Journal of Computer, Electronic, and Telecommunication
ISSN 2723-4371, E-ISSN 2723-5912 doi.org/10.52435/complete.v3i2.189

## Prototype Turbin Ventilator Sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Fahmi Ivannuri 1 , Lilik Subiyanto 2 and Anggara Trisna Nugraha 3*
1 Teknik Kelistrikan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya 1; fivannuri@student.ppns.ac.id
2 Teknik Kelistrikan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya 2; llksubiyanti@ppns.ac.id
3* Teknik Kelistrikan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya 3; anggaranugraha@ppns.ac.id
Abstrak: Kebutuhan  energi  di  Indonesia  khususnya  dan  di  dunia    pada  umumnya  terus meningkat.  Salah  satu  sumber  pemasok  listrik,  PLTA  bersama  pembangkit  listrik  tenaga  uap (PLTU)  dan  pembangkit  listrik  tenaga  gas  (PLTG)  memang  memegang  peran  penting  terhadap ketersediaan  listrik.  Indonesia  yang  merupakan  negara  kepulauan  dan  salah  satu  Negara  yang terlatak di garis  khatulistiwa merupakan faktor, bahwa Indonesia  memiliki potensi energi angin yang melimpah. Kebutuhan energi listrik masyarakat terpencil dapat dipenuhi. Turbin ventilator adalah  merupakan  suatu  alat  yang  berfungsi  untuk  mensirkulasikan  udara  yang  ditempatkan diatas  atap  bangunan  yang  berfungsi  sebagai  ventilasi  pada  bangunan  perumahan  dan  industri. Berdasarkan  penelitian  sebelumnya  ada  yang  meneliti  tentang  penggunaan  turbin  ventilator sebagai  pembangkit  listrik,  tetapi  masih  banyak  kekurangan  yang  perlu  diperbaiki.  turbin ventilator  yang  digunakan  untuk  menangkap  angin  dan  menggerakan  generator,  dengan  cara menyambungkan  turbin  angin  dengan  menggunakan  v-belt  agar  putaran  yang  dihasilkan generator lebih maksimal. Kemudian generator menghasilkan energi listrik.
Kata Kunci: Turbin Ventilator; Pembangkit Listrik; Generator

## 1. Pendahuluan
Kebutuhan  energi  di  Indonesia  khususnya  dan  di  dunia    pada  umumnya  terus  meningkat karena pertambahan penduduk, pertumbuhan ekonomi dan pola konsumsi energi itu sendiri yang senantiasa meningkat. Salah satu sumber pemasok listrik, Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTA) bersama pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dan pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) memang memegang peran penting terhadap ketersediaan listrik [1]. Indonesia adalah negara yang memiliki sumber daya energi yang sangat melimpah, salah satunya adalah sumber energi angin. Indonesia yang  merupakan  negara  kepulauan  dan  salah  satu  Negara  yang  terlatak  di  garis  khatulistiwa merupakan faktor, bahwa Indonesia memiliki potensi energi angin yang melimpah [2].
Banyak  turbin  angina  di  Gedung  tinggi  kurang  di  manfaatkan.  Turbin  ventilator  merupakan suatu  alat  yang  berfungsi  untuk  mensirkulasikan  udara  yang  ditempatkan  diatas  atap  bangunan yang berfungsi sebagai ventilasi pada bangunan perumahan dan industri. Sebagai alternatif untuk sistem pendingin udara, turbin ventilator tidak hanya digunakan pada industri-industri akan tetapi telah  menjadi  fitur  ventilasi  yang  telah  umum  digunakan  dalam  jenis  bangunan  lainnya  seperti bangunan untuk kelembagaan, komersial dan rumah-rumah masyarakat. Harga turbin ventilator ini juga relatif murah dan masih bisa dijangkau oleh kalangan menengah kebawah [3][4].
Dalam  penelitian  terdahulu  perancangan  pembangkit  listrik  tenaga  angin  dengan  turbin ventilator  sebagai  penggerak  generator  menjelaskan  tentang  Prototype  pembangkit  listrik  tenaga angin dengan menggunakan turbin ventilator sebagai penggerak generator[5]. Pembangkit listrik ini
memanfaatkan  kecepatan  angin  sebagai  penggeraknya.  Output  dari  generator  diolah  dengan menggunakan  modul  MT3608.  Modul  MT3608  digunakan  untuk  menstabilkan  dan  menaikkan tegangan  yang  dipasang  di  input  dan  output  dari  rangkaian  charging  [6].  Dari  beberapa permasalahan  dan  uraian  terkait  dan  permasalahan  di  lapangan,  maka  dalam  penelitian  ini  akan dilakukan  pengembangan  penelitian  [7].  Pengembangan  yang  dilakukan  antara  lain  dengan memasang v-belt dan pulley agar putaran lebih maksimal dan tegangan yang dikeluarkan generator dapat di pantau melalui smartphone.

