http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/

## ANALISIS EFISIENSI GENERATOR PADA WIND TURBINE
Nuraini Priyaningsih 1 , Nurhening Yuniarti 2
1 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY; 2 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY Email: nurainipriyaningsih@yahoo.co.id

## ABSTRACT
This  riset  aims  to  develop  wind  power  as  an  alternative  energy  source  to  produce  energy-efficient, effective and reliable. This tool can be used to meet energy needs in areas difficult to reach PLN and does not affect the weather so as to generate optimal energy.This tool is made in several stages: (1) verification of the potential of wind speed and direction, (2) the planned use of the load, (3) generator is used, and (4) test phase generator. Generator test phase consists of: (1) test tahann isolation, (2) test the polarization index, (3) testing overvoltage (4) test voltage step. This tool works using 3 phase AC generator. One type of generator generator is  generaror  alternating  current  to  power  makanis  transform  into  electric  power.  A  driving  source  of  the generator using wind energy sources. Based on the results of tests that have been carried out it can be concluded that these wind turbines tools can work well. It is shown by means of well test results and data can be fulfilled. Maximum efficiency generator and minimum efficiency generator produced respectively 20.68% and 3.10%.
Keywords : wind, energy sources, efficiency generator.

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  mengembangkan  pembangkit  listrik  tenaga  bayu  sebagai  sumber  energi alternatif  untuk  menghasilkan  energi  yang  efisien,  efektif  dan  handal.  Alat  ini  dapat  dimanfaatkan  untuk memenuhi  kebutuhan  energi  di  daerah  belum  dijangkau  PLN  dan  tidak  berpengaruh  terhadap  cuaca  sehingga dapat  menghasilkan  energi  yang  optimal.  Alat  ini  dibuat  dalam  beberapa  tahapan  yaitu  (1)  verifikasi  potensi kecepatan  dan  arah  angin,  (2)  rencana  penggunaan  beban,  (3)  generator  yang  digunakan,  dan  (4)  tahap  uji generator. Tahap  uji  generator  terdiri  dari:  (1)  uji  tahann  isolasi,  (2)  pengujian  polarisasi index,  (3)  pengujian tegangan lebih (4) pengujian step voltage. Alat ini bekerja menggunakan generator AC 3 phase. Salah satu jenis generator  generator adalah  generaror arus  bolak  balik  untuk  mengubah  tenaga makanis menjadi  tenaga listrik. Sumber penggerak dari generator tersebut menggunakan sumber energi angin. Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilaksanakan maka dapat disimpulkan bahwa alat kincir Angin ini dapat bekerja dengan baik. Hal tersebut ditunjukan oleh hasil uji alat dengan baik dan data dapat terpenuhi. Efisiensi generator maksimum dan minimum yang dihasilkan berturut-turut adalah 20,68% dan 3,10%.
Kata Kunci : angin, sumber energi, efisiensi generator

