrik  dengan  membuat  turbin  angin ODGV,  untuk  tujuan  dalam  penelitian  ini  adalah  mengetahui  bagaimana  pengaruh  jumlah sudu dan beban terhadap unjuk kerja turbin angin jenis ODGV. Jenis penelitian yang penulis gunakan adalah penelitian kuantitatif, dalam metode ini penulis melakukan penelitian dengan menggunakan jumlah 7 sudu dan variasi beban lampu 0, 3, 6 dan 9 Watt . Nilai yang dianalisis meliputi  tegangan,  arus,  dan revolution  per  minute. Dari  hasil  penelitian  didapatkan  bahwa turbin  angin  ODGV  dengan  jumlah  7  sudu  menghasilkan  nilai  maksimal  yaitu,  tegangan sebesar 10 volt , arus 0 watt dan RPM 280,4 dengan beban lampu 0 watt . Kata kunci: turbin angin, tegangan, arus, dan RPM.

## Pendahuluan
Pertumbuhan penduduk negara Indonesia  membuat  permintaan  suplai listrik terus mengalami peningkatan, tambahan kebutuhan listrik dari masyarakat,  seperti  rumah  tangga,  industri, usaha komersial dan umum masih melebihi pasokan  dari  PT  PLN.  Negara  Indonesia diprediksi akan mengalami krisis setidaknya  sebesar  1.000  megawatt  pada tahun  2018  [6].  Mengingat  kebutuhan listrik  di  Indonesia  pada  saat  ini  masih
bergantung pada energi fosil yang jumlahnya  sangat  terbatas.  Oleh  karena  itu perlu  adanya  energi  alternatif  atau  energi terbarukan yang bisa menggantikan penggunaan  energi  listrik  dari  energi  fosil menjadi energi terbarukan.
Energi  terbarukan  merupakan  energi yang dapat menggantikan energi fosil  yang akan  mengalami  kehabisan,  sumber  – sumber  energi  terbarukan  bisa  berasal  dari matahari,  air,  panas  bumi,  biomasa  dan angin [4].
Energi  angin  merupakan  sumber energi  yang sangat melimpah, energi  angin ini juga dapat dikonversikan menjadi energi listrik  melalui  turbin  angin,  Sebelum melakukan  pemasangan  turbin  angin  perlu melakukan  penelitian  energi  angin  di daerah  tersebut,  karena  hal  ini  merupakan syarat  penting  agar  turbin  angin  dapat bekerja  secara  maksimal  [8].  Kecepatan angin  di  indonesia  rata-rata  berkisar  antara 3  m/s  sampai  5  m/s,  sehingga  berpotensi untuk  dikembangkan  sistem  pembangkit listrik  sekala  kecil  sebagai  referensi pembuatan turbin angin [4].
Turbin  angin  merupakan  suatu  alat penghasil  energi  lisrik  yang  dapat  dikelola secara  berkelanjutan,  salah  satu  tipe  turbin angin yang mudah dibuat yaitu kincir angin dengan  sumbu  vertikal,  turbin  angin  ini berputar  dengan  memanfaatkan  angin  dari berbagai arah [7].
Turbin  angin  yang  sering  di  gunakan adalah  turbin  angin  jenis  ODGV,  turbin angin  ODGV  ( Omni  direction  guide  vane ) adalah turbin angin yang memiliki kelebihan  untuk  meningkatkan  rotosi  rotor turbin,  lebih  stabil,  dan  meningkatkan kecepatan  torsi  pada  turbin  jenis  vertikal [3].
Berdasarkan  pemapaaran  di  atas penulis tertarik untuk melakukan penelitian tentang  pengaruh  variasi  jumlah  sudu  dan beban  terhadap  unjuk  kerja  turbin  angin jenis ODGV 7 sudu.
Diharapkan  dalam  penelitian  ini penulis  dapat  menghasilkan  turbin  angin vertikal  jenis  ODGV  dan  kedepannya penelitian  ini  mampu  di  kembangankan dalam  skala  besar  untuk  menghasilkan energi  listrik  sebagai  alternatif  pengganti energi fosil.

