## Jurnal Asiimetrik: Jurnal Ilmiah Rekayasa Dan Inovasi
Terakreditasi “ Peringkat 4” oleh Kemenristek/BRIN, Nomor SK: 200/M/KPT/2020 Volume 4 Nomor 1 Tahun 2022, Januari 2022, Halaman 43-52 Website : http://journal.univpancasila.ac.id/index.php/asiimetrik/

## Uji Performa Sudu Turbin Berbahan Polimer Serat Karbon
Performance Test of Carbon Fibre Polymer Turbine Blade
Wisnu Kusuma Whardana, Erwin Erwin  dan Slamet Wiyono
Lab. Rekayasa Energi Baru Terbarukan, Jurusan Teknik Mesin, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Cilegon, Banten, Indonesia

## Informasi artikel
Diterima: 29/11/2021 Direvisi: 11/12/2021 Disetujui: 21/12/2021

## Abstract
Sultan  Wind  Turbine  is  a  vertical  type  wind  turbine  researched  by  New Renewable  Energy  Lab.  which  is  used  as  development  for  wind  energy utilization.  In  this  wind  turbine,  there  are  problems  in  the  form  of  blade resistance which is not strong enough to withstand wind velocity when the wind blows reaches 4 m/s. The blade, which is one of the parts that have the highest liability  on  the  turbine,  can  be  improved  in  terms  of  performance  and  their overall  strength.  The  blade  material  which  currently  used  is  fibreglass,  and Styrofoam  can  be  substituted  using  a  better  material  to  improve  its performance. Carbon fiber and ABS filament can be substituted as a blanket and airfoil to be used as materials for manufacturing new blades. This research will focus  on  improvised  blades  in  terms  of  performance  and  strength.  With  an experimental  and  quantitative  approach,  the  data  obtained  from  the  blades that  have  been  improvised  with  carbon  fiber  and  ABS  filament,  resulting  in blades that are superior from their predecessors.
Keywords: wind, blade, performance.

## Abstrak
Sultan Wind Turbine merupakan turbin angin jenis vertikal yang dikembangkan oleh  Lab.  Energi  Baru  Terbarukan  digunakan  sebagai  pengembangan  ujicoba proses pemanfaatan energi angin. Pada turbin angin ini terdapat permasalahan berupa  ketahanan  sudu  yang  tidak  kuat  menahan  angin  ketika  angin  bertiup kencang yang mencapai 4 m/s.  Sudu  yang  merupakan  salah satu bagian yang dapat memiliki liabilitas paling tinggi dari turbin tersebut, dapat ditingkatkan performa  dan  ketangguhannya.  Material  Sudu  yang  digunakan  saat  ini  berupa fibreglass, dan styrofoam dapat  disubtitusi  menggunakan  material  yang  lebih baik  untuk  meningkatkan  performanya.  Serat  karbon  dan  filamen  ABS  dapat disubtitusi  sebagai  pengganti  body  dan  airfoil  untuk  digunakan  sebagai  bahan manufakturing  sudu  baru.  Penelitian  ini  akan  memfokuskan  pada  improvisasi sudu ditinjau dari performa, dan kekuatannya. Dengan pendekatan  pengujian secara eksperimen dan kuantitatif, maka didapatkan  data nilai pengujian dari sudu yang telah diimprovisasi serat karbon dan filamen ABS, menghasilkan sudu yang lebih unggul dari sudu pendahulunya.
Kata Kunci: angin, sudu, performa.
 Penulis Korespondensi. Tel: -; Handphone: +62 821 8253 5758 email : erwin@untirta.ac.id
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License

## 1. PENDAHULUAN
Sultan Wind Turbine merupakan turbin angin jenis vertikal yang dikembangkan oleh Lab. Energi
Baru Terbarukan
digunakan sebagai pengembangan  uji  coba  proses  pemanfaatan energi  angin.  Pada  turbin  angin  ini  terdapat permasalahan berupa ketahanan sudu yang tidak kuat menahan angin ketika angin bertiup  kencang yang mencapai 4 m/s.