## PENDAHULUAN
Saat  ini  masih  banyak  daerah  di wilayah  Indonesia    yang  belum  tersentuh layanan  listrik  dari  pihak  pemerintah  (PLN) maupun  swasta.    Presiden  Susilo  Bambang Yudhoyono  saat  mendeklarasikan  Gerakan Indonesia  Bebas  Pemadaman  Bergilir  di Mataram,  Nusa  Tenggara  Barat  (NTB),  Selasa 27 Juli 2014, menyatakan, sekarang terdapat 19 juta  rumah  tangga  di  Indonesia  yang  belum menikmati  listrik,  sehingga  perlu  ditempuh upaya-upaya  nyata.  Pemerintah  terus  berupaya sehingga  pada  akhirnya  rakyat  miskin  bisa memperoleh  aliran  listrik.  Disebutkan,  di
kawasan  Indonesia  bagian  timur  dan  barat masing-masing ada 500.000 pemohon pelanggan listrik baru yang masih masuk dalam daftar tunggu memperoleh akses atas pelayanan listrik.  Presiden  mengatakan,  Pemerintah  baik daerah  maupun  pusat  terus  bekerja  untuk mengatasi listrik seraya meningkatkan ketersediaan listrik untuk kepentingan rakyat.
Lebih lanjut Kepala Negara mengatakan,  sediaan  listrik  di  Indonesia  sejak zaman  Presiden  Soekarno  hingga  tahun  2005 hanya  berjumlah  25.000  MegaWatt  yang seiring meningkatnya permintaan dari waktu ke waktu  makin  menunjukkan  kekurangan.  Oleh
karena itu, kata Presiden, pemerintah menggagas  program  10.000  Megawatt  tahap pertama dan kedua (KESDM, 27 juli 2014).
Berawal  dari  permasalahan  tersebut, muncul  suatu  ide  untuk  mengatasi  masalah tersebut  adalah  dengan  inovasi  merancang bangun sebuah sistem pembangkit listrik rumah tinggal  bertenaga  angin.  Asumsinya,  seluruh wilayah di- Indonesia  merupakan wilayah yang berada di sekitar garis katulistiwa, artinya setiap hari  sepanjang  tahun  dipastikan  ada  angin  di atas wilayah Indonesia. Sehingga pembangkitan energi  listrik  bertenaga  angin  ini  sangat mungkin  untuk  diimplementasikan  di  seluruh wilayah  Indonesia,  bahkan  di  daerah-daerah terpencil dan pelosok desa atau pegunungan.
Sistem  pembangkit  listrik  tenaga  angin ini direncanakan dengan sumbu horizontal pada kincir  angin  yang  mengubah  energi  angin menjadi  arus  listrik  yang  kemudian  digunakan untuk  mencharge  battery.  Sebuah  inverter  DC ke  AC  diaplikasikan  untuk  mengubah  energi listrik  DC  dari  battery  menjadi  energy  listrik AC  yang  siap  digunakan  untuk  penerangan rumah  tinggal.  Adapun  spesifikasi  dari  daya keluaran yang dihasilkan dari sistem pembangkit  listrik  ini  diorientasikan  untuk konsumsi  rumah  tinggal  sederhana.  Kincir angin  bersumbu  horizontal  ini  memiliki beberapa  komponen  utama  yang  dapat  dilihat secara  fisik  seperti:  generator,  tower,  baling- baling/sudu, ekor, dan nacelle.
Pada  umumnya  kincir  angin  sumbu horizontal yang dikembangkan Indonesia dengan  generator  AC  3  phase  memiliki  batas kecepatan  angin  minimum  dan  maksimum untuk menggerakkannya. Hal tersebut dikarenakan  dalam  perancangan  awal  sistem konversi  energi  angin  berupa  kincir  angin  ini harus berdasarkan dengan data potensi kecepatan  angin  yang  tersedia  pada  suatu daerah  tertentu.  Dengan  kondisi  tersebut dimana potensi kecepatan angin disetiap daerah mempunyai  kemungkinan  berbeda  dengan daerah lain  menyebabkan  kincir angin  ini tidak dapat  ditempatkan  pada  daerah  yang  tidak sesuai  dengan  perancangan  kincir  angin
tersebut.  Oleh  karena  itu,  generator  yang digunakan kincir angin pada umumnya memiliki  karakteristik  tidak  sesuai  dengan kondisi angin. Pada kecepatan yang sangat rendah  (yang  sering  terjadi  juga karena  besarnya  fluktuasi).  Akibatnya  daya tidak  terbangkitkan  pada  kecepatan  rendah. Maka  sistem  turbin  angin  di  Indonesia  sering tidak  menghasilkan  daya  (karena  kecepatan sangat rendah cukup sering terjadi).
Berdasarkan uraian diatas, melihat potensi  energi  angin  yang  melimpah  di Indonesia  dan  dapat  digunakan  menjadi  Sistem Konversi  Energi  Angin  (SKEA)  dengan menggunakan kincir angin bersumbu horizontal yang  mulai  dikembangkan.  Dengan  ini  penulis memiliki  gagasan  untuk  membuat  sebuah inovasi  dari  sebuah  kincir  angin  bersumbu horizontal.  Kincir  angin  tersebut  menggunakan generator AC 3 phase yang dapat menghasilkan daya  ouput  pada  kecepatan  angin  yang minimum maupun maksimum dengan menghasilkan  generator  yang  efisien.  Efisiensi generator AC adalah rasio  output daya berguna untuk masukan daya total. Karena setiap proses mekanis  pengalaman  beberapa  kerugian,  tidak ada  generator  AC  bisa  100%  efisien  maka perlunya menganalisis efisiensi generator.

## METODE
Metode  dalam  penelitian  ini  adalah dengan  menganalisisis    kebutuhan  sistem, perencanaan konsep alat dan pengidentifikasian kebutuhan sistem.
Identifikasi  kebutuhan  sistem  dalam penelitian ini meliputi:
1. Verifikasi  potensi  kecepatan  dan  arah angin.
2. Rencana penggunaan beban.
3. Generator  yang  digunakan,  dan  tahap  uji generator.  Tahap  uji  generator  terdiri dari:  uji  tahanan  isolasi,  pengujian polarisasi  index,  pengujian  tegangan lebih pengujian step voltage.
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/

## Potensi Kecepatan dan Arah Angin
Potensi  kecepatan  dan  arah  angin digunakan sebagai acuan dasar dalam perancangan  dan  pengujian  unjuk  kerja  kincir angin.  Dalam  pengukuran  potensi  kecepatan angin  dan  arah  angin  dapat  menggunakan  alat anemometer. Data  hasil  pengukuran  kecepatan dan  arah  angin  yang  berlokasi  di  Pantai  Baru, Bantul  yang  akan  dijadikan  tempat  pengujian unjuk  kerja  kincir  angin  ini  menggunakan  data dari  hasil    observasi  pengukuran    sistem telemetri  pada  pukul  11.00  hingga  pukul  17.00 pada  lokasi  tersebut.  Data  observasi  kecepatan angin  yang  tercatat  pada  sistem  telemetri  di Pantai Baru ditampilkan dalam tabel 1.
Tabel  1. Data  Observasi  Kecepatan  Angin  di Pantai Baru No Waktu Kecepatan Angin (m/s) 1 1 menit 4.98 2 2 menit 4.5 3 4 menit 4.62 4 6 menit 5.36 5 8 menit 4.98 6 10 menit 3.83 7 12 menit 4.5 8 14 menit 4.52 9 16 menit 4.98 10 18 menit 4.5 11 20 menit 4.52 12 22 menit 4.5 13 24 menit 4.5 14 26 menit 4.5 15 28 menit 4.32 16 30 menit 4.2 17 32 menit 4.26 18 34 menit 4.2 19 36 menit 4.62 20 38 menit 4.36 21 40 menit 4.98 22 42 menit 5.75 23 44 menit 5.75 24 46 menit 5.5 25 48 menit 5.36 26 50 menit 4.62 27 52 menit 4.2 28 54 menit 5.36 29 56 menit 4.98 30 58 menit 4.5 31 60 menit 5.36