## 2. Material
Pada  sistem  ini  terdapat  beberapa  materials yang  digunakan  dalam  perancangannya,  Pada Gambar 1 Perancangan Alat merupakan gambaran rancangan yang telah dibuat, Pada perancangan mekanik terdapat beberapa komponen terpasang antara lain :
1. Turbin Ventilator
2. Generator DC
3. Panel Control
4. Battery

## Gambar 1. Perancangan Alat

## 2.1. Turbin Ventilator
Turbin ventilator adalah sejenis exhaust fan atau roof fan tanpa menggunakan motor penggerak dimana  fungsinya  adalah  mensirkulasikan  udara  segar  diluar  ruangan  dan  membantu  sirkualsi udara panas dalam ruangan[8][9]. Turbin ventilator menggunakan energi angin sebagai penggerak turbin  ventilasi.  Alat  ini  sering  digunakan  di  atap  bangunan  yang  berfungsi  sebagai  ventilasi bangunan perumahan dan industri. Energi angin yang berhembus pada sudu turbin ventilator akan menghasilkan  drag  force  dan  menyebabkan  turbin  ventilator  berputar.  Turbin  ventilator  sangat cocok digunakan untuk berbagai jenis bangunan seperti pabrik, gudang, gedung olahraga, dapur, rumah tinggal, perkantoran, dan rumah makan[10]. Turbin Ventilator yang digunakan untuk alat ini dengan spesifikasi diameter turbin 16 inch. Karena turbin ventilator yang banyak di pacing di rumah dan pabrik berdiameter 16 inch karena ukuranya yang lebih kecil dan harganya lebih terjangkau.

## 2.2. Generator
Generator  arus  searah  mempunyai  komponen  dasar  yang  umumnya  hampir  sama  dengan komponen  mesin – mesin  listrik  lainnya[11].  Secara  garis  besar  generator  arus  searah  adalah  alat konversi  energi  mekanis  berupa  putaran  menjadi  energi  listrik  arus  searah.  Energi  mekanik digunakan  untuk  memutar  kumparan  kawat  penghantar  di  dalam  medan  magnet.  Berdasarkan hukum Faraday, pada kawat penghantar akan timbul ggl induksi yang besarnya sebanding dengan laju  perubahan  fluksi  yang  dilingkupi  oleh  kawat  penghantar[12][13].  Pada  penelitian  ini
1 2 3 4
menggunakan generator DC putaran rendah sehingga dapat menghasilkan daya maksimal atau 12 volt jika putaranya yang di sebabkan angina rendah.