## Tinjauan Pustaka
Angin  yaitu  udara  yang  bergerak yang diakibatkan oleh rotasi bumi dan juga karena  adanya  perbedaan  tekanan  udara (tekanan tinggi ke tekanan rendah disekitarnya) [1].
Turbin angin adalah sebuah alat yang dapat  digunakan  untuk  membangkitkan
tenaga  listrik,  Turbin  angin  ini  pada awalnya  dibuat  untuk  mengakomodasi kebutuhan  para  petani  dalam  melakukan penggilingan  padi,  keperluan  irigasi,  dll. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark,  Belanda,  dan  negara-negara Eropa  lainnya  dan  lebih  dikenal  dengan Windmil  [2].  Desain  turbin  angin  sangat banyak berdasarkan arah putarannya, turbin angin  dibedakan  menjadi  dua  yaitu,  turbin angin  poros  horizontal,  dan  turbin  angin poros vertikal.
Turbin  angin  poros  horizontal  adalah turbin  angin  horizontal  yang  putaran  poros utamanya  mengikuti  arah  angin.  Supaya baling-baling berputar dengan tepat, datangnya  angin  sebaiknya  sejajar  dengan poros  kincir  dan  tegak  lurus  dengan  arah putaran  baling-baling.  Kebanyakan  kincir angin  tipe  ini  memiliki  sudu  yang menyerupai sayap pesawat terbang. Kebanyakan  semakin  banyak  jumlah  sudu semakin kencang kincir berputar.
Tubin  angin  poros  vertikal  yang gerak  poros  dan  rotornya  sejajar  dengan datangnya  angin,  sehingga  baling-baling bisa  berputar  dari  segala  penjuru  arah angin.sumbu vertikal memungkinkan untuk menempatkan  dinamo  dan  komponen– komponen  utama  lainya  dapat  ditempatkan dekat  dengan  permukaan  tanah,  hal  ini menyebabkan  lebih mudahnya  dalam prosesperawatan.
Cara  kerja  Turbin  angin  ialah mengubah  energi  angin  menjadi  energi putar  sudu,  kemudian  putaran  sudu diteruskan ke rotor berfungsi menggerakkan dinamo, yang nantinya akan menghasilkan  listrik,  berikut  ini  adalah sistem  konversi  energi  angin,  yang  dapat dilihat pada Gambar 1 dibawah ini:
Gambar 1. Sistem Konversi Energi Angin

## Metode Penelitian
Dalam penelitian ini penulis menggunakan  jenis  penelitian  kuantitatif dan  utuk  metode  penulis  menggunakan metode eksperimental dengan terikat adalah arus  tegangan  dan  RPM  dan  variabel bebasnya  beban  lampu  yang  kemudian menghasilkan  turbin  angin  jenis  ODGV  7 sudu.  Hasil  yang  diperoleh  dari  pengujian kemudian  dianalisis  dan  mendapatkan kesimpulan.  Berikut  ini  merupakan flow chart penelitian  yang  dapat  dilihat  pada Gambar 2 di bawah ini :
Mulai Studi lieratur Menentukan desain Pesiapan alat dan bahan Pembuatan alat: 1. Membuat meja 2. Membuat wind tunnel 3. Membuat dudukan turbin 4. Membuat turbin 8 sudu 5. Membuat dudukan generator servo Perakitan turbin angin Pengujian kecpatan angin, kecepatan putaran poros turbin, arus dan tegangan listrik pada turbin angin ODGV 7 sudu dengan variasi beban 0, 3, 6 dan 9 watt Penyajian data Kesimpulan Selesai Hasil Pengolahan data Analisis data Tidak Ok Pengumpulan data Gambar 2. Flow Chart Penelitian.
Variabel yang penulis gunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Variabel bebas
Variabel  bebas  merupakan  variabel yang  mempengaruhi  dan  yang  menjadi sebab  perubahannya  variabel  terikat.  Pada penelitian  ini  varibel  bebasnya  adalah jumlah sudu pada turbin dengan variasi 5, 7 da 9 sudu dan variasi beban lampu 0, 3 , 6
dan 9 watt,  yang meliputi jumlah sudu dan beban lampu.
