## PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO

## THE EFFECT OF THE NUMBER OF HORIZONTAL WIND TURBINE ON PERFORMANCE IN MICRO-SCALE POWER PLANT
1 Ismail Kholid*, 2 Mohammad Alexin Putra
1, 2 Program Studi Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik Industri, Institut Teknologi Nasional Bandung
1 ismailkholid25@gmail.com, 2 putra@itenas.ac.id

## I. P ENDAHULUAN
Bertambahnya  jumlah  penduduk  dan  semakin bertumbuhnya  ekonomi  di  Indonesia  menyebabkan semakin meningkatnya kebutuhan kepada energi listrik [1]. Energi  terbarukan  merupakan  solusi  dari  terbatasnya sumber  energi  yang  berasal  dari  fosil  serta  lebih  ramah terhadap lingkungan [2], pada masa sekarang ini kebutuhan akan energi listrik masih ditopang oleh energi yang berasal dari  fosil  [3],  energi  terbarukan  memiliki  kelebihan diantaranya  jumlahnya  tidak  terbatas  dan  juga  bisa diperbaharui [4].
Pemanfaatan energi terbarukan diantaranya bersumber  dari  energi  matahari,  energi  angin,  ataupun energi  air  [5].  Indonesia  merupakan  negara  kepulauan dengan kecepatan angin berkisar antara 3-8 m/s, kondisi ini sangat  mendukung  untuk  dikembangkannya  pembangkit listrik tenaga angin/bayu (PLTB) [6].
Komponen  utama  pembangkit  listrik  tenaga  angin adalah turbin angin, turbin angin terdiri dari dua jenis yaitu turbin  angin  horizontal  dan  turbin  angin  vertikal,  bagian terpenting  dari  turbin  angin  adalah  sudu  turbin.  Turbin angin  horisontal  memiliki  kelebihan  yaitu  konstruksi menara  yang  tinggi  sehingga  mampu  memanfaatkan kecepatan  angin  yang  tinggi,  karena  semakin  mendekati

## I N F O  A R T I K E L
Diterima : 14 Juni 2022 Direvisi : 06 Juli 2022 Disetujui : 09 Juli 2022
Kata Kunci : Angin, Horisontal, Kinerja, Sudu
Keywords : Blade, Horizontal, Performance, Wind

## A B S T R A K
Pembangkit tenaga angin adalah pembangkit listrik yang  menggunakan energi terbarukan yaitu  energi  angin,  dengan  memanfaatkan  energi  terbarukan  diharapkan  mampu menggantikan  energi  yang  bersumber  dari  fosil  yang  jumlahnya  terbatas.  Penelitian  ini melakukan  pengujian  pembangkit  tenaga  angin  skala  mikro  dengan  menggunakan  turbin angin tipe horizontal berdiameter satu meter dengan variasi jumlah sudu yaitu 16 sudu, 14 sudu,  12  sudu  dan  10  sudu  pada  kecepatan  angin  4,7  m/s,  4,1  m/s,  3,6  m/s  dan  3  m/s, Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  jumlah  sudu  turbin  angin horisontal  terhadap  putaran  turbin  dengan  beban  dan  daya  listrik  yang  dihasilkan. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental dan dibagi dengan 3 tahapan, tahapan pertama  adalah  perancangan  alat  dan  komponen  penelitian,  tahapan  kedua  melakukan pembuatan  alat  dan  komponen  penelitian,  tahapan  ketiga  melakukan  pengujian. Berdasarkan  hasil  pengujian  menggunakan  beban,  turbin  angin  dengan  16  sudu menghasilkan putaran turbin paling tinggi yaitu sebesar 47 rpm pada kecepatan angin 4,7 m/s dan menghasilkan daya listrik paling tinggi yaitu sebesar 0,12 W pada kecepatan angin 4,7 m/s.

## A B S T R A C T
Wind power plant is a power plant that uses renewable energy, namely wind energy. This study  tested  micro-scale  wind  power  plants  using  a  horizontal  type  wind  turbine  with  a diameter  of  one  meter  with  variations  in  the  number  of  blades,  namely  16  blades,  14 blades, 12 blades and 10 blades at wind speeds of 4.7 m/s, 4.1 m/s. , 3.6 m/s and 3 m/s. The purpose of this study was to determine the effect of the number of horizontal wind turbine blades on the turbine rotation with the load and electrical power generated. This research uses an experimental method and is divided into 3 stages, the first stage is the design of research  tools  and  components,  the  second  stage  is  making  research  tools  and components, the third stage is testing. Based on the results of testing using a load, a wind turbine with 16 blades produces the highest turbine rotation, which is 47 rpm at a wind speed  of  4.7  m/s  and  produces  the  highest  electrical  power,  which  is  0.12  W  at  a  wind speed of 4.7 m/s.
* Corresponding author : ismailkholid25@gmail.com

## ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO
atmosfer maka kecepatan angin semakin tinggi [7]. Putaran turbin  horisontal  yang  digerakan  oleh  tenaga  angin kemudian diteruskan ke generator listrik dan dari generator listrik menghasilkan energi listrik [8].
Banyak  penelitian  baik  dari  kalangan  akademisi ataupun  kalangan  profesional  terhadap  turbin  angin horisontal untuk mengetahui kinerja dari turbin horisontal, diantaranya penelitian yang dilakukan oleh Rusuminto dkk. Tentang  turbin  angin  horisontal,  panjang  sudu  160  cm, lebar sudu 20 cm, dari pengujian didapatkan hasil putaran terbesar 171 rpm [9], Najma dkk. merancang dan membuat turbin  angin  horisontal  skala  laboratorium,  dari penelitiannya  didapatkan  putaran  turbin  berbanding  lurus terhadap  tegangan  listrik  dan  arus  listrik  [10],  ukuran diameter turbin mempengaruhi kinerja turbin, Taufan dkk. Melakukan  penelitian  turbin  angin  horisontal  tiga  sudu, diameter  turbin  empat  meter,  pada  penelitiannya  dalam kecepatan  angin  4,5  m/s,  daya  listrik  yang  dihasilkan senilai  652  watt  [11].  Panjang  Jari-jari  turbin  sangat berpengaruh terhadap kinerja turbin seperti penelitian yang dilakukan  oleh  Edwin  dkk.  dalam  pengujian  turbin  angin horisontal, jari-jari turbin 1,3 meter, dalam kecepatan angin 2,92  m/s  didapatkan  daya  listrik  senilai  0,  49  watt  [12]. Model  sudu  juga  berpengaruh  terhadap  performa  turbin, seperti  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Fajar  dan  Deri menggunakan software  Q-Blade ,  dalam  penelitiannya model airfoil NACA 4415 menunjukan performa lebih baik dibanding  NACA  6412  dan  NACA  6415  [13].  Dari beberapa  penelitian  diatas  maka  penting  untuk  dilakukan penelitian  tentang  pengaruh  jumlah  sudu  terhadap  kinerja turbin.
Turbin  angin  tipe  horisontal  dipilih  dalam  penelitian ini  karena  turbin  angin  tipe  horisontal  umum  di  gunakan dan  digunakan  secara  komersial.  Tujuan  penelitian  ini adalah  untuk  mengetahui  pengaruh  jumlah  sudu  turbin angin  horisontal  terhadap  kinerja  turbin  dengan  melihat nilai  putaran  turbin  tanpa  beban,  nilai  putaran  turbin dengan beban, arus listrik, tegangan listrik dan daya listrik yang dihasilkan oleh generator.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah metode  eksperimental.  Adapun  tahapan  dalam  metode  ini antara lain: Tahap I adalah perancangan sudu turbin angin horisontal,  perancangan  alat-alat  turbin  angin  horisontal, perancangan  rangkaian  arduino  alat  pengukur  tegangan listrik, arus listrik, daya listrik dan alat pengukur kecepatan putaran  turbin.  Tahap  II  adalah  pembuatan  sudu  turbin angin  horisontal,  pembuatan  alat-alat  turbin  angin horisontal,  pembuatan  rangkaian  arduino  alat  pengukur tegangan listrik, arus listrik, daya listrik dan alat pengukur kecepatan putaran turbin. Tahap III adalah pengujian turbin angin,  pengujian  dilakukan  dengan  cara  menghembuskan angin ke arah turbin menggunakan kipas angin berdaya 40
watt.  Proses  pengambilan  data  pengujian  turbin  angin diperoleh  dari  serial  monitor  arduino  berupa  data  nilai tegangan  listrik,  arus  listrik,  daya  listrik  dan  kecepatan putaran  turbin.  Setelah  didapatkan  nilai  tegangan  listrik, arus listrik, daya listrik dan kecepatan putaran turbin maka dilakukan analisis terhadap kinerja turbin angin.

## A. Alur Penelitian
Alur  penelitian  seperti  yang  diperlihatkan  pada Gambar  1  adalah  tentang  alur  proses  dan  metodologi penelitian.

## Gambar 1 Alur proses dan metodologi penelitian
Proses penelitian diawali dari kajian literatur terhadap beberapa  penelitian  sebelumnya,  kemudian  melakukan desain alat penelitian, pembuatan alat penelitian, pengujian alat,  pengambilan  data,  analisis  dan  selanjutnya  diambil kesimpulan.

## B. Perancangan alat penelitian
Komponen  alat  penelitian  seperti  pada  Gambar  2 antara  lain  kipas  angin  berdaya  40  watt,  turbin  angin horisontal, Pulley  ratio turbin, generator DC,  tali kipas/ belt , charger  controller,  IR  speed  sensor, sensor INA219,  arduino  UNO,  baterai,  lampu  DC,  laptop, dudukan  turbin.  setelah  dilakukan  perancangan  maka langkah  yang  penting  adalah  menyiapkan  bahan-bahan yang diperlukan karena dapat menunjang kelancaran dalam proses penelitian,

## Gambar 2 Perancangan alat penelitian
Adapun komponen utama dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

## 1. Kipas angin
Kipas  angin  berfungsi  menghembuskan  angin  kearah turbin,  kipas  angin  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  kipas  angin  berdaya  40  W,  dengan  kapasitas tersebut diharapkan mampu untuk memutarkan turbin.
2. Sudu turbin
Komponen  utama  dari  turbin  angin  adalah  sudu turbin, jumlah sudu yang diteliti adalah berjumlah 16 sudu, 14 sudu, 12 sudu dan 10 sudu.

## 3. Dudukan turbin
Dudukan  turbin  berfungsi  untuk  penempatan  turbin angin dalam proses pengujian, dudukan turbin harus kokoh sehingga tidak goyang ketika dilakukan pengujian turbin.
4. Pulley ratio turbin
Pulley  ratio turbin  berfungsi  untuk  mengkonversi putaran  dari  turbin  ke  generator,  sehingga  didapatkan putaran  generator  lebih  tinggi  daripada  putaran  tubin.
Pulley terdiri  dari  dua  jenis, pulley berukuran  besar dipasangkan  di  turbin,  sedangkan pulley berukuran  kecil dipasangkan di generator
5. Generator DC
Generator  DC  berfungsi  untuk  menghasilkan  listrik, Putaran turbin dikonversi oleh generator DC menjadi listrik DC.
6. Tali kipas/ belt
Tali  kipas/ belt berfungsi  untuk  penghubung  antara pulley turbin  dan pulley generator  sekaligus  meneruskan putaran dari turbin ke generator.
7. IR speed sensor
IR speed sensor berfungsi untuk mengukur kecepatan putaran  turbin  angin,  IR speed  sensor merupakan komponen  mikrokontoler  yang  di  kontrol  mengunakan arduino.