## Rencana Penggunaan Beban
Rencana  penggunaan  beban  pada  kincir angin ini tidak dapat digunakan secara langsung ( direct ),  melainkan  digunakan  secara  tidak langsung ( indirect ) dengan media penyimpanan energi  listrik  terlebih  dahulu.  Hal  tersebut dikarenakan  potensi  kecepatan  angin  yang menggerakan  kincir  angin  selalu  berubah-ubah sehingga  berpengaruh  terhadap  tegangan  yang dihasilkan  kincir  angin  yang  tentu  akan  ikut berubah.
Penyimpanan energi listrik dapat menggunakan  baterai  yang  dapat  menyimpan dengan kapasitas tertentu. Rencana penggunaan beban  pada  sistem  ini  menggunakan  baterai yang  diharapkan  dapat  menyimpan  tegangan secara  optimal  sebelum  digunakan.  Spesifikasi dan bentuk fisik baterai sebagai berikut:
Tabel 2. Spesifikasi Baterai Merk Tegangan Arus Yuasa (YB5L-B) 12 V 5 Ah
Gambar 2. Fisik Baterai

## Generator yang Digunakan
Generator yang digunakan sebagai konversi  tenaga  kinetik  yang  dihasilkan  oleh tenaga  angin  pada  sistem  kincir  angin  ini merupakan generator AC 3 phase.
Pemilihan  menggunakan  generator  AC  3 phase  ini  karena  generator  3  phase  memiliki daya  output  yang  lebih  besar  dengan  dimensi ukuran  fisik  yang  lebih  kecil  dibandingkan
dengan  generator  1  phase  yang  memiliki  daya yang sama.
Menurut  Sunyoto  (1993:  20-21),  Di dalam generator arus searah dikenal tiga macam daya  yaitu  daya  masukan  (Pin),  daya  pada jangkar  (daya  dalam  Pa),  dan  daya  keluaran (Pout).  Daya  masukan  adalah  daya  yang digunakan untuk memutar rotor generator. Daya pada  jangkar  (daya  dalam)  adalah  daya  yang dihasilkan  oleh  lilitan  jangkar  sedangkan  daya keluaran adalah daya yang dipakai oleh beban.
Perbandingan  antara  daya  keluaran  P1 dengan  daya  masukan  Pm  disebut  efisiensi generator dan dinyatakan dengan persamaan:
Keterangan: Pout = daya keluaran
Pin = daya masukan
Spesifikasi  dan  bentuk  fisik  generator  sebagai berikut:
Tabel 3. Spesifikasi Generator
Gambar 3. Fisik Generator

## Tahap Uji Generator
Tahap  uji  generator  sebagai  pembangkit listrik tenaga angin sangat dipengaruhi beberapa  faktor  seperti:  potensi  tenaga  angin yang terdapat pada daerah tersebut dan rencana penggunaan  beban.  Potensi  tenaga  angin
berpengaruh  terhadap  kecepatan  angin  untuk menggerakan  kincir  angin  dalam  keadaan kecepatan  angin  minimum  ataupun  maksimum dan  mempengaruhi  besaran  dari  hasil  keluaran generator  kincir  angin  seperti:  tegangan  (V). Sedangkan,  penggunaan  beban  berpengaruh terhadap arus (I) dan daya listrik (P) yang akan dihasilkan kincir angin tersebut.

## Pengujian Tahanan Isolasi
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mendeteksi adanya  kelemahan  isolasi  tahanan.  Pengujian isolasi  secara  rutin  dapat  dilakukan  dengan menggunakan  Megaohmmeter,  atau  megger yang pembacaannya langsung dalam meghoms.  Tahanan  isolasi  adalah  ukuran kebocoran  arus  yang  melalui  isolasi.  Tahanan berubah-ubah  karena  pengaruh  temperatur  dan lamanya  tegangan  yang  diterapkan  pada  lilitan tersebut,  oleh  karena  itu  faktor-faktor  tersebut harus  dicatat  pada  waktu  pengujian.  Tegangan yang diterapkan kalau bisa hanya pada satu fasa saja.  Nilai  tegangan  minimum  pengujian  yang banyak  digunakan  dan  diterima  dikalangan praktisi  adalah  satu  kilovolt  sebanding  dengan satu  (1)  megaohm  terhadap  peralatan  listrik yang  banyak  digunakan  pada  industri-industri (untuk  lilitan  stator),  dan  satu  (1)  megaohm untuk  lilitan rotor setelah  dikenai tegangan 500 volt  dc  selama  satu  menit.  Generator-generator turbin  hampir  selalu  mempunyai  nilai  lebih tinggi.  Tegangan  500  volt  dc  untuk  pengujian ini  harus  dilakukan  terlebih  dahulu  sebelum pengujian tegangan yang lebih  tinggi dilakukan.
Nilai  tahanan  diatas  merupakan  nilai minimum  yang  menunjukkan  bahwa  keadaan lilitan  masih  baik,  nilai  tahanan  yang  rendah dapat menunjukkan lilitan dalam keadaan kotor atau  basah.  Moisture  dapat  juga  terdapat  pada permukaan  isolasi,  atau  pada  lilitan  atau  pada keduanya.  Oleh  sebab  itu,  pengujian  dengan megger sebelum dan sesudah mesin dibersihkan harus dilakukan. Jika nilai tahanan tetap rendah dan  lilitan  relatif  bersih,  ada  kemungkinan adanya  moisture  pada  lilitan,  dan  lilitan  harus
Merk F Rpm Tegangan Daya PPAFF 50 Hz 3000 380 V 250 W
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
dikeringkan sekurang-kurangnya sampai diperoleh tahanan minimum yang dianjurkan.
Pengujian Polarisasi