Cilegon  tempat  dimana  penelitian  ini dilaksanakan,  belum  banyak  yang  mencoba menangkap potensi energi angin, untuk dimanfaatkan sebagai energi alternatif terbarukan,  yang  notabene  Cilegon  dekat  lepas pantai  yang  memiliki  potensi  angin  yang  baik untuk  dimanfaatkan  sebagai  sumber  energi alternatif. Sehingga dalam praktiknya diperlukan sudu yang memiliki  performa yang unggul dalam menangkap  energi  angin  yang  sesuai  dengan karakteristik dari kota Cilegon.
Adapun karakteristik dari angin, yaitu angin yang  sering  berubah-rubah,  sering  terjadinya turbulensi,  kecepatan  bertambah  terhadap ketinggian (energi sebanding dengan pangkat tiga kelipatan),  Potensi  aktual  ditentukan  oleh distribusi  kecepatan  angin  (topografi)  lokasi. Sedangkan  kecepatan  angin  di  daerah  Cilegon, yaitu: 2 m/s – 4 m/s (Sippa, 2019) .
Turbin  angin  yang  sekarang  terletak  pada lantai  atas  Gedung  Rektorat  Universitas  Sultan Ageng  Tirtayasa  dewasanya  masih  dapat dikembangkan  lebih  lanjut  serta  mencari penyelesaian  masalah – masalah  yang  ada  pada turbin  tersebut.  Salah  satu  masalah  yang ditemukan  pada  turbin  di  atas  adalah  terjadi tabrakan  antar  sudu  pada  poros  yang  berbeda ketika  angin  menyentuh  kecepatan  4  m/s  serta deformasi pada sudu (Aryabathi, dkk., 2021) . Penelitian  sudu  sebelumnya  menghasilkan sebuah analisa performa yang optimal dari desain sudu Darrieus H dengan jenis profil NACA S 1046 (Melin, 2013) . NACA S 1046 (lihat Gambar 1 ) yang disimulasikan  menggunakan  metode  pengujian software Q-blade, mendapatkan berbagai macam varian  dan  varian  yang  terbaik  yaitu  dengan panjang chord 170 mm, tinggi sudu 2200 mm, jari- jari sudu 320 mm. Hasil yang didapat dari varian ini mendapatkan nilai coefficient of power 0,543 dan tip speed ratio 2,51 (Muratoğlu, dkk., 2020) .
Gambar 1. Profil airfoil NACA-S1046 (Muratoğlu, dkk ., 2020) .
Pada  penelitian  sebelumnya,  Pemilihan spesifikasi  di  atas  dilakukan  berdasarkan perbandingan nilai coefficient of power (CP) dan tip  speed  ratio (TSR)  dari  beberapa  varian  yang didapatkan  melalui  metode  Taguchi,  sehingga didapatkanlah  nilai  CP  dan  TSR  yang  terbaik dengan spesifikasi yang ada pada Gambar 1 (Roy, dkk., 2017) . Pemilihan spesifikasi tersebut belum dilandasi  pada  pemilihan  material  sudu  yang diteliti, dengan sudu pendahulunya.
Setelah  dibandingkan  antara  sudu  yang diteliti  dengan  material fibreglass dengan  sudu pendahulunya  yang  bermaterial Styrofoam  XPS , didapatkan  bahwa  sudu  bermaterial fibreglass memiliki  nilai  efisiensi  berupa  CP  dan  TSR  yang lebih tinggi dari versi sebelumnya (Winata, dkk., 2020) . Penelitian sebelumnya yang
lain menghasilkan  sudu  yang  dibuat  dengan  acuan hasil  simulasi  profil  desain  sudu  NACA-S1046 dengan  material  serat fibreglass komposit  dan profil airfoil menggunakan kayu balsa. Didapatkan nilai  performa  dengan  hasil  kekuatan  struktur lendutan  bernilai  6,81  mm  hingga  46,84  mm sesuai  dengan  variabel  pembebanan,  dan  nilai kecepatan  angin  sebesar  18,64  mm/s 2 .  Terlihat pada  nilai  struktur  lendutan  pada  sudu  dengan material fibreglass yang mencapai 46,84 mm pada 90,65  N,  nilai  tersebut  bisa  ditingkatkan  untuk menghindari  beban  lendutan  dan  torsional,  agar sudu  mampu  mempertahankan  strukturnya  lebih baik ketika angin berkekuatan kencang.