## 8. Sensor INA219
Sensor INA219 merupakan komponen mikrokontroler yang  berfungsi  untuk  mengukur  arus  listrik,  tegangan listrik  dan  daya  listrik,  sensor  INA219  dikontrol menggunakan arduino.

## 9. Arduino UNO
Arduino  UNO  berfungsi  sebagai  pengendali  dari komponen mikrokontroler seperti sensor INA219, IR speed sensor , LCD, Sensor suhu dan lain-lain.

## 10. Charger controller
Charger  controller beerfungsi  untuk  mencharge baterai,  sekaligus  pengontrol  proses Charging sehingga tidak terjadi over charging yang berakibat merusak baterai.
11. Baterai
Baterai  berfungsi  sebagai  sumber  listrik  untuk menyalakan lampu DC.

## 12. Lampu DC
Lampu  DC  berfungsi  sebagai  beban,  sehingga  arus listrik  dapat  mengalir,  sehingga  dapat  dilakukan pengambilan data.

## 13. LCD 16x2 dengan i2C
LCD  16x2  dengan  i2C  berfungsi  menampilkan  data penelitian,  LCD  16x2  dengan  i2C  dipilih  karena  tidak

## ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO
membutuhkan  rangkaian  kabel  yang  banyak  dan  terbukti cukup  efektif  dan  efisien  untuk  menampilkan  data penelitian.

## 14. Laptop
Laptop  berfungsi  untuk  membuat  program  arduino untuk mengendalikan komponen mikrokontroler, sekaligus sebagai  alat  untuk  menampilkan  tampilan  serial  monitor arduino dan pengolah data.
C. Perancangan sudu turbin angin horizontal
1. Dimensi sudu turbin
Dalam  perancangan  sudu  turbin  angin horizontal digunakan persamaan [9]:
S = ! .$ % (1)
Keterangan: S = Solidity B = Jumlah sudu α = Luas sudu A = Luas tangkapan  angin
ṁ = A . v . ρ (2)
Keterangan : ṁ = Laju aliran massa (kg/s) A = Luas penampang sudu (m 2 ) ρ = Massa jenis udara (kg/m 3 )
Perancangan  sudu  turbin  untuk  panjang  sudu  50  cm, lebar bagian bawah 10 cm, lebar bagian atas 5 cm seperti di tunjukan pada Gambar 3 seperti di bawah ini:
Gambar 3 Perancangan blade turbin horizontal
Luas sudu turbin dapat dihitung: α = ½ x (a+b) x t = ½ x (0,1 m + 0,05 m) x 0,5 m = 0,0375 m 2 Luas tangkapan angin dapat dihitung: A = π x r 2 = 3,14 x 0,5 2 = 0,785 m 2
Solidity untuk jumlah sudu 16 dapat dihitung:
S = ! .$ % = &' .(,(*+,
(,+-, = 0,76
Menghitung laju aliran massa untuk luas penampang sudu 0,0375 m 2 , kecepatan angin 4,7 m/s, massa jenis udara 1,29 kg/m 3 : ṁ = A . v . ρ =  0,0375 . 4,7 . 1,29 = 0,23 kg/s
Untuk jumlah sudu : 16 sudu, 14 sudu, 12 sudu dan 10 sudu pada kecepatan angin 4,7 m/s, 4,1 m/s, 3,6 m/s dan 3 m/s nilai solidity dan nilai laju aliran massa dapat di lihat pada Tabel I.
T ABEL 1 P ARAMETER PERANCANGAN SUDU TURBIN
Kec. angin (m/s) Jumlah sudu Solidity Laju aliran massa (kg/s) 4,7 16 0,76 0,23 4,1 14 0,66 0,19 3,6 12 0,57 0,17 3 10 0,47 0,14
Menurut  Rusuminto  Syahyuniar  untuk  nilai solidity diatas  0,1  maka  sudu  turbin  dapat  berfungsi  dengan  baik [9].  Berdasarkan  tabel  1  nilai solidity untuk  jumlah  sudu: 16  sudu,  14  sudu,  12  sudu  dan  10  sudu  pada  kecepatan angin  4,7  m/s,  4,1  m/s,  3,6  m/s  dan  3  m/s  lebih  dari  0,1 maka  dapat  disimpulkan  sudu  turbin  berfungsi  dengan baik,dan  nilai  laju  aliran  massanya  cukup  untuk memutarkan  sudu  turbin,  maka  perancangan  sudu  turbin layak untuk dilakukan pembuatan sudu  tubin.

## 2. Bahan sudu turbin
Bahan sudu turbin terbuat dari pipa PVC, karena pipa PVC  memiliki  keunggulan  yaitu  ringan,  kontur  kuat  dan kokoh, mudah dipotong, tidak korosi, tahan lama dan sudah umum  digunakan  dalam  pembuatan  sudu  turbin  skala mikro.
D. Perancangan  rangkaian  komponen  arduino  alat pengukur  tegangan,  arus,  daya  listrik  dan  kecepatan putaran turbin angin.
Gambar 4 merupakan gambar perancangan rangkaian komponen  arduino  alat  pengukur  tegangan,  arus,  daya listrik dan kecepatan putaran turbin angin.
Gambar 4 perancangan rangkaian arduino sensor ina219, IR speed sensor dan LCd 16x2
Gambar  4  menunjukan  rancangan  rangkaian  arduino sensor  INA  219, IR  speed  sensor dan  LCD  16  x2  yang digunakan  untuk  alat  pengukur    tegangan  listrik,  arus listrik, daya listrik dan kecepatan putaran turbin angin..
E. Perhitungan  arus  listrik,  tegangan  listrik,  dan  daya listrik
Arus  listrik  (I)  yaitu  muatan  listrik  yang  dialirkan setiap  satuan  waktu.  Persamaan  untuk  menghitung  arus listrik adalah  sebagai berikut [14]:
I = . / (3)
I = / 0 (4) I = - . 0 (5) I = 1 2
( 6)
Keterangan : I = Arus listrik (ampere) V = Tegangan listrik (volt) R = Tahanan (ohm) P = Power /daya (watt) Q = Muatan listrik (Coulomb) T = waktu (detik)