## Index
Pengujian  untuk  menentukan  keadaan isolasi  yang  baik  adalah  membandingkan  hasil tahanan  setelah  pengujian  tegangan  selama  10 menit  dengan  tahanan  pada  saat  satu  menit pertama. Jika pengujian dilakukan sebelum dan sesudah  mesin  dibersihkan,  dan  atau  sesudah mesin  dikeringkan,  akan  menunjukkan  hasil pengukuran  yang  lebih  baik.  Polarisasi  index test  merupakan  petunjuk  kekeringan  dan kebersihan  dari  lilitan,  dan  hasilnya  akan menentukan  apakah  peralatan  aman  untuk dioperasikan dan atau peralatan untuk dilakukan pengujian tegangan lebih.
Untuk  stator,  pengujian  PI  menggunakan tegangan  2,5  kV  dc  (tegangan  rating  generator 13.8  kV,  50  hz,  3  fasa).  Jika  PI  adalah  sama atau  lebih  besar  dua  (2),  maka  pengujian dengan  tegangan  6  KV  dc  dapat  dilakukan.  PI untuk  pengujian  dengan  6  KV  dc  harus  lebih besar  atau  sama  dengan  2.  Untuk  rotor, tegangan  500  Vdc  dapat  digunakan  tanpa melepaskan  atau  menghubung  singkatkan diode. Jangan menggunakan tegangan lebih dari 500  V  dc  tanpa  mengetahui  hasil  pengujian dengan  tegangan  500  V  dc.  Jika  digunakan tegangan yang lebih tinggi, diode harus dilepas. Tahanan  rotor  pada  pengujian  tahanan  dengan menggunakan  tegangan  500  V  dc  harus  lebih dari  50  megohm  dan  PI  untuk  tegangan  500  V dc  harus  lebih  besar  dari  dua  (2).  Tegangan maksimum  yang  diizinkan  adalah  1500  V  ac atau 2500 V dc.

## Pengujian Tegangan Lebih
Pengujian  tegangan  lebih  dimaksudkan untuk menemukan kelemahan pada lilitan stator yang  harus  diperbaiki.  Pengujian  ini  juga digunakan  untuk  meyakinkan  bahwa  lilitan mempunyai  ketahanan  dielektrik  yang  cocok untuk  dioperasikan.  Pengujian  ini  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  tegangan  ac (50 hz) atau arus searah.
Tingkat  tegangan  yang  diterapkan  sangat
tergantung  pada  tipe  mesin,  pelayanannya, isolasinya,  dan  pengalaman  pemakai  didalam pengujian  tegangan  tinggi.  pengujian  arus bolak-balik biasanya dilakukan dengan menggunakan  tegangan  sebesar  1,5  kali tegangan jala-jala. Sedangkan pengujian dengan tegangan  arus  searah  kira-kira  1,7  kali pengujian  AC  atau  sekitar  2,7  kali  tegangan nominal jala-jala.

## Pengujian Step Voltage
Pada  pengujian  ini,  generator  dilepaskan dari  sistem  pengendali  dan  semua  peralatan bantunya, dan hubungkan alat penguji tegangan tinggi  dc  antara  satu  fasa  lilitan  generator dengan  metal  generator.  Tegangan  dinaikkan selangkah  demi  selangkah  dan  arus  bocordapat kita baca dan data tersebut dicatat. Arus yang terbaca pertama kali sebelum arus menjadi stabil  yang  merupakan  arus  bocor  yang  dapat dinyatakan  arus  sebagai  fungsi  waktu  terdiri dari tiga komponen yaitu:
1. Arus pengisian pada lilitan terhadap kapasitas tanah. Arus ini         dengan cepat turun dari maksimum menjadi nol.
2. Arus  absorsi  pada  pergeseran  molekul pengisian pada dielektrik. Arus peralihan ini akan berkurang dengan waktu yang sangatlambat untuk menjadi   nol.
3. Arus bocor yang merupakan arus penghantar sebenarnya  dari  dielektrik,  arus  bocor  akan berubah-ubah  tergantung  tegangan  yang diterapkan.  Arus  ini  dapat  juga  terdiri  dari arus bocor permukaan..
Pada pengujian ini, temperatur, kelembaban,  dan  keadaan  sekelilingnya  harus dicatat.  Penghantar  penguji  harus berukuran  12 AWG  atau  lebih,  dan  diatur  agar  bebas  dari pengaruh kehilangan (kerugian)  korona. Semua peralatan  bantu  seperti  penditeksi  temperatur, lilitan  fasa  yang  tidak  diuji,  dan  lilitan  rotor harus ditanahkan sebelum  dilakukan pengujian. Hal  ini  perlu,  karena  setelah  pengujian pengisian  dapat  dilepaskan  dengan  aman. Terapkan  tegangan  10  kV  pada  saat  mulai melakukan pengujian dan naikkan setiap tingkat sampai tercapai nilai tegangan 2.7 kali tegangan
jala-jala.  Tahanan  isolasi  dapat  dihitung  pada setiap  tingkat  dengan  menggunakan  hukum ohm.  Tahanan  isolasi  (megOhm)  =  tegangan pengujian/ arus bocor. Arus bocor yang terbaca biasanya dalam mikro amper.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  unjuk  kerja  kincir  angin  ini untuk  mengetahui  analisis  efisiensi  generator pada Wind  Turbine dan  sistem  operasi Wind Turbine. Pengujian  unjuk  kerja  ini  dilakukan untuk mendapatkan hasil yang sesuai agar dapat menanalisis efisiensi generator.
: Gambar 4. Lokasi Tempat Pengujian dan Pengambilan Data Kincir Angin Gambar 5. Pemasangan Kincir Angin Di lokasi Pengujian dan Pengambilan Data Gambar 4 dan 5 merupakan dokumentasi  observasi  tempat  yang  akan dijadikan  tempat  pengujian  dan  pengambilan data kincir angina.
Berikut  ini  merupakan  data  yang diperoleh  setelah  melakukan  pengujian  unjuk kerja  kincir  angin  dengan  berberban  dan  tidak berbeban.  Hasil  Pengukuran  Tegangan  (V), Arus (I), Kecepatan Rotasi Kincir Angin (Rpm) dan  Kecepatan  Angin  (m/s)  dengan variable perubahan Waktu (s) pada kincir angin .
Tabel 4. Hasil Pengujian Kincir Angin.
No. Waktu (menit) Kec. Angin (m/s) Open Circuit (Rpm) Open Circuit (Vdc) Close Circuit (Rpm) Close Circuit (Vdc) Arus (I) 1 1 4,98 858,20 20,40 836,60 13,40 0,40 2 2 4,50 820,20 18,10 800,00 14,40 0,50 3 4 4,62 865,10 19.40 836,00 13,80 0,50 4 6 5,36 964,20 23,20 936,50 15,10 1,10 5 8 4,98 868,20 21,60 850,20 13,50 0,50 6 10 3,83 658,20 16,20 630,10 12,10 0,20 7 12 4,50 820,20 18,10 800,00 14,40 0,50 8 14 4,52 819,10 18,10 801,70 14,50 0,50 9 16 4,98 868,20 21,50 845,10 15,00 1,00 10 18 4,50 820,20 18,00 798,30 14,40 0,50 11 20 4,52 820,10 18,10 800,80 14,10 0,50 12 22 4,50 819,70 17,90 799,10 14,90 0,50 13 24 4,50 825,00 18,90 800,10 14,80 0,50 14 26 4,50 823,10 18,50 802,10 14,10 0,50 15 28 4,32 815,10 18,50 781,10 14,10 0,50 16 30 4,20 789,10 17,20 752,10 12,20 0,20 17 32 4,26 780,20 17,00 760,10 12,10 0,20 18 34 4,20 785,10 17,20 752,10 12,20 0,20 19 36 4,62 865,20 19,50 840,10 14,10 0,60 20 38 4,36 960,10 22,70 890,20 18,20 1,00 21 40 4,98 868,20 21,00 842,10 17,10 0,80 22 42 5,75 991,00 25,60 980,20 20,20 1,10
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
No. Waktu (menit) Kec. Angin (m/s) Open Circuit (Rpm) Open Circuit (Vdc) Close Circuit (Rpm) Close Circuit (Vdc) Arus (I) 23 44 5,75 990,60 25,10 980,10 20,10 1,10 24 46 5,50 975,40 24,30 896,00 19,60 1,00 25 48 5,36 964,20 23,20 936,50 15,40 1,00 26 50 4,62 865,20 18,10 797,30 14,30 0,50 27 52 4,20 785,00 17,10 760,40 12,40 0,20 28 54 5,36 964,30 23,10 936,60 15,40 1,00 29 56 4,98 986,50 21,40 968,70 13,50 0,50 30 58 4,50 820,10 18,40 799,00 13,10 0,50 31 60 5,36 960,40 22,90 945,10 15.40 1,00 Tegangan (V) Baterai : 11,80 Vdc. Cut In : 4,25 m/s.