Penelitian  dari  kekuatan  serat  karbon  yang diuji  tarik  pada  suatu  lempeng  baja  yang  telah dilapisi  serat  karbon  komposit  dan  terdiri  dari serat  karbon  dengan      spesifikasi  densitas  200 gr/m 3 hingga 240 gr/m 3 . Berdasarkan penelitiannya  didapatkan  kurva  grafis stress – strain pada  baja  yang  dilapisi  serat  karbon komposit  mampu  menahan  tegangan  hingga  200 MPa sebelum akhirnya patah (Fadhil, dkk., 2014) . Sampel  serat  karbon  komposit  hanya mengalami peregangan elastis yang tidak terlalu panjang.  Hal    tersebut    menunjukkan     bahwa
komposit  sifat  fisik  diantaranya  ulet – getas. Ketika dilakukan proses analisa Scanning Electron Microscope (SEM)  pada  permukaan  benda  uji diketahui  bahwa  serat  karbon  komposit  dapat mempertahankan  strukturnya,  namun  tetap mengalami  degradasi.  Serat  karbon  hanya mengalami pengarangan dengan bentuk fisik yang hampir  sama  dengan  bentuk  fisik  sebelum eksperimen (Fadhil, dkk., 2014) .
Dengan  nilai  pengujian  tegangan  dari  serat karbon  yang  mencapai    240  MPa    dan  memiliki densitas yang hampir mirip dengan fibreglass yang hanya  mencapai  130  MPa (Winata,  dkk.,  2020) , maka berdasarkan rumusan ini, subtitusi material sudu berupa pelapisan menggunakan serat karbon komposit,  diharapkan  dapat  menghasilkan  sudu yang  lebih  unggul  dalam  taraf  performa, spesifikasi, proses manufakturnya Ketika ditinjau dari total massa, lendutan, kecepatan angin, dan momen puntir dari sudu yang telah dilapisi serat karbon.

## 2. METODOLOGI
Adapun metodologi penelitian ini menggunakan  pendekatan  penelitian  berjenis Metode eksperimen merupakan metode penelitian kuantitatif  yang  digunakan  untuk  mengetahui pengaruh variabel independen ( treatment /perlakuan) terhadap variabel dependen (hasil) dalam kondisi
yang terkendalikan.  Kondisi  dikendalikan  agar  tidak ada variabel lain (selain variabel treatment ) yang mempengaruhi variabel dependen.
Pada  proses  manufakturing,  simulasi  dan pengujian performa sudu ini, penelitian dilakukan di  Lab.  Energi  Baru  Terbarukan  (Lab  EBT)  di Gedung Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa,  Cilegon,  Banten  yang  dilakukan  pada tanggal 20 Januari 2021 s/d 16 November 2021.
Tahapan penelitian ini juga dapat dijabarkan tergambar dengan diagram alir penelitian, seperti yang  tergambar  pada Gambar  2 .  Dalam  proses penelitian  ini,  melibatkan  beberapa  aspek material  dalam  perancangan  pembuatan  sudu yang  sama  dan  berbeda  dari  sudu  bermaterial fibreglass.