## 2.3. Pulley
Puli (pulley) adalah sebuah mekanisme yang terdiri dari roda pada sebuah poros atau batang yang memiliki alur diantara dua pinggiran di sekelilingnya. Sebuah tali, kabel, atau sabuk biasanya digunakan pada alur puli untuk memindahkan daya. Puli digunakan untuk mengubah arah gaya yang  digunakan,  meneruskan  gerak  rotasi,  atau  memindahkan  beban  yang  berat[14].  Sistem  puli (pulley) dengan  sabuk (belt) terdiri dua atau lebih puli yang dihubungkan dengan menggunakan sabuk.  Sistem  ini  memungkinkan  untukmemindahkan  daya,  torsi,  dan  kecepatan,  serta  dapat memindahkan beban yang berat dengan variasi diameter yang berbeda[15]. Pulley yang digunakan dengan perbandingan 1:2.

## 2.4. Baterai
Baterai adalah sebuah sela tau elemen sekunder dan merupakan sumber arus listrik searah yang dapat  mengubah  energy  kimia  menjadi  energi  listrik  searah  yang  dapat  mengubah  energi  kimia menjadi energi listrik. Aki termasuk elemen elektrokima yang dapat mempengaruhi zat pereaksinya, sehingga disebut elemen sekunder. Kutub positif aki menggunakan lempengan oksidasi dan kutub negatifnya  menggunakan  lempeng  timbale  sedangkan  larutan  elektrolitnya  adalah  larutan  asam sulfat.  Ketika  aki  dipakai,  terjadi  reaksi  kimia  yang  mengakibatkan  endapan  anode  mengalami reduksi dan katode beroksidasi. Akibatnya dalam waktu tertentu antara anode dan katode tidak ada beda potensial maka aki dalam keadaan kosong dan perlu diisi dengan cara mengalirkan arus listrik yang  berlawanan  dengan  aru  sistrik  yang  dikeluarkan  oleh  aki  itu.  Ketika  aki  diisi  akan  terjadi pengumpulan muatan listrik[16]. Untuk Baterai yang digunakan merupakan Baterai atau accumulator sepeda motor dengan tegangan 12 volt dan 4 Ah.

## 3. Hasil Dan Diskusi
Pengujian  ini  dilakukan  agar  dapat  mengetahui  kondisi  tempat  pengujian,  dan  berapakah kecepatan  angin  Pada  hasil  pengujian  alat  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  nilai output genertator dan berapa putaran turbin, serta juga dapat diketahui berapa besar nilai error yang dihasilkan.

## 3.1. Pengujian Kecepatan Angin
Pengujian  data  kecepatan  angin  yang  telah  dilakukan  pengukuran  selama  3  hari  dengan anemometer,  pada  Gambar  2  merupakan  kegiatan  pengujian.  Untuk  Tabel  1  merupakan  hasil pengujian turbin ventilator.
Gambar 2. Pengujian Kecepatan Angin
Pada Gambar 2 dilakukan pengujian turbin ventilator terhadap putaran turbin sebelum di couple dengan generator, dari hasil pengujian menghasilkan data sebagai berikut :
Tabel 1. Hasil Pengujian Kecepatan Angin Pengambilan Data Pada Jam Hari Ke -1 (m/s) Hari Ke -2 (m/s) Hari Ke-3 (m/s) 09:00 0,9 1,1 1 11:00 0,9 1 1 13:00 1,2 1,3 1,2 15:00 1,1 1,3 1,2 Rata- Rata 1 1,18 1,1
Tabel  1  menampilkan  pembacaan  putaran  turbin  ventilator.  Dari  data  pengujian  tersebut didapat rata-rata pengujian, sehinngga diperoleh rata-rata 1, 1,18, dan 1,1
Gambar 3. Grafik Pengujian Kecepatan Angin
Dari  Gambar  Grafik  3  dapat  diketahui  kecepatan  angina  terendah  setiap  puluk  11:00  dan kecepatan angina tertinggi dari pengujian pada pukul 13:00