## Fungsi Kerja Komponen Kincir Angin
Dari  hasil  pengujian  fungsi  kerja komponen  kincir  angin  yang  menggunakan generator  AC  3  phase  dengan  arus  bilak  balik diperoleh  fungsi  kerja  dari  setiap  komponen kincir  angin  dapat  berkerja  dengan  baik. Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui kesesuaian konsep perancangan kincir angin ini dengan proses pembuatan kincir angin tersebut. Hasil  pengujian  fungsi  kerja  komponen  kincir angin  yang  dilakukan  meliputi  beberapa komponen  kincir  angin,  sebagai  berikut: pengujian  generator  terhadap  perencanaan beban  untuk  mengetahui  kinerja  generator dalam  menghasilkan  listrik  dapat  berkerja dengan  baik,  pengujian  generator  saat  tidak berbeban  dapat  menghasilkan  data  yang diinginkan  dan  bekerja  dengan  baik,  dan pengujian tahanan isolasi.

## Analisis  Data  Hasil  Pengujian  Unjuk  Kerja Generator dilihat dari Efisiensi
Analisis  data  hasil  pengujian  unjuk kerja  generator  dilihat  dari  efisiensi  ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh perubahan  efisiensi  generator  yang  dihasilkan kincir  angin  ini.  Analisis  data  hasil  pengujian unjuk kerja kincir angin sebagai berikut:
a. Analisis  Hasil  Pengujian  Kecepatan  Angin dengan Waktu
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui kecepatan angin yang digunakan. Dari
pengujian  ini,  diperoleh  data  berupa  kecepatan angin. Pengujian dilakukan dengan menentukan waktu  yang  bervariasi  dari  mulai  1  menit  –  60 menit. Pengujian dilakukan dengan menggunakan  anemometer  dari  workshop  di pantai  baru  agar  mampu  mengetahui  hasil kecepatan  angin  (m/s)  yang  baik.  Berdasarkan hasil  pengujian  kecepatan  angin  didapat  hasil yang- maksimal 5,75 m/s. Hasil pengujian yang didapat  dari  pengujian  ini  ditunjukkan  oleh Tabel 4.
Dari  Tabel  4,  dibuat  grafik  hubungan antara kecepatan angin (m/s) dengan waktu (t) .
Gambar 6 . Grafik hubungan antara kecepatan angin (m/s) dengan waktu (t)
c. Analisis Pengujian Open Circuit (Vdc) & Close Circuit (Vdc) dengan Waktu (t)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui open  circuit (Vdc)  dan close
0 2 4 6 8 1 m en it
6 m en it 12 m eni t 1 8 m eni t 2 4 m eni t 3 0 m eni t 3 6 m eni t 4 2 m eni t 4 8 m eni t 5 4 m eni t Kec .A n gi n (m /s )
Waktu (t)
circuit (Vdc)  yang  digunakan.  Dari  pengujian ini,  diperoleh  data  berupa open  circuit (Vdc) dan close  circuit (Vdc).  Pengujian  dilakukan dengan  menentukan  waktu  yang bervariasi dari mulai 1  menit – 60  menit. Pengujian  dilakukan dengan  menggunakan  multimeter.  Berdasarkan hasil  pengujian open  circuit (Vdc)  dan close circuit (Vdc)  didapat hasil  yang  maksimal 25,6 volt  untuk open  circuit dan close  circuit 20,2 volt.  Hasil  pengujian  yang  didapat  dari pengujian  ini  ditunjukkan  oleh  Tabel  4.  Dari Tabel  4,  dibuat  grafik  hubungan  antara open circuit (Vdc)  dan close  circuit (Vdc)  dengan waktu (t).
Gambar 7. Grafik Open Circuit (Vdc) dan Close Circuit (Vdc) dengan Waktu (t)
d. Analisis Pengujian Arus (I) dengan Waktu (t)
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  arus  (I)  yang  digunakan.  Dari pengujian  ini,  diperoleh  data  berupa  arus  (I). Pengujian dilakukan dengan menentukan waktu yang  bervariasi  dari  mulai  1  menit  –  60  menit. Pengujian dilakukan dengan menggunakan tang ampere.  Berdasarkan  hasil  pengujian  arus didapat  hasil  yang  maksimal  1,1  ampere.  Hasil pengujian  yang  didapat  dari  pengujian  ini ditunjukkan oleh Tabel 4.
Dari  Tabel  4,  dibuat  grafik  hubungan antara arus (I) dengan waktu (t).
Gambar 8. Grafik Arus (I) dengan Waktu (t) e. Analisis  Hasil  Pengujian  Karakteristik Output Generator
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui  karakteristik  output  generator  yang digunakan.  Dari  pengujian  ini,  diperoleh  data berupa  tegangan  listrik  yang  dihasilkan  oleh generator. Pengujian dilakukan dengan menentukan  besaran  arus  yang  bervariasi  dari mulai 0,2  Ampere sampai 1,1  Ampere. Putaran generator  yang  bergerak  dengan  sumber  angin dapat  mengetahui  tegangan  listrik  keluaran generator. Pengujian dilakukan dengan
mengatur rheostat agar  mampu  mengetahui kemampuan generator bekerja. Grafik hubungan  antara  arus  listrik  dengan  tegangan listrik  yang  dihasilkan  oleh  generator  adalah sebagai berikut.