## 1. Tegangan listrik
Tegangan  listrik  (V)  adalah  beda  potensial  dalam rangkaian  listrik,  beda  potensial  menyebabkan  listrik mengalir.  Persamaan  untuk  menghitung  tegangan  listrik adalah sebagai berikut [14]:
V = I x R (7)
V = .
3
(8)
Keterangan :
I = Arus listrik, satuan ampere (A)
V = Tegangan listrik, satuan volt (V) R = Hambatan, satuan ohm (Ὼ) P = Daya listrik , satuan watt (W)

## 2. Daya listrik
Daya  listrik  (P)  adalah  laju  energi  listrik  atau  kerja yang dilakukan per satuan waktu. Dalam menghitung daya listrik digunakan persamaan sebagai berikut [14]:
P = V x I (9) P = I 2 x R (10)
P = / ! 0 (11)
Keterangan :
P = Daya atau power (watt) I = Arus (ampere) R = Hambatan (ohm) V = Tegangan/beda potensial (Volt
F. Gaya Lift dan gaya Drag

## 1. Gaya Lift
Gaya lift adalah gaya keatas yang terjadi pada airfoil karena perbedaan tekanan pada permukaan airfoil, tekanan dibawah  airfoil  lebih  besar  dibandingkan  tekanan  diatas airfoil sehingga air foil terangkat ke atas. Adapun hal yang mempengaruhi  gaya lift adalah  tekanan  udara  dan kecepatan udara [15].
Persamaan  untuk  menghitung  koefisien  gaya lift adalah sebagai berikut [15]:
CL = 4 " ! .  5 . 6 ! .  % (12)
Keterangan : L   = Gaya Lift (N) CL = Koefisien gaya Lift ρ = Massa jenis fluida (kg/m 3 )
A   = Luasan acuan (m 2 ) v    = Kecepatan fluida relatif terhadap objek (m/s)

## ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO
Gambar  5  menunjukan  gaya  lift  yang  terjadi  pada sebuah airfoil.

## 2. Gaya Drag
Gaya Drag adalah gaya negatif yang menghambat laju benda saat melewati aliran fluida [15].
Persamaan  untuk  menghitung  koefisien  gaya Drag adalah sebagai berikut [15]:
CD = 7 " ! .  5 . 6 ! .  % (13)
Keterangan: D   = Gaya Lift (N) CD = Koefisien gaya Drag ρ = Massa jenis fluida (kg/m 3 ) A   = Luasan acuan (m 2 ) v    = Kecepatan fluida relatif terhadap objek (m/s)

## Gambar 6 Resultan gaya pada airfoil [15]
Seperti yang ditunjukan pada Gambar 6 resultan gaya arah sejajar terhadap kecepatan hulu disebut gaya drag (D), dan resultan gaya yang tegak lurus terhadap arah kecepatan hulu disebut sebagai gaya lift (L) [15].
G. Pembuatan  peralatan  dan  komponen-komponen penelitian
1. Pembuatan sudu turbin
Pada  penelitian  ini  sudu  yang  digunakan  adalah berbahan  pipa  PVC  dengan  ukuran  3 inch seperti  yang ditunjukan pada Gambar 7.
Gambar  7 Oembuatan sudu turbin
Gambar 7 adalah hasil pembuatan sudu turbin ukuran panjang  50  cm,  bagian  bawah  10  cm,  lebar  bagian  atas  5 cm.

## 2. Pembuatan turbin 10 sudu

## Gambar 8 Pembuatan turbin 10 sudu
Gambar  8  adalah  hasil  pembuatan  turbin  angin  10 sudu dengan diameter satu meter.

## 3. Pembuatan turbin 12 sudu
Gambar 9 Hasil pembuatan turbin 12 sudu
Gambar  9  adalah  hasil  pembuatan  turbin  angin  12 sudu dengan diameter satu meter.

## 4. Pembuatan turbin 14 sudu

## Gambar 10 Hasil pembuatan turbin 14 sudu
Gambar  10  adalah  hasil  pembuatan  turbin  angin  14 sudu dengan diameter satu meter.

## 5. Pembuatan turbin 16 sudu
Gambar 11 pembuatan turbin 16 sudu
Gambar  11  adalah  hasil  pembuatan  turbin  angin  16 sudu dengan diameter satu meter.
6. Pembuatan pulley ratio turbin
Gambar 12 Pulley ratio turbin
Gambar 12 menunjukan pulley besar berdiameter 220 mm  yang  terhubung  dengan pulley ukuran  kecil  yang berdiameter  25  mm, pulley besar  dan pulley kecil dihubungkan menggunakan belt , adapun fungsi pulley ratio adalah  mengkonversi  putaran  turbin  sehingga  didapatkan putaran  yang  lebih  tinggi  pada  generator  dengan perbandingan putaran 1:9.