## 3.2. Pengujian Putaran Turbin
Pengujian  pada  turbin  ventilator  di coupel dengan  generator,  pengujian  ini  dilakukan  di  luar ruangan, pada Gambar 4 merupakan kegiatan pengujian. Untuk Tabel 2 merupakan hasil pengujian turbin ventilator.
Gambar 4. Pengujian Kecepatan Turbin Di Luar Ruangan
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 09.00 11.00 13.00 15.00 rp m
Percobaan Jam ke
Hari Ke 1
Hari Ke 2
Hari Ke 3
Complete 2022, Vol. 3, No. 2, doi.org/10.52435/complete.v3i2.189
Tabel 2. Hasil Pengujian Putaran Turbin Pengambilan Data Pada Jam Hari Ke -1 (rpm) Hari Ke -2 (rpm) Hari Ke-3 (rpm) 09:00 22,4 24,8 21,9 11:00 25,2 26,4 22,0 13:00 27,5 29,7 24,8 15:00 28,9 32,4 25,3 Rata- Rata 26 28,32 23,5
Tabel  2  menampilkan  pembacaan  putaran  turbin  ventilator.  Dari  data  pengujian  tersebut didapat rata-rata pengujian, sehinngga diperoleh rata-rata 26, 28,32, dan 23,5
Gambar 5. Grafik Pengujian Putaran Turbin
Dari  Gambar  Grafik  5  Dapat  diketahui  putaran  terendah  pada  jam  09:00  pada  hari  ke  3  dan putaran tertinggi pada hari ke 2 pada pukul 15:00

## 3.3. Hasil Output Generator
Hasil  dari  pengujian  pada  turbin  ventilator  hasil output tegangan  generator,  pengujian  ini dilakukan di luar ruangan, Tabel 3 merupakan hasil pengujian Output Generator
Tabel 3. Hasil Pengujian Output Generator Pengambilan Data Pada Jam Hari Ke -1 (V) Hari Ke -2 (V) Hari Ke-3 (V) 09:00 3,32 3,78 3,56 11:00 3,42 3,61 3,62 13:00 3,9 3,87 3,75 15:00 3,83 4,05 3,83 Rata- Rata 3,62 3,83 3,69
Tabel 3 menampilkan pembacaan Output Generator. Dari data pengujian tersebut didapat rata- rata pengujian, sehinngga diperoleh rata-rata 3,62, 3,83, dan 3,69
0 5 10 15 20 25 30 35 09.00 11.00 13.00 15.00 rp m
Percobaan Jam ke
Hari Ke 1
Hari Ke 2
Hari Ke 3
Gambar 6. Grafik Pengujian Putaran Turbin
Dari gambar grafik 6 dapat diketahui perbedaan hari ke 1, hari ke 2, dan hari ketiga tiap jamnya memiliki perbedaan yang sedikit sekali. Dan nilai terendah pada hari pertama pukul 09:00 sebesar 3,32 v dan tertinggi pukul 15:00 pada hari pertama sebesar 4,05 v.

## 4. Kesimpulan
Rancang  bangun  turbin  ventilator  sebagai  pembangkit  listrik  dapat  direalisasikan  walaupun putaran  dari  turbin  ventilator  rendah.  Turbin  ventilator  dapat  menghasilkan  listrik  dengan  cara memasang  generator  bekas  yang  berasal  dari  mobil.  Hasil  rata-rata  pengujian  kecepatan  turbin adalah 26, 28,32, dan 23,5 sehingga di dapat keluaran dari generator dengan rata rata 3,62 V, 3,83 V, dan 3,69 V dengan tegangan tersebut dapat menyalakan lampu penenrangan.