Gambar 9. Grafik  hubungan antara arus listrik dengan  tegangan  listrik yang dihasilkan oleh generator
Gambar  9  menunjukkan  bahwa  arus keluaran generator sangat berpengaruh terhadap tegangan  listrik yang  dihasilkan  oleh  generator. Jika  arus  keluaran  generator  semakin  tinggi, maka  tegangan  listrik  yang  dihasilkan  oleh generator semakin menurun. Hal ini membuktikan  bahwa  arus  listrik  generator
0 20 40 60 1 m en it
1 0 m eni t 20 m eni t 3 0 m eni t 4 0 m eni t 5 0 m eni t 6 0 m eni t Vd c Waktu (t) Close Circuit
(Vdc) Open Circuit (Vdc) 0.00
0.50 1.00 1.50 1 m en it 6 m en it
12 m eni t 18 m eni t 24 m eni t 30 m eni t 36 m eni t 42 m eni t 48 m eni t 54 m eni t 60 m eni t A ru s (I ) Waktu (t)
0 0.5 1 1.5 1 3 .4 1 5 .1 1 4 .4 1 4 .4 1 4 .8 1 2 .2 1 4 .1 2 0 .2 1 5 .4 1 5 .4 1 5 .4 A ru s (I )
Tegangan (V)
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
berbanding  terbalik  dengan  tegangan  listrik yang  dihasilkan  oleh  generator.  Gambar  14, menunjukkan  bahwa  arus  listrik  generator sangat  berpengaruh  terhadap  tegangan  yang dihasilkan.  Arus  listrik  yang  dihasilkan  oleh generator  dapat  dihitung  dengan  persamaan berikut:
Dimana:   I   = Arus listrik (Ampere)
R   =  Hambatan (ohm) V   =  Tegangan listrik (Volt)
Besar  arus  listrik  yang  dihasilkan  oleh generator  akan  menentukan  daya output . Semakin  besar  arus  listrik  yang  dihasilkan, semakin  besar  yang  di  hasilkan  efisiensi generator. Sebaliknya, semakin kecil arus listrik yang dihasilkan oleh generator, semakin efisien yang di hasilkan efisiensi generator.
Berdasarkan  data  pada  Tabel  4,  dapat  dihitung daya  listrik  yang  dapat  dihasilkan  oleh generator dengan persamaan  berikut :
keterangan:
Pout =   daya output (Watt)
I          =   arus listrik (Ampere)
V       =   tegangan listrik (Volt)
Menurut  perhitungan,  daya  listrik  yang mampu  dihasilkan  oleh  generator  adalah sebagai berikut:
Pout = V x I = 13,40 x 0,40 Pout = 5,36 Watt
Tabel  5. Hasil  Perhitungan  Daya  Listrik  yang
dihasilkan oleh-Generator No. Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Pout (Watt) 1 13,40 0,40 5,36 2 14,40 0,50 7,2 3 13,80 0,50 6,9 4 15,10 1,10 16,61 5 13,50 0,50 6,75 6 12,10 0,20 2,42 7 14,40 0,50 7,2
No. Tegangan (Volt) Arus (Ampere) Pout (Watt) 8 14,50 0,50 7,25 9 15,00 1,00 15 10 14,40 0,50 7,2 11 14,10 0,50 7,05 12 14,90 0,50 7,45 13 14,80 0,50 7,4 14 14,10 0,50 7,05 15 14,10 0,50 7,05 16 12,20 0,20 2,44 17 12,10 0,20 2,42 18 12,20 0,20 2,44 19 14,10 0,60 8,46 20 18,20 1,00 18,2 21 17,10 0,80 13,68 22 20,20 1,10 22,22 23 20,10 1,10 22,11 24 19,60 1,00 19,6 25 15,40 1,00 15,4 26 14,30 0,50 7,15 27 12,40 0,20 2,48 28 15,40 1,00 15,4 29 13,50 0,50 6,75 30 13,10 0,50 6,55 31 15,40 1,00 15,4
Dari  Tabel  5,  dibuat  grafik  hubungan antara  arus  listrik  generator  terhadap  daya listrik  yang  dapat  dihasilkan  oleh  generator. Gambar grafik dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 10. Grafik hubungan antara daya listrik  yang dihasilkan generator terhadap arus serta tegangan dari Generator
0 5 10 15 20 25 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 P o u t (W )
f. Analisis Hasil Pengujian Karakteristik Daya
Input Kincir Angin Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui karakteristik inputan kincir angin yang digunakan.  Dari  pengujian  ini,  diperoleh  data kepadatan  udara,  luas  daerah  sapuan  sudu  dan kecepatan  angin.  Pengujian  dilakukan  dengan menentukan  kepadatan  udara,  luas  daerah sapuan  sudu  dan  kecepatan  angin.  Hasil pengujian  yang  didapat  dari  pengujian  ini ditunjukkan  oleh  Tabel  6.  Ukuran  dimensi sudu/baling-baling/propeller sebagai berikut:
Panjang Sudu                            = 75 cm
Lebar Bawah Sudu                  = 15 cm Lebar Atas Sudu = 10 cm Panjang Lengan Sudu = 30 cm Diameter Sudu Kincir Angin    = 150 cm Jari-jari Sudu Kincir Angin      = 75 cm Perhitungan Luasan Tiap Sudu :
Luas  tiap  sudu  =  Panjang  sudu  x  Jumlah lebar sudu / 2
Luas Tiap sudu      = 75 x (15 +10/2) Luas tiap sudu        = 937,5
Besar  kecepatan  angin  yang  dihasilkan oleh  sumber  angin  di  pantai  akan  menentukan daya input . Semakin besar pout yang dihasilkan,  semakin  besar  yang  di  hasilkan efisiensi  generator.  Sebaliknya,  semakin  kecil pout sumber  angin  yang  dihasilkan  oleh  angin, semakin  efisien  yang  di  hasilkan  efisiensi generator.  Data  diatas,  dapat  dihitung  daya listrik yang dapat dihasilkan oleh kincir dengan persamaan :