## 7. Pembuatan rangkaian arduino
Gambar 13 Hasil pembuatan rangkaian alat rangkaian arduino sensor ina219, IR speed sensor dan LCd 16x2
Hasil  pembuatan  rangkaian  arduino  seperti  yang ditunjukan pada Gambar 13 merupakan rangkaian alat yang

## ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO
terdiri  atas  alat  pengukur  tegangan  listrik,  arus  listrik  dan daya  listrik  menggunakan  sensor  INA219,  dan  alat pengukur  kecepatan  putaran  generator  menggunakan IR speed  sensor ,  dan  rangkaian  LCD  16  x  2  yang  digunakan untuk memonitor data hasil pengujian turbin angin.

## 8. Hasil pembuatan komponen penelitian

## Gambar 14 Hasil pembuatan komponen penelitian
Gambar  14  adalah  gambar  pembuatan  peralatan penelitian  secara  keseluruhan  seperti  perancangan  alat penelitian yang ditunjukan pada Gambar 2, setelah berhasil dilakukan  pembuatan  alat  penelitian  maka  langkah selanjutnya adalah dilakukan pengujian terhadap peralatan yang sudah dibuat.
9. Gambar proses pengujian turbin angin
Gambar 15 Proses pengujan turbin
Proses pengujian turbin angin seperti yang ditunjukan pada  Gambar  15  terdiri  atas  kipas  angin  berdaya  40  watt yang  berfungsi  untuk  menghembuskan  angin,  hembusan angin yang dihasilkan digunakan untuk menggerakan atau memutarkan  turbin  angin.  Turbin  kemudian  dihubungkan dengan  generator  DC  dengan  daya  40  watt.  Listrik  yang dihasilkan  generator  dan  kecepatan  putaran  turbin dimonitor  menggunakan  laptop  yang  terhubung  dengan rangkaian arduino yang telah dibuat.

## 10. Serial monitor arduino

## Gambar 16 Tampilan serial monitor nilai tegangan, arus, daya dan kecepatan putaran turbin
Gambar  16  menunjukan  tampilan  dari  serial  monitor arduino  yang  terdiri  dari  data  tegangan,  arus,  daya  listrik dan kecpatan putaran turbin.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Data pengujian turbin
Data  pengujian  turbin  angin  horisontal  adalah  data digital  yang  ditampilkan  di  serial  monitor  arduino, kemudian data dari serial monitor arduino dipindahkan dan diolah  menggunakan excel .  Data  setiap  penelitian  antara lain data kecepatan putaran turbin, tegangan, arus, dan daya listrik diambil 100 data, setiap 100 detik dari serial monitor arduino kemudian diambil nilai rata-ratanya menggunakan excel , data kemudian ditampilkan dalam bentuk grafik.
Gambar  17  menunjukan  grafik  hasil  putaran  turbin dengan beban atau terhubung ke generator.

## Gambar 17 Grafik putaran turbin dengan beban
Gambar  17  adalah  gambar  grafik  putaran  turbin dengan  beban  atau  terhubung  ke  generator  listrik,  dari grafik  tersebut  menunjukan  bahwa  semakin  tinggi kecepatan  angin  maka  semakin  tinggi  pula  putaran  turbin yang  dihasilkan,  dari  grafik  tersebut  menunjukan  nilai putaran  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  16  sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 47 rpm, nilai  putaran  rata-rata  terendah  terjadi  pada  kecepatan angin  3  m/s  yaitu  sebesar  28  rpm.  Nilai  putaran  rata-rata tertinggi  turbin  angin  dengan  14  sudu  terjadi  pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 45 rpm, nilai putaran rata-rata terendah terjadi pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar  21  rpm.  Nilai  putaran  rata-rata  tertinggi  turbin angin dengan 12 sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 44 rpm, nilai putaran rata-rata terendah terjadi pada  kecepatan  angin  3  m/s  yaitu  sebesar  18  rpm.  Nilai putaran  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  10  sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 38 rpm, nilai  putaran  rata-rata  terendah  terjadi  pada  kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 16 rpm. Dari grafik tersebut pula menunjukan  bahwa  turbin  angin  dengan  16  sudu menghasilkan  putaran  turbin  paling  tinggi  pada  kecepatan angin  4,7  m/s,  4,1  m/s,  3,6  m/s  dan  3,0  m/s  apabila dibandingkan  dengan  putaran  turbin  dengan  14  sudu,  12 sudu  dan  10  sudu.  Turbin  dengan  10  sudu  menghasilkan putaran turbin paling rendah pada kecepatan angin 4,7 m/s, 4,1 m/s, 3,6 m/s dan 3,0 m/s. Putaran turbin dengan beban yang dihasilkan oleh turbin dengan 16 sudu menghasilkan putaran  turbin  paling  tinggi  hal  ini  kemungkinan
disebabkan  gaya lift dari  sudu  turbin  mempengaruhi  torsi dari turbin angin tersebut sehingga turbin angin dengan 16 sudu lebih kuat dalam memutarkan generator, hal ini sesuai dengan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Mutiar  dan  R. Ahmad  Yani  (2020),  Mutiar  dan  R.  Ahmad  Yani melakukan  pengujian  variasi  jumlah  sudu  turbin  angin horizontal  yaitu  12  sudu  dan  6  sudu,  dari  hasil  pengujian kecepatan  putaran  turbin  dengan  beban    menunjukan kecepatan  putaran  turbin  angin  dengan  12  sudu menghasilkan  putaran  tertinggi  yaitu  460  rpm  pada kecepatan  angin  7,0  m/s,  sedangkan  untuk  turbin  angin dengan  6  sudu  menghasilkan  putaran  tertinggi  yaitu  430 rpm pada kecepatan angin 7,0 m/s [16].
Gambar  18  menunjukan  grafik  tegangan  listrik  rata- rata yang dihasilkan oleh generator.