Material  yang  sama  dalam  pembuatan  sudu bermaterial  serat  karbon  melitbatkan,  poros aluminium ¾ inch sebagai poros utama, dan serat fiber  sebagai  pelapisnya.  Sedangkan  perbedaan material  dari  sudu  sebelumnya  diantaranya filamen  ABS  sebagai  bahan airfoil NACA-S1046, dan serat karbon sebagai pelapis pendukungnya. Untuk  pemilihan  menggunakan  material  serat karbon 3K 220 gsm dengan anyaman model twill sebagai material perkuatannya.
Gambar 2. Diagram alir penelitian
Pemilihan  material  ini  diambil,  mengikuti ketersediaan  pasar  pada  saat  penelitian  ini dilakukan.  Dan  pertimbangan  pemilihan  serat karbon  ini  tidak  banyak  berpengaruh  pada kekuatan atau sifat serat karbon pada umumnya. Penampakan dari serat karbon 3K 220 gsm dapat dilihat pada Gambar 3 .
Studi Literatur Perencanaan Desain Airfoil Proses Manufacturing Airfoil Assembly Sudu Proses wrapping Sudu Pengujian dan Pengambilan Data Mulai Data Bebas dari Error Data Desain Blade Desain Tercapai Desain Tidak Tercapai Data Error Selesai Pengolahan Data dan Analisis
Gambar 3. Serat karbon 3K 220 gsm model Twill
Pada  proses  perancang airfoil penulis mengupayakan  untuk  mereduksi  massa  lebih lanjut  untuk  mengurangi  massa airfoil dengan cara  menggunakan  metode  simulasi topology optimalization .  Saat  proses  simulasi topology optimalization, penulis  menggunakan software Solidworks 2018  SP1  dengan  mensimulasikan desain digital acuan NACA-S1046 dan melanjutkan proses topology study (Ryan-Johnson, dkk., 2021) . Topology Study Menghasilkan 3 buah desain airfoil yang  telah  dimodifikasi  dengan  acuan pembebanan  maksimal  pengujian  sebesar  90,65 N,  pada  tiap  permukaannya,  dan  model optimalisasi  dengan  tujuan,  1. Minimize maximum  displacement, 2. Best  stiffness  to weight  ratio, dan  3. Minimize  mass  with displacement  constraint. Hasil  dari  masing- masing  desain topology tersebut  dapat  dilihat pada  ilustrasi  pada Gambar  4 , Gambar  5 dan Gambar 6 .
Gambar 4. Desain airfoil 1
Gambar 6. Desain airfoil 3
Adapun  dari  ketiga  desain  yang  dihasilkan oleh software  Solidworks  2018  SP1,  airfoil yang dihasilkan memiliki massa tereduksi dengan rata- rata  10  gram,  dari  yang  sebelumnya  13  gram. Penulis  menggabungkan  ketiga  desain  acuan tersebut  pada  desain  digital  dan  didapatkan model  dengan  hasil  seperti  yang  tertera  pada Gambar 7.
Gambar 7. Airfoil NACA-S1046 yang telah dimodifikasi
Pada proses pengambilan data lendutan dan momen puntir menggunakan dial indicator (lihat Gambar  8 )  untuk  mengukur  jarak  simpangan lendutan  sebelum  dan  sesudah  pemberian pembebanan.  Adapun  spesifikasi  dari  alat  ukur dial indicator yang digunakan penulis antara lain yaitu,  Mitutoyo  2046S,  dengan reading  scale 0- 100, range scale 0-10 INC, dan nilai toleransi 0,001
mm.
Pada proses analisa data dari sudu, pengujian melibatkan  beberapa  model  perhitungan  untuk mengetahui  nilai  data  momen  puntir  dan kecepatan angin sudu.
Proses perhitungan momen puntir menggunakan  perhitungan trigonometri (Nastiti, dkk.,  2018) dan  perhitungan  kecepatan  angin menggunakan perhitungan sentrifugal momen.