2. Variabel terikat Variabel  terikat  merupakan  variabel yang dipengaruhi atau  yang menjadi akibat karena  adanya  variabel  bebas.  Pada penelitian  ini  variabel  terikatnya  adalah arus,  tegangan,  BHP,  TSR,  daya  generator danefisiensi.
3. Variabel kontrol
Variabel  kontrol  merupakan  variabel yang  di  kontrol  dan  dikendalikan.  Pada penelitian  ini  variabel  kontrolnya  adalah turbin angin jenis ODGV , kecepatan angin, cerobong dan blower.
Berikut  ini  merupakan desain turbin angin  ODGV  7  sudu  dapat  dilihat  pada Gambar 3 di bawah ini:
Gambar 3. ODGV 7 Sudu
Gambar 4. Turbin Angin ODGV 7 Sudu
Penulis  mengumpulkan  data  secara langsung  dari  referensi  buku,  jurnal  dan lain  sebagainya  yang  berkaitan  dengan pengaruh  beban  lampu  terhadap  tegangan,
arus,  dan  RPM  yang  dihasilkan  turbin angina ODGV 7 sudu, kemudian dilanjutkan  dengan  persiapan  alat  dan bahan  yang  akan  dipakai  dalam  penelitian, dilanjutkan  membuat  kerangka  mesin  yang meliputi: (pembuatan kerangka wind tunnel , pembuatan dudukan kipas penggerak atau blower ventilator , pembuatan ducting ,  pembuatan  dudukan poros sudu, penyenaian porossudu, pembuatan 7 sudu, dilanjutkan perakitan ke seluruhan part ),  kemudian  dilanjutkan pengujian  turbin  angin  ODGV  yang  telah dibuat  meliputi  pengujian  kecepatan  angin dengan  menggunakan anemometer ,  setelah itu  kecepatan  putar  turbin  diukur  dengan menggunakan tachometer , serta pengukuran  tegangan  dan  arus generator dengan avometer ,  dengan  beban  lampu  0, 3,  6,  9 watt ,  setelah  memperoleh  hasil kemudian  dilakukan  pengolahan  data, analisa  data  dan  penyajian  yang  kemudian data  tersebut  dapat  disimpulkan  sesuai dengan hasil yang di dapat saat penelitan.
Dalam memperoleh data yang diinginkan  pada  penelitian  ini  penulis melakukan  dengan  cara  mengukur  rotasi putaran  poros  permenit  (RPM),  tegangan, arus.  Dalam  penelitian  ini  analisa  yang penulis  gunakan  adalah  analisa  komparasi yang  membandingkan  antara  beban  lampu 0,  3,  6  dan  9 watt terhadap  arus  tegangan dan RPM pada turbin angin ODGV 7 sudu.

## Hasil dan Pembahasan
Berkut  ini  merupakan  data  hasil pengujian  dari  turbinangin  ODGV  dengan variasi 7 sudu dengan variasi beban 0, 3, 6 dan  9 watt ,  dapat  dilihat  pada  Tabel  1  di bawah ini:
Tabel  1.  Nilai  hasil  pengujian  tegangan, arus  dan  RPM  turbin  angin ODGV7 sudu
No Beban ( watt ) Tegangan (V) Arus (A) Rpm 1 0 10 0 280,4 2 3 9,52 0,0054 268,24 3 6 8,48 0,0094 263,52 4 9 7,72 0,0121 254,82
Berdasarkan dari hasil Tabel 1 di atas pengujian  dari  turbin  angin  ODGV  7  sudu dengan  menggunakan  beban  lampu  0,  3,  6 dan  9 watt di  atas  dapat  disimpulkan bahwa  semakin  besar  beban  lampu  yang digunakan  maka  akan  semakin  kecil tegangan yang dihasilkan, tegangan generator  berbanding  terbalik  dengan  daya beban  semakin  besar  daya  bebanya  maka akan  semakin  kecil  tegangan  generatornya [5].