## Gambar 18 Grafik tegangan listrik
Gambar 18 adalah gambar grafik tegangan listrik dari grafik  tersebut  menunjukan  bahwa  semakin  bertambahnya kecepatan  angin  maka  bertambah  pula  tegangan  listrik yang  dihasilkan.  dari  grafik  tersebut  menunjukan  nilai tegangan  listrik  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  16 sudu  terjadi  pada  kecepatan  angin  4,7  m/s  yaitu  sebesar 8,52 V, nilai tegangan listrik rata-rata terendah terjadi pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 8,31 V. Nilai tegangan listrik  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  14  sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 8,40 V, nilai  tegangan  listrik  rata-rata  terendah  terjadi  pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 8,20 V. Nilai tegangan listrik  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  12  sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 8,65 V, nilai  tegangan  listrik  rata-rata  terendah  terjadi  pada
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 3 3,6 4,1 4,7 Pu ta ra n (r pm ) Kecepatan angin (m/s) Kec. angin (m/s) dengan Putaran (rpm) 10 Sudu 12 Sudu 14 Sudu 16 Sudu 7,8 7,9 8 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 8,7 3 3,6 4,1 4,7 Te ga ng an Kecepatan Angin (m/s) Kec. Angin (m/s) dengan Tegangan (V) 10 Sudu 12 Sudu 14 Sudu
16 Sudu

## ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO
kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 8,14 V. Nilai tegangan listrik  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  10  sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 8,65 V, nilai  tegangan  listrik  rata-rata  terendah  terjadi  pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 8,13 V. Mutiar dan R. Ahmad  Yani  (2020)  melakukan  pengujian  variasi  jumlah sudu turbin angin horizontal yaitu 12 sudu dan 6 sudu, dari hasil pengujian menunjukan nilai tegangan listrik tertinggi dihasilkan oleh turbin angin dengan 12 sudu adalah sebesar 66,40  V  pada  kecepatan  angin  7,0  m/s,  nilai  tegangan listrik terendah sebesar 8,00 mA pada kecepatan angin 2,0 m/s,  sedangkan  nilai  tegangan  listrik  tertinggi  yang dihasilkan oleh turbin angin dengan 6 sudu adalah sebesar 56,70  V  pada  kecepatan  angin  7,0  m/s,  nilai  tegangan listrik  terendah  sebesar  1,11  V  pada  kecepatan  angin  2,0 m/s [16].
Gambar  19  menunjukan  grafik  arus  listrik  rata-rata yang dihasilkan oleh generator.