Daya  Anagin  =  ½  x  q  x  A  x (satuan  dalam m) keterangan: q  = Kepadatan Udara  (kg/m 3 );
A =  Luas Daerah Sapuan Sudu  (m 2 );
v  =  Kecepatan Angin (m/s);
Menurut  Abdul  Kadir  (1995:218), perhitungan  daya  angin  pada  sudu  merupakan energi angin yang dihasilkan per satuan- waktu. Berdasarkan  data-data  ukuran  sudu/baling- baling diatas, jika asumsi kecepatan angin (v) = 4,98  m/s  dan  kepadatan  udara  (q)  =  1,2  kg/m 3 ,
maka daya angin yang dihasilkan angin adalah:
Pin (Daya Angin) = 1⁄2  x q x A x v^3
(satuan dalam m)
Pin (Daya Angin) = 1⁄2  x 1,2 x 1,77 x (4,98)^3
Pin ( Daya Angin) = 131,16 Watt
Tabel 6. Hasil Perhitungan Pin Kincir  Angin
No. Kepada tan Udara (kg/m 3 ) Luas Daerah Sapuan Sudu (m 2 ) Kece pata nAn gin (m/s) Pin (Watt) 1 1,2 1,77 4,98 131,16 2 1,2 1,77 4,50 96,77 3 1,2 1,77 4,62 104,73 4 1,2 1,77 5,36 163,54 5 1,2 1,77 4,98 131,16 6 1,2 1,77 3,83 59,67 7 1,2 1,77 4,50 96,77 8 1,2 1,77 4,52 98,07 9 1,2 1,77 4,98 131,16 10 1,2 1,77 4,50 96,77 11 1,2 1,77 4,52 98,07 12 1,2 1,77 4,50 96,77 13 1,2 1,77 4,50 96,77 14 1,2 1,77 4,50 96,77 15 1,2 1,77 4,32 85,62 16 1,2 1,77 4,20 78,68 17 1,2 1,77 4,26 82,10 18 1,2 1,77 4,20 78,68 19 1,2 1,77 4,62 104,73 20 1,2 1,77 4,36 88,02 21 1,2 1,77 4,98 131,16 22 1,2 1,77 5,75 201,90 23 1,2 1,77 5,75 201,90 24 1,2 1,77 5,50 176,69 25 1,2 1,77 5,36 163,54 26 1,2 1,77 4,62 104,73 27 1,2 1,77 4,20 78,68 28 1,2 1,77 5,36 163,54 29 1,2 1,77 4,98 131,16
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
No. Kepada tan Udara (kg/m 3 ) Luas Daerah Sapuan Sudu (m 2 ) Kece pata nAn gin (m/s) Pin (Watt) 30 1,2 1,77 4,50 96,77 31 1,2 1,77 5,36 163,54 g. Analisis  Hasil  Karakteristik  Efisiensi Generator
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui karakteristik  efisiensi  generator  pada  kincir angin  yang  digunakan.  Dari  pengujian  ini, diperoleh  data  berupa  daya input dan  daya output . Pengujian dilakukan dengan menentukan  luas  sudu  kincir  angin.  Putaran generator  yang  bergerak  dengan  sumber  angin dapat mengetahui kecepatan angin.
Tabel  7. Rekapitulasi  Hasil  Perhitungan Pin Kincir Angin dan Pout Kincir Angin No Pin (Watt) Pout (Watt) 1 131,16 5,36 2 96,77 7,2 3 104,73 6,9 4 163,54 16,61 5 131,16 6,75 6 59,67 2,42 7 96,77 7,2 8 98,07 7,25 9 131,16 15 10 96,77 7,2 11 98,07 7,05 12 96,77 7,45 13 96,77 7,4 14 96,77 7,05 15 85,62 7,05 16 78,68 2,44 17 82,10 2,42 18 78,68 2,44 19 104,73 8,46 20 88,02 18,2 21 131,16 13,68 22 201,90 22,22
No Pin (Watt) Pout (Watt) 23 201,90 22,11 24 176,69 19,6 25 163,54 15,4 26 104,73 7,15 27 78,68 2,48 28 163,54 15,4 29 131,16 6,75 30 96,77 6,55 31 163,54 15,4
Besar  kecepatan  angin  yang  dihasilkan oleh  sumber  angin  di  pantai  akan  menentukan analisis efisiensi generator. Semakin besar daya input yang  dihasilkan,  semakin  kecil  yang  di hasilkan efisiensi generator. Sebaliknya, semakin  kecil input sumber  angin  yang dihasilkan  oleh  angin,  semakin  besar  yang  di hasilkan  efisiensi  generator.  Berdasarkan  pada Tabel 6, dapat dihitung efisiensi generator yang dapat dihasilkan oleh generator dengan persamaan berikut :
Dimana:
Pout = daya output (W) Pin = daya input (W)
= (
Menurut  perhitungan,  efisiensi  generator yang  mampu  dihasilkan  oleh  kincir  angin adalah sebagai berikut:
Hasil  analisis  selanjutnya  dapat  dilihat pada Tabel 8.
Tabel  8. Hasil  Perhitungan  Efisiensi  Generator
pada Kincir Angin No. Pin (Watt) Pout (Watt) Efisiensi Generator (%) 1 131,16 5,36 4,08 2 96,77 7,2 7,44 3 104,73 6,9 6,59 4 163,54 16,61 10,16 5 131,16 6,75 5,15 6 59,67 2,42 4,05 7 96,77 7,2 7,44 8 98,07 7,25 7,39 9 131,16 15 11,44 10 96,77 7,2 7,44 11 98,07 7,05 7,19 12 96,77 7,45 7,70 13 96,77 7,4 7,65 14 96,77 7,05 7,29 15 85,62 7,05 8,23 16 78,68 2,44 3,10 17 82,10 2,42 2,95 18 78,68 2,44 3,10 19 104,73 8,46 8,08 20 88,02 18,2 20,68 21 131,16 13,68 10,43 22 201,90 22,22 11 23 201,90 22,11 10,95 24 176,69 19,6 11,09 25 163,54 15,4 9,42 26 104,73 7,15 6,83 27 78,68 2,48 3,15 28 163,54 15,4 9,42 29 131,16 6,75 5,15 30 96,77 6,55 6,77 31 163,54 15,4 9,42
Dari  Tabel  8,  didapatkan  hasil  bahwa efisiensi  generator  maksimum  dan  minimum yang  dihasilkan  berturut-turut  adalah  20,68% dan 3,10%.

## SIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan  bahwa  daya  input  yang  dihasilkan pada kincir angin ini adalah 59,67 Watt sampai 201,90  Watt  dan  daya  output  yang  dihasilkan pada  kincir  angin    2,42  Watt  sampai  22,22 Watt.  Efisiensi  generator  maksimum  dan minimum  yang  dihasilkan  berturut-turut adalah 20,68% dan 3,10%. Hal ini  menunjukan bahwa generator yang digunakan sudah efisien.

## DAFTAR RUJUKAN
Abdul  Kadir.  1995. Energi  sumber  daya, inovasi,  tenaga  listrik  dan  potensi ekonomi. Jakarta: UI-Press.
Alto Belly, dkk. 2010. DAYA AKTIF, REAKTIF
& NYATA . Diakses dari http://staff.ui.ac.id/system/files/users/chai rul.hudaya/material/activereactiveandapp arentpowerpaper.pdf  pada  tanggal  23
Juni 2015, jam 13.30 WIB.
Arthur  Beiser.  1992. Konsep  fisika  modern.
Jakarta: Erlangga.
Dio  Ananda  Fitra  Siregar.  2012. Pembangkit listrik tenaga bayu. Diakses dari http://www.getsttpln.com/ pada tanggal 9 April 2015, jam 8.00 WIB.
Firmansyah  Suryatmo.  1984. Teknik  listrik motor  &  generator  arus  bolak  balik.
Bandung: Alumni.
Sucipto.  2008. Energi  angin. Diakses  dari http://digilib.itb.ac.id/  pada  tanggal  29 Maret 2015, 15.00 WIB.
Sunyoto.  1993. Mesin  listrik  arus  searah.
Yogyakarta: FPTK IKIP Yogyakarta
Tutun Nugraha, Ph.D., dan Didik Sunardi, Dipl- Ing. (2012). Seri sains energi terbarukan energi angin. Jakarta:
PT.Pelangi Nusantara.