Perhitungan  tersebut  dapat  dijabar  seperti penjabaran perumusan sebagai berikut, yaitu:
𝜆 = 𝑡𝑎𝑛 −1 𝑦 𝑥 (1)
Dimana: λ = Sudut puntir ( o ) y = Jarak sumbu terhadap spindle (mm) x = Besar lendutan (mm)
Pengertian  dari  jarak  sumbu  terhadap spindle adalah  jarak  antara  ujung  panjang  sudu tempat  penempatan spindel terhadap  poros utama.
Untuk  perhitungan  kecepatan  angin  dapat dijabarkan  dengan  perhitungan  di  bawah  ini, yaitu.
𝐹𝑠 = 𝑚×𝑣 2 𝑟 (2)
Dimana:
Fs = Gaya sentrifugal (N) m  = Massa (kg) v   = Kecepatan aliran (m/s 2 ) r    = Jari-jari (m)
Setup  proses  pengambilan  data  lendutan (lihat Gambar  9 )  mengacu  pada  penelitian pengujian  sebelumnya (Kamelia,  dkk.,  2021) , dengan proses pengujian sebagai berikut, yaitu:
1. Membuat tempat pada tengah panjang sudu untuk diletakkannya sudu dan dial indicator .
2. Meletakan sudu pada dua buah meja uji yang diletakkan  tumpuan cantilever pada  ujung dari setiap sudu.
3. Meletakan dial indicator berada di titik berat dari sudu.
4. Memberikan  massa  tepat  di  titik  berat  dari sudu,  massa  diberikan  dengan  varian  yang berbeda dan dilakukan secara berulang-ulang
sebanyak 30 kali mengikuti medote pengujian standar pengukuran dan menghindari adanya miscalibration .
5. Massa  pembebanan  terhitung  sebesar  1,025 kg;  3,065  kg;  5,22  kg;  7,18  kg;  dan  9,25  kg secara bertahap.
6. Mengukur hasil lendutan yang terjadi setelah diberikannya massa.
Gambar 9. Setup pengujian lendutan
Adapun alur proses pengujian momen puntir (lihat Gambar  10 )  pada  sudu  penelititan  dengan metode  eksperimen  secara  langsung,  sebagai berikut, yaitu:
1. Membuat  tempat  untuk  diletakkannya  sudu dan dial  indicator pada  salah  satu  ujung sudu.
2. Meletakan  sudu  pada  tumpuan  jepit  pada salah satu ujung poros dari sudu.
3. Meletakan dial indicator berada di titik berat (ujung sudu tidak berpenyangga) dari sudu.
4. Memberikan  massa  diujung  titik  berat  dari sudu,  massa  diberikan  dengan  varian  yang berbeda dan dilakukan secara berulang-ulang sebanyak 30 kali mengikuti medote pengujian standar pengukuran dan menghindari adanya miscalibration .
5. Massa  pembebanan  terhitung  sebesar  1,025 kg;  3,065  kg;  5,22  kg,  7,18  kg,  dan  9,25  kg secara bertahap.
6. Mengukur hasil lendutan yang terjadi setelah diberikannya massa.
Gambar 10. Setup pengujian momen punter

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Spesifikasi Sudu
Proses  manufaktur  dari  sudu  turbin bermaterial serat karbon, menghasilkan profil dan spesifikasi dari sudu Sultan Wind Turbine sebagai berikut, yaitu.
1. Dimensi Sudu : 1)  Panjang sudu   : 2200 mm 2)  Panjang airfoil : 170   mm 3)  Jari-jari airfoil : 320   mm 2. Massa Sudu : 3,6    kg 3. Profil Airfoil Sudu  : NACA-S1046
Dibandingkan  dengan  sudu  pendahulunya yang  bermaterial fibreglass ,  pendahulunya memiliki spesifikasi.