Sedangkan  nilai  data  pengujian  arus dapat  disimpulkan  semakin  besar  beban lampu yang digunakan maka akan semakin besar  arus  yang  mengalir.  Menurut  hukum Ohm,  besarnya  penurunan  tegangan  ini akan  berbanding  lurus  dengan  arus  yang mengalir,  arus  tersebut  ditentukan  oleh daya  bebannya,  semakin  besar  daya bebanya  maka  akan  semakin  besar  arus yang disuplai ke beban tersebut [5]. Begitu juga dengan nilai RPM, putaran poros yang dihasilkan  mengalami  penurunan,  data menunjukkan  bahwa  kecepatan  putaran generator  akan  berbanding  terbalik  dengan daya  bebannya,  semakin  besar  daya bebannya maka akan semakin kecil putaran generatornya,  beban  yang  dihubungkan pada generator akan mempengaruhi kecepatan putaran generator maka kecepatan  putaran  generator  akan  semakin turun  seiring  dengan  bertambahnya  beban lampu yang digunakan [5].
Hubungan beban lampu 0, 3, 6 dan 9 watt terhadat  tegangan  yang  di  hasilkan turbin  angin  ODGV  7  sudu  dapat  dilihat pada Gambar 5 di bawah ini:

## Gambar 5. Hubungan beban lampu terhadap tegangan
Berdasarkan  Gambar  5  di  atas menunjukkan  hubungan  antara  beban lampu 0, 3, 6 dan 9 watt terhadap tegangan pada  turbin  angin  ODGV  7  sudu,  ketika mnggunakan beban lampu 0 watt menghasilkan  tegangan  tegangan  10 volt , ketika  menggunakan  beban  lampu  3 watt menghasilkan  tegangan  9,52 volt ,  ketika menggunakan beban lampu 6 watt menghasilkan tegangan 8,48 volt dan ketika menggunakan beban lampu 9 watt menghasilkan  7,72 volt .  Berdasarkan  data diatas  dapat  disimpulkan  bahwa  semakin banyak  beban  maka  akan  semakin  kecil tegangan yang dihasilkan begitu jugasebaliknya ketika beban yang digunakan  semakin  kecil  maka  tegangan yang dihasilkan akan semakin besar.
Hubungan beban lampu 0, 3, 6 dan 9 watt  terhadap  arus  yang  dihasilkan  turbin angin  ODGV  7  sudu,  dapat  dilihat  pada Gambar 7dibawahini:
Gambar 6. Hubungan Beban lampu Terhadap Arus
Berdasarkan  Gambar  6  di  atas menunjukkan  hubungan  antara  beban lampu 0, 3, 6 dan 9 watt terhadap arus pada turbin  angin  ODGV  7  sudu,  ketika menggunakan beban lampu 0 watt menghasilkan arus 0 amper ketika menggunakan beban lampu 3 watt menghasilkan  arus  0,0054  amper,  ketika menggunakan beban lampu 6 watt menghasilkan  arus  0,0094 amper dan ketika  menggunakan  beban  lampu  9 watt menghasilkan arus 0,0121 amper . Berdasarkan  data  diatas  dapat  disimpulkan bahwa  semakin  banyak  beban  lampu  yang digunakan maka arus  yang dihasilkan akan semakin  besar  begitu  sebaliknya  ketika beban lampu yang digunakan semakin kecil maka  arus  yang  dihasilkan  juga  akan semakin kecil.
Hubungan beban lampu 0, 3, 6 dan 9 watt terhadap  turbin  angin  ODGV  7  sudu, dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah ini:
6 7 8 9 10 0 3 6 9 T eg an g an ( V o lt ) Beban Lampu ( Watt ) 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0 3 6 9 A ru s ( A mp ere ) Beban Lampu ( Watt )
Gambar 7. Hubungan Beban Lampu Terhadap RPM
Berdasarkan Gambar 7 diatas menunjukkan    hubungan  antara  beban lampu 0, 3, 6 dan 9 watt terhadap tegangan pada  turbin  angin  ODGV  7  sudu,  ketika menggunakan beban lampu 0 watt menghasilkan RPM 280,4, ketika menggunakan beban lampu 3 watt menghasilkan RPM 268,24, ketika meggunakan beban lampu 6 watt menghasilkan  RPM  263,52  dan  ketika menggunakan beban lampu 9 watt menghasilkan  RPM  254,82.  Berdasarkan data  di  atas  dapat  disimpulkan  bahwa semakin banyak beban lampu yang dipakai maka  akan  semakin  kecil  nilai  RPM  yang dihasilkan  begitu  juga  sebaliknya  ketika beban  lampu  yang  digunkan  semakin  kecil maka nilai RPM akan semakin besar.