## Referensi
1. Laksanawati., Ellysa Kusuma, Efrizal, Miftakhul Rohman. (2019). Analisa Pemanfaatan Turbin Ventilator Sebagai Sumber Listrik Skala Rumah Tangga Dengan Kapasitas    900 W.
2. Padmika.,  Made,  ,  I  Made  Satriya  Wibawa,  Ni  Luh  Putu  Trisnawati.  (2017).  Perancangan  Pembangkit Listrik Tenaga Angin Dengan Turbin Ventilator Sebagai Penggerak Generator.
3. Suryad.,  Aris,  Purwandito  Tulus  Asmoro,  Roja  Raihan.  (2019).  Pemanfaatan  Turbin  Ventilator  Sebagai Pembangkit Listrik Alternatif. ( ISSN : 2502-8782)
4. Sayuti, Bukhari, Muhammad Razi. (2019). Rancang Bangun Mekanisme Pemindah Daya Turbin Ventilator Dengan Kecepatan Angin 4 M/S. ( ISSN : 2597-9140)
5. Simatupang.,  Dhiora  Febriyan.  (2020).  Analisis  Pemanfaatan    Pembangkit  Listrik  Tenaga  Bayu  (Angin) Menggunakan Turbin Ventilator Dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya 100wp Di Mesjid Taqwa Desa Sei Litur Kec. Sawit Sebrang Langkat
6. Maulana., Yassyir, Abdurahim Sidiq. (2018). Perancangan Vertical Axis Wind Turbine(Vawt) Jenis Straight Blade. (ISSN : 2620 – 8148).
7. Nahkoda, Yusuf Ismail, Choirul Saleh. (2017). Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sumbu Vertikal Untuk Penerangan Rumah Tangga Di Daerah Pesisir Pantai.
8. Gustiantono., Achmad, Dominicus DDPT, Syamsul Hadi. (2017). Wind Turbine Vertical Axis H Rotor Type With 1 Kw Capacity At Suwuk Beach, Kebumen.
9. Bachtiar.,  Antonov,  Wahyudi  Hayattul.  (2018).  Analisis  Potensi  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Angin  PT. Lentera Angin Nusantara (LAN) Ciheras.
10. Saputra., Maidi. (2016). Kajian Literatur Sudu Turbin Angin Untuk Skala Kecepatan Angin Rendah. (ISSN : 2502-0498).
11. Santhakumar, S., Palanivel, I. & Venkatasubramanian, K. 2017. A Study on The Rotational Behaviour of a Savonius  Wind  Turbine  in  Low  Rise  Highways  During  Different  Monsoons.  Journal  of  Energy  for Sustainable Development. (40) : 1-10.
0 1 2 3 4 5 09.00 11.00 13.00 15.00 Volt
Percobaan Jam ke
Hari Ke 1 Hari Ke 2
Hari Ke 3
12. Mahmoud, NH., El-Haroun, AA., Wahba, E. & Nasef., MH. 2012. An Experimental Study on Improvement of Savorius Rotor Performance. Alexandria Engineering Journal. 51(1): 19-25
13. Sumiati.,  Ruzita.  (2012).  Pengujian  Turbin  Angin  Savonius  Tipe  Utiga  Sududi  Lokasi  Pantai  Air  Tawar Padang. (ISSN :    1829-8958).
14. Saputra.,  Wan  Novri.  (2016).  Prototype  Generator  DC  Dengan  Penggerak  Tenaga  Angin.Author  1,  A.; Author 2, B. Title of the chapter. In Book Title , 2nd ed.; Editor 1, A., Editor 2, B., Eds.; Publisher: Publisher Location, Country, 2007; Volume 3, pp. 154 – 196.
15. Noor.,  Ahmad  Novian, Budi Hartadi,  Muhammad  Suprapto.  (2020).  Perencanaan  Dan  Pemilihan  Poros Dan  Sabuk-V  Pada  Turbin  Archemedes  Screw  Dengan  Daya  687  Watt    Di  Desa  Bramban  Kec.  Rantau Kabupaten Tapin.
16. Zulfadhli, Darwin, Sayed RA. (2017). Kaji Eksperimental Penggunaan Wind Cup Turbin Ventilator Untuk Kenyamanan Ruangan. (ISSN : 2407-8735).
Complete 2022, Vol. 3, No. 2, doi.org/10.52435/complete.v3i2.189