1. Dimensi Sudu : 1)  Panjang sudu   : 2200 mm 2)  Panjang airfoil : 170   mm 3)  Jari-jari airfoi l  : 320   mm 2. Massa Sudu : 0,975 kg 3. Profil Airfoil Sudu  : NACA-S1046

## 3.2. Data Pengujian Lendutan
Proses  pengujian  lendutan  pada  sudu  yang diperkuat  serat  karbon,  menghasilkan  data lendutan  dalam  satuan  milimeter  (mm).  Berikut pada Tabel 1 disajikan data hasil pengujian pada sudu Darrieus:
Tabel 1. Data pengujian lendutan sudu bermaterial serat karbon Pengujian Lendutan Sudu Turbin No. Massa Lendutan (kg) Besar Lendutan (mm) 1. 1,025 0,15 2. 3,065 1,7 3. 5,22 3,14 4. 7,18 3,6 5. 9,25 5,16
Dalam  bentuk  grafik,  data  lendutan  yang tersaji  dapat  digambarkan  seperti  pada Gambar 11 .  Pada  grafik Gambar  11 ,  hasil  pengujian pembebanan  lendutan  pada  sudu  bermaterial serat  karbon,  menunjukkan  nilai  lendut  yang konstan dengan nilai terendah sebesar 0,15 mm dan  terbesar  sebesar 5,16  mm .  Kurva  lendutan juga tidak  mengalami lonjakan nilai lendut yang eksponensial  jika  dibandingkan  dengan  sudu pendahulunya.
Gambar 11. Grafik besar lendutan sudu terhadap massa pembebanannya

## 3.3. Data Pengujian Momen Puntir
Proses  pengujian  momen  puntir  pada  sudu yang  diperkuat  serat  karbon,  menghasilkan  data lendutan  dalam  satuan  milimeter  (mm).  Berikut pada Tabel  2 ditampilkan  data  nilai  hasil pengujian  momen  puntir  pada  sudu  bermaterial serat karbon.
Tabel 2. Data pengujian momen puntir sudu bermaterial serat karbon
Pengujian Momen Puntir Sudu Turbin No. Massa Lendutan (kg) Besar Lendutan (mm) 1. 1,025 0,44 2. 3,065 1,41 3. 5,22 2,5 4. 7,18 3,62 5. 9,25 4,58
Dalam  bentuk  grafik,  data  lendutan  yang tersaji  dapat  digambarkan  seperti  pada Gambar 12 .
Gambar 12. Data pengujian momen puntir sudu bermaterial serat karbon
Pada  grafik Gambar  12 menunjukkan  hasil nilai  pembebanan  puntir  yang  sama  konstan dengan nilai.  pembebanan    lendut   pada  grafik
Gambar  11 sebelumnya.  Nilai  puntiran  yang bernilai  terkecil  sebesar 0,44  mm dan  terbesar sebesar 4,58      mm ini  merupakan  nilai  yang sangat  unggul  dari  nilai  momen  puntir  sudu pendahulunya.

## 3.4. Analisa  Data  Lendutan  Sudu  Bermaterial Serat  Karbon  dan  Sudu  Bermaterial Fibreglass
Dengan  diketahuinya  nilai  lendutan  sudu bermaterial  serat  karbon,  maka  nilai  ini  dapat dibandingkan  nilai  lendutannya  dengan  nilai lendutan  hasil  sudu  bermaterial fibreglass . Perbandingan  ini  akan  memberikan  gambaran besar pengaruh dari sudu turbin tanpa perkuatan serat  karbon,  dan  dengan  menggunakan  serat karbon. Data perbandingan 2 buah sudu tersebut disajikan pada grafik Gambar 13 .
Gambar 13. Grafik perbandingan data lendutan sudu bermaterial serat karbon terhadap sudu bermaterial
fibreglass
Terlihat  pada  grafik Gambar  13 ,  nilai pengujian kekuatan struktur kedua sudu tersebut, bahwa  sudu  bermaterial  serat  karbon  memiliki nilai  yang  lebih  unggul  dari  sudu  bermaterial fibreglass . Dimana sudu bermaterial serat karbon memiliki  nilai  lendutan  minimal 0,15  mm dan maksimal 5,16 mm , sedangkan sudu bermaterial fibreglass memiliki  nilai  lendutan  minimal 6,81 mm dan maksimal 17,07 mm.