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  data  pengujian turbin  angin  ODGV  7  sudu  dapat disimpulkan  bahwa  dari  hasil  penelitian didapatkan  bahwa  turbin  angin  ODGV dengan  jumlah  7  sudu  menghasilkan  nilai maksimal  yaitu,  tegangan  sebesar  10 volt , arus  0 watt dan  RPM  280,4  dengan  beban lampu  0 watt .  sedangkan  unjuk  kerja terendah  pada  beban  lampu  9 watt yang menghasilkan  arus  0,121 amper ,  tegangan 7,72 volt dan RPM 254,82.

## Referensi
[1] Guru pendidikan, 2014. https://www.gurupendidikan.co.id/pe ngertian-angin/.  Diakses  25  Februari 2020. [2] Hukum ohm 2019. https://id.
wikipedia.org/wiki  /  Hukum  Ohm. Diakses 17 Agustus 2020.
[3] Prihananto, Dhadung 2017. Uji Eksperimental Pengaruh Sudut Kemiringan  Sudu  Posisi  Vertical Turbin  Cross  Flow  Dan  Sudur Pengarah Aliran (Guide Vane) Terhadap Daya Poros Yang Dihasilkan  Pada  Sistem  Pemulihan
Energi  Terintekgrasi  Denga  Menara Pendingin . Universitas Sebelas Maret 2017. [4]   Sando, Wardani Krisna. 2017.
Pengaruh  Jumlah  Blade  Terhadap Kinerja  Turbin  Angin  Darius  Tip  H . Universitas  Nusantara  PGRI  Kediri
2017.
[5] Supardi,  Agus  dkk.  2017.  “Pengaruh Kecepatan Puaran Dan Beban Terhadap  Keluaran  Generaor  Induksi 1  Fase  Kecepatan  Rendah”.  Jurnal Teknik Elektro.
[6]   Tirtoid, 2014. https://tirto.id/indonesia-krisis-listrik- 1000-mw-pada-2018-b2X2  Diakses
25 Februari 2020.
[7] Whardani, Cahya. 2017. https://cahyawardhani.com/2017/08/2
1/seri-sumber-energi-terbarukan-pltb- tidak-layak-untuk-indonesia-ah-kata- siapa/.Diakses 17 Oktober 2019.
[8] Wicaksono, yoga arob. 2017.
Eksperimen  Pengaruh  Variasi  Sudut Omni Directional Guide Vane (ODGV)  Terhadap  Performa  Turbin Angin  Savonius  Dan  Crossflow. Universitas  Sebelas  Maret  Surakarta 2017.
[9] Rudiyanto, R., Budiyanto, E., Kurniawan,  R.,  &  Sumosusilo,  J. (2020).  Pengaruh  diameter  sudu terhadap kinerja turbin angin berporos horizontal. ARMATUR:
240 249 258 267 276 285 0 3 6 9 P u tar an ( R P M) Beban Lampu ( Watt )
Artikel Teknik Mesin & Manufaktur , 1 (1), 17-24.
[10]  Yuono,  L.  D.,  Budiyanto,  E.,  & Ansori,  A.  (2022).  Analisa  kerja  alat uji  prestasi  mesin  pendingin  udara dengan  kapasitas  daya  kompresor  1
PK. Turbo:  Jurnal  Program  Studi Teknik Mesin , 11 (1).
[11]  Halim,  G.,  Asroni,  A.,  &  Budiyanto, E.  (2022).  Analisa  kerja  mesin  CNC laser  cutting  CO2  2  axis  berbasis
MACH3 pada variasi pemotongan. ARMATUR: Artikel
Teknik  Mesin  &  Manufaktur , 3 (1), 28-36.