## Gambar 19 Grafik arus listrik rata-rata
Gambar  19  adalah  gambar  grafik  arus  listrik,  dari grafik  tersebut  menunjukan  bahwa  semakin  bertambahnya kecepatan  angin  maka  bertambah  pula  arus  listrik  yang dihasilkan. dari grafik tersebut menunjukan nilai arus listrik rata-rata tertinggi turbin angin dengan 16 sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 13,93 mA, nilai arus listrik rata-rata terendah terjadi pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 9,74 mA. Nilai arus listrik rata-rata tertinggi turbin angin dengan 14 sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 12,29 mA, nilai arus listrik rata-rata terendah  terjadi  pada  kecepatan  angin  3  m/s  yaitu  sebesar 7,52  mA.  Nilai  arus  listrik  rata-rata  tertinggi  turbin  angin dengan 12 sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar  11,91  mA,  nilai  arus  listrik  rata-rata  terendah
terjadi pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 5,08 mA. Nilai arus listrik rata-rata tertinggi turbin angin dengan 10 sudu  terjadi  pada  kecepatan  angin  4,7  m/s  yaitu  sebesar 11,18,  nilai  arus  listrik  rata-rata  terendah  terjadi  pada kecepatan angin 3 m/s yaitu sebesar 4,60 mA. Arus listrik yang  dihasilkan  oleh  turbin  angin  dengan  16  sudu menunjukan  arus  listrik  rata-rata  paling  tinggi  pada kecepatan  angin  4,7  m/s,  4,1  m/s  3,6  m/s  dan  3,0  m/s diikuti  oleh  turbin  angin  dengan  14  sudu,  12  sudu  dan  10 sudu,  turbin  angin  dengan  10  sudu  menghasilkan  arus listrik rata-rata yang paling rendah. Dengan demikian maka semakin bertambahnya jumlah sudu turbin, arus listrik rata- ratanya semakin tinggi, semakin berkurangnya jumlah sudu turbin,  arus  listrik  rata-ratanya  semakin  rendah,  hal  ini sesuai  dengan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  Mutiar  dan R.  Ahmad  Yani  (2020),  Mutiar  dan  R.  Ahmad  Yani melakukan  pengujian  variasi  jumlah  sudu  turbin  angin horizontal  yaitu  12  sudu  dan  6  sudu,  dari  hasil  pengujian menunjukan  nilai  arus  listrik  tertinggi  dihasilkan  oleh turbin  angin  dengan  12  sudu  adalah  sebesar  108,00  mA pada  kecepatan  angin  7,0  m/s,  nilai  arus  listrik  terendah sebesar  46,00  mA  pada  kecepatan  angin  2,0  m/s, sedangkan  nilai  arus  listrik  tertinggi  yang  dihasilkan  oleh turbin angin dengan 6 sudu adalah sebesar 103,70 mA pada kecepatan angin 7,0 m/s, nilai arus listrik terendah sebesar 16,00 mA pada kecepatan angin 2,0 m/s [16].
Gambar  20  menunjukan  grafik  daya  listrik  rata-rata yang dihasilkan oleh generator.
Gambar 20 Grafik daya listrik rata-rata
0 2 4 6 8 10 12 14 16 3 3,6 4,1 4,7 Ar us ( m A) Kecepatan Angin (m/s) Kec. Angin (m/s) dengan Arus (mA) 10 Sudu 12 Sudu 14 Sudu 16 Sudu 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 3 3,6 4,1 4,7 Da ya ( W at t) Kecepatan Angin (m/s) Kec. Angin (m/s) dengan Daya (watt) 10 Sudu 12 Sudu 14 Sudu
16 Sudu
Gambar  20  adalah  gambar  grafik  daya  listrik,  dari grafik  tersebut  menunjukan  bahwa  semakin  bertambahnya kecepatan  angin  maka  akan  bertambah  pula  daya  listrik rata-rata  yang  dihasilkan,  dari  grafik  tersebut  menunjukan nilai daya listrik rata-rata tertinggi turbin angin dengan 16 sudu  terjadi  pada  kecepatan  angin  4,7  m/s  yaitu  sebesar 0,12  W,  nilai  daya  listrik  rata-rata  terendah  terjadi  pada kecepatan  angin  3  m/s  yaitu  sebesar  0,08  W.  Nilai  daya listrik  rata-rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  14  sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7 m/s yaitu sebesar 0,10 W, nilai  daya  listrik  rata-rata  terendah  terjadi  pada  kecepatan angin  3  m/s  yaitu  sebesar  0,06  W.  Nilai  daya  listrik  rata- rata  tertinggi  turbin  angin  dengan  12  sudu  terjadi  pada kecepatan  angin  4,7  m/s  yaitu  sebesar  0,10  W,  nilai  daya listrik rata-rata terendah terjadi pada kecepatan angin 3 m/s yaitu  sebesar  0,04  W.  Nilai  daya  listrik  rata-rata  tertinggi turbin angin dengan 10 sudu terjadi pada kecepatan angin 4,7  m/s  yaitu  sebesar  0,10  W,  nilai  daya  listrik  rata-rata terendah  terjadi  pada  kecepatan  angin  3  m/s  yaitu  sebesar 0,04  W.  Daya  listrik  rata-rata  yang  dihasilkan  oleh  turbin dengan  16  sudu  menghasilkan  daya  listrik  rata-rata  paling besar di kecepatan angin 4,7 m/s, 4,1 m/s, 3,6 m/s dan 3,0 m/s  diikuti  oleh  turbin  dengan  14  sudu,  12  sudu  dan  10 sudu.  Daya  listrik  rata-rata  yang  dihasilkan  oleh  turbin dengan  10  sudu  menghasilkan  daya  listrik  rata-rata  paling kecil.  Daya  listrik  rata-rata  yang  dihasilkan  oleh  turbin dengan  16  sudu  menghasilkan  daya  listrik  rata-rata  paling besar  hal  ini  kemungkinan  disebabkan  gaya lift dari  sudu turbin  mempengaruhi  torsi  dari  turbin  angin  tersebut sehingga  turbin  angin  dengan  16  sudu  lebih  kuat  dalam memutarkan  generator  sehingga  menghasilkan  daya  listrik rata-rata  paling  besar.  Dengan  demikian  maka  semakin bertambahnya  jumlah  sudu  turbin  angin,  daya  listrik  rata- ratanya  semakin  besar  dan  semakin  berkurangnya  jumlah sudu turbin, daya listrik rata-ratanya semakin kecil, hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Ahmad yani (2021)  yaitu  penelitian  variasi  jumlah  sudu  turbin  angin horisontal dengan kecepatan angin di Bontang, jumlah sudu yang  diteliti  yaitu  4  sudu,  3  sudu  dan  2  sudu,  dari  hasil penelitiannya  menunjukan  daya  listrik  tertinggi  yang diperoleh dari turbin angin dengan empat sudu sebesar 0,18 W,  nilai  daya  listrik  terendah  sebesar  0,04  W,  nilai  daya listrik  tertinggi  yang  diperoleh  dari  turbin  angin  dengan tiga sudu sebesar 0,07 W, nilai daya listrik terendah sebesar 0,02  W,  nilai  daya  listrik  tertinggi  yang  diperoleh  dari turbin  angin  dengan  dua  sudu  yaitu  sebesar  0,05  W,  nilai daya listrik terendah yang diperoleh yaitu sebesar 0,01 W, berdasarkan dari hasil penelitian tersebut, nilai daya listrik tertinggi  diperoleh  oleh  turbin  angin  dengan  empat  sudu diikuti  oleh  turbin  dengan  tiga  sudu  dan  kemudian  turbin dengan  dua  sudu  [17].  Mutiar  dan  R.  Ahmad  Yani melakukan  pengujian  variasi  jumlah  sudu  turbin  angin horizontal  yaitu  12  sudu  dan  6  sudu,  dari  hasil  pengujian menunjukan  nilai  daya  listrik  tertinggi  dihasilkan  oleh turbin  angin  dengan  12  sudu  adalah  sebesar  1,50  W  pada kecepatan angin 7,0 m/s, nilai daya listrik terendah sebesar 0,02 W pada kecepatan angin 2,0 m/s, sedangkan nilai daya
listrik tertinggi yang dihasilkan oleh turbin angin dengan 6 sudu adalah sebesar 1,10 W pada kecepatan angin 7,0 m/s, nilai  daya  listrik  terendah  sebesar  0,0003  W  pada kecepatan angin 2,0 m/s [16].

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian,  jumlah  sudu  turbin angin  horisontal  sangat  mempengaruhi  kinerjanya,  dalam pengujian  menggunakan  beban  turbin  angin  dengan  16 sudu  menghasilkan  putaran  turbin  paling  tinggi  yaitu sebesar  47  rpm  pada  kecepatan  angin  4,7  m/s  dan menghasilkan  daya  listrik  paling  tinggi  yaitu  sebesar  0,12 W  pada  kecepatan  angin  4,7  m/s,      hal  ini  disebabkan karena  turbin  angin  dengan  16  sudu  mempunyai  jumlah sudu  paling  banyak  sehingga  gaya lift yang  bekerja  pada sudu  turbin  lebih  besar  di  bandingkan  dengan  turbin dengan  14  sudu,  12  sudu  dan  10  sudu,  sehingga meningkatkan  gaya  momen  untuk  memutarkan  turbin  dan memutarkan generator listrik.