Perbedaan  dari  kedua  figur  nilai  ini membuktikan  bahwa  pengaruh  serat  karbon sebagai  material  perkuatan  sudu  berhasil memperkuat sudu dari sudut pengujian lendutan, dibandingkan   dengan    serat fibreglass yang
digunakan sebagai pelapis dari sudu pendahulunya.

## 3.5. Analisa Data Momen Puntir
Dengan  didapatkannya  data  lendutan  puntir pada sudu bermaterial serat karbon, nliai momen puntir  bisa  ditentukan  dengan  persamaan trigonometri, maka nilai dari momen puntir untuk sudu dengan bermaterial serat karbon ini antara lain:
1. Momen puntir massa 1,025 kg
𝜆 = 𝑡𝑎𝑛 −1 110
0.44 = 0,23 𝑜
2. Momen puntir massa 3,025 kg
𝜆 = 𝑡𝑎𝑛 −1 110 1.41 = 0,74 𝑜
3. Momen puntir massa 5,22 kg
𝜆 = 𝑡𝑎𝑛 −1 110 2.5 = 1,31 𝑜
4. Momen puntir massa 7,18 kg
𝜆 = 𝑡𝑎𝑛 −1 110 0,44 = 1,89 𝑜
5. Momen puntir massa 9,25 kg
𝜆 = 𝑡𝑎𝑛 −1 110 0,44 = 2,39 𝑜
Dalam  bentuk  grafik,  perhitungan  momen puntir yang tersaji dapat digambarkan pada grafik sebagai berikut:
Gambar 14. Grafik perhitungan momen puntir
Berdasarkan  hasil  perhitungan  nilai  sudut puntir pada grafik Gambar 14 , disimpulkan bahwa sudut puntir untuk sudu bermaterial serat karbon memiliki  karaketeristik  yang  kaku  ( stiff )  pada aplikasinya dan memiliki nilai defleksi puntir yang minim.
3.6. Analisa Data Kecepatan Angin
Setelah  diketahui  besaran  lendutan maksimal  yang  diberikan  pada  sudu bermaterial  serat  karbon  ini,  maka  nilai kecepatan putar turbin, dengan perhitungan sentrifugal, didapatkan nilai kecepatan angin untuk  sudu  bermaterial  serat  karbon didapatkan hasil sebagai berikut:
𝐹𝑠 = 𝑚×𝑣 2 𝑟 90,71 = 3,6×𝑣 2 0,2 90,71 = 11,25  × 𝑣 2
𝑣 = 2,83 m/s
Dari hasil perhitungan kecepatan angin diatas,  dengan  nilai  2,83  m/s  maka  dapat disimpulkan  bahwa  sudu  bermaterial  serat karbon,  dapat  melakukan  rotasi  sesuai dengan  batas  minimum  angin  yang  ada  di kota  Cilegon  dengan  nilai  2  m/s,  namun dengan kapabilitas penangkapan energi angin yang minim.
Hal ini disebabkan  karena bobot massa dari sudu turbin terlalu berat dengan massa mencapai  3,6  kg,  bila  dibandingkan  dengan massa  sudu  bermaterial fibreglass yang hanya mencapai bobot 0,975 kg dengan hasil kecepatan angin mencapai 7,83 m/s .

## 4. SIMPULAN
Sudu bermaterial serat karbon memiliki kenggulan terhadap resistansi dari pembebanan  lendut  dan  juga  pembebanan puntir. Hal ini terbukti dengan minimnya nilai lendut dan puntir dibandingkan dengan nilai lendut  dari  sudu  pendahulunya  (Sudu bermaterial fibreglass).
Sudu bermaterial serat karbon mempengaruhi  massa  yang  mengakibatkan kecepatan  angin  sudu  tereduksi  secara signifikan  dari  sudu  pendahulunya  (Sudu bermaterial  fibreglass).  Hal  ini  bisa disebabkan  karena  berat  jenis  dari  serat karbon  lebih  berat  dari  serat  fibreglass  dan juga proses manufakturingnya yang berbeda.
Diharapkan  untuk  proses  penelitian selanjutnya dapat menghasilkan sudu turbin yang memiliki  performa sama atau lebih dari
sudu bermaterial serat karbon, dan memiliki total  massa  yang  lebih  ringan  dari  sudu bermaterial serat karbon.

## DAFTAR PUSTAKA
Aryabathi,  W.,  Erwin,  E.  dan  Wiyono,  S.,  2021. Potensi  Energi  Angin  pada  Sisi  Siku  Atap Gedung  Tinggi. Jurnal  Asiimetrik:  Jurnal Ilmiah Rekayasa & Inovasi , hal. 205-214. Fadhil,  Y.S.N.,  Siregar,  M.A.M.  dan  Supriadi,  S., 2014. Penelitian Sifat Termal dan Mekanik Komposit Serat Karbon. Proceeding
Seminar  Nasional  Tahunan  Teknik  Mesin XIII (SNTTM XIII) , 15-16 Oktober 2014. hal.
920-927.
Kamelia,  N.,  Sitompul,  I.R.  dan  Suryanita,  R., 2021. Analisis Numerik Sifat Mekanik Balok
Baja dengan Penambahan Pengaku (Stiffener). Siklus:  Jurnal  Teknik  Sipil , 7(1), hal. 43-52.
Melin, T., 2013. Parametric Airfoil Catalog, Part II:
Göttingen  673  to  YS930:  An  Aerodynamic and  Geometric  Comparison  Between Parametrized  and  Point  Cloud  Airfoils. Linkoping: Linkoping University.
Muratoğlu,  A.  dan  demir ,  M.S.,  Investigating  the Effect  of  Geometrical  and  Dynamic Parameters on the Performance of Darrieus Turbines:  A  Numerical  Optimization Approach via QBlade Algorithm. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(1), hal. 413-4.
Nastitip,  G.,  Aulia,  T.B.  dan Muttaqin,  M.,  2018. Analisis  Kapasitas  Puntir  Elemen  Balok Beton Mutu Tinggi Dengan Substitusi Aditif, Agregat  Halus  Serta  Agregat  Kasar (Penggunaan  Fly  Ash  Batu  Bara,  Pasir Pozzolan Dan Cangkang Sawit). Jurnal Arsip Rekayasa
Roy, S., Branger, H., Luneau, C., Bourras, D. dan Paillard,  B.,  2017,  Design  Of  An  Offshore Three-Bladed  Vertical  Axis  Wind  Turbine
For Wind Tunnel Experiments. In International  Conference  on  Offshore Mechanics  and  Arctic  Engineering (Vol. 57786, p. V010T09A046) . American Society of Mechanical Engineers.
Ryan-Johnson,  W.P.,  Wolfe,  L.C.,  Byron,  C.R., Nagel, J.K. and Zhang, H., 2021. A Systems Approach  of  Topology  Optimization  for Bioinspired  Material  Structures  Design
Using Additive Manufacturing. Sustainability , 13 (14), hal.8013-8032.
Sippa,  S.,  2019.  Rencana  Program  Dan  Investasi Infrastruktur  Jangka  Menengah  Kota Cilegon  BAB  IV. Rencana  Program  Dan
Investasi  Infrastruktur  Jangka  Menengah Kota  Cilegon .  Cilegon:  Cipta  Karya  PU. [Cetak]. Winata,  A.,  dan  Erwin,  E.,  2020.  Manufakturing Dan Pengujian Sudu Turbin Tipe Darrieus H Dengan  Jenis  Profil  NACA  S-1046  Untuk Prototype  Sultan  Wind  Turbine  V.5.0. Tesis. Universitas  Sultan  Ageng  Tirtayasa. [Cetak].