## DAFTAR RUJUKAN
[1]  Sarjono  and  M.  A.  Wahyudi,  “Unjuk  Kerja  Model Turbin  Angin  Poros  Horisontal  dengan  Variasi Bentuk Blade,” SIMETRIS , vol. 13, pp. 1–4, 2019.
[2]  C.  Y.  Li,  J.  Y.  Wu,  Y.  J.  Dai,  and  C.  H.  Wang, “Multi-criteria optimization of a biomass gasification- based  combined  cooling,  heating,  and  power  system integrated with an organic Rankine cycle in different climate  zones  in  China,” Energy  Convers.  Manag. , vol.243, 2021, doi: 10.1016/j.enconman.2021.114364.
[3]  I.  K.  Wiratama,  I.  M.  Mara,  and  L.  E.  F.  Prina, “Pengaruh  Jumlah  Blade  dan  Variasi  Panjang  Chord Terhadap  Performansi  Turbin  Angin  Sumbu Horisontal (TASH),” Din. Tek. Mesin , vol. 4 No. 2 Ju, pp. 1–7, 2014.
[4]  G.  Rahmat  Nanang  and  E.  Sarwono,  “Studi Eksperimental  Berbagai  Macam  Jenis  Sudu  Turbin Angin  horisontal  Skala  Laboratorium,” J.  UMP ,  pp. 1–11, 2020.
[5]  A.  Algieri  and  J.  Šebo,  “Energetic  Investigation  of Organic Rankine Cycles (ORCs) for the Exploitation of  Low-Temperature  Geothermal  Sources  -  A possible  application  in  Slovakia,” Procedia  Comput. Sci. ,  vol.  109,  pp.  833–840,  2017,  doi: 10.1016/j.procs.2017.05.348.
[6]  Ismail,  M.  B.  Suyitno,  and  R.  F.  Anshari,  “Studi Eksperimental  Model  Turbin  Angin  Sumbu Horisontal  3  Sudu,” J.  Tek.  FTUP ,  vol.  31,  pp.  1–6, 2018.
[7]  Nishizawa,  “An  Experimental  Study  on  Performance of  Curved-Plate  Blade  Rotor,” Renew.  Energy ,  vol. 49, pp. 6–9, 2013.
[8]  A.  R.  and  Tiwari,  “Comparison  of  Various  Wind Turbine  Generators,” Multidiscip.  J.  Res.  Eng. Technol. , vol. 1, pp. 129–135, 2014.

## ANALISIS PENGARUH JUMLAH SUDU TURBIN ANGIN HORISONTAL TERHADAP KINERJA DALAM PEMBANGKIT LISTRIK SKALA MIKRO
[9]  R.  Syahyuniar,  Y.  Ningsih,  and  Herianto,  “Rancang Bangun  Blade  turbin  Angin  Tipe  Horisontal,” J. Elem. , vol. 5, pp. 1–7, 2018.
[10]  S.  N.  Najah,  A.  Muliawan,  and  F.  Anita, “Perancangan  Prototipe  Turbin  Angin  Sumbu Horisontal  Skala  Laboratorium  dengan  Inverter,” J.
Tek. JAGO , vol. 1, 2021.
[11]  T.  A.  Adlie,  T.  A.  Rizal,  and  Arjuanda,  “Sudu, Perancangan Turbin Angin Sumbu Horisontal 3 Sudu dengan Daya Output 1 KW,” J. Ilm. JURUTERA , vol.
2, pp. 1–7, 2015.
[12]  E. Reinaldy Sibuea, A. Martin, and D. Agustina, “Uji Kinerja Turbin Angin Sumbu Horisontal dengan Tipe Bilah  Inverse  Taper  dengan  Jari-jari  1,3  Meter  Pada Kecepatan  Angin  Di  Pekanbaru,” JOM  FTEKNIK , vol. 7, pp. 1–5, 2020.
[13]  F. Hidayatullah and D. T. Santoso, “Analisis 4 Airfoil Bilah  Taperless  Terhadap  Performa  Turbin  Angin Sumbu Horisontal Menggunakan Software Q-Blade,” Barometer , vol. 7, no. 1, pp. 422–429, 2021.
[14]  S. Noor and N. Saputera, “Efisiensi Pemakaian Daya Listrik Menggunakan Kapasitor Bank,” J. Poros Tek. , vol. 6, 2014.
[15]  A.  B.  S.  Asmoro,  “Analisa  Pengaruh  Variasi  Sudut dan Luas Penampang Winglet terhadap Sayap NACA Airfoil  2412  Pada  Pengujian  Low  Subsonic  Wind Tunnel,” SENASTINDO AAU , vol. 1 no. 1, 2019.
[16]  Mutiar  and  R.  A.  Yani,  “Analisa  Efisiensi  Turbin Angin  Berdasarkan  Variasi  Jumlah  Sudu  di Laboratorium  Teknik  Listrik  Politeknik  Negeri Sriwijaya,” J. Tek. Elektro , vol. 10 no. 1, 2020.
[17]  A. Yani, “Studi Eksperimental Pengaruh Jumlah Sudu Turbin  Angin  Tipe  Propeller  Terhadap  Daya  Output Pada  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  (Sebagai Alternatif Pembangkit Listrik Daerah Pesisir Pantai),”
J. JAGO , vol. 1 no. 2, 2021.