Rancang Bangun Bilah Taperless Jenis Horizontal Axis Wind Turbin Untuk PLTB 500 Watt Dengan Airfoil NACA 6412 Menggunakan Software Qblade
La Ode Usman 1) , Ridway Balaka 2) , Al Ichlas Imran 3)
¹) Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo ²ʾ³) Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Makadompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232
Email: Email: usmanmechanichal@gmail.com Article Info Abstrak Available online Juni 07, 2021 Kebutuhan  energi  di  indonesia  umumnya  terus  meningkat  karena  pertambahan jumlah  penduduk,  salah  satu  energi  yang  paling  banyak  dimanfaatkan  adalah energi  angin.  Adapun  tujuan  penelitian  yaitu  menentukan  geometri  bilah, merancang  dan  membuat  bilah-bilah  yang  cocok  digunakan  pada  angin berkecepatan  sedang  serta  untuk  mengetahui  daya  yang  dihasilkan.  Penelitian dimulai  dari  menentukan  geometri  bilah  untuk  angin  berkecepatan  sedang kemudian dilakukan pembuatan  bilah  dan  dilanjutkan  pengujian  bilah.  Geometri bilah yang dibentuk yaitu bilah tapertlles jenis horizontal axis wind turbin airfaoil NACA 6412 menggunakan software Qblade. Bilah dirancang dengan jari-jari bilah sebesar  0,774  m, chord sebesar  0,0999  m  menggunakan  material  kayu  mahoni. Metode pembuatan yang digunakan adalah metode manual dengan bantuan alat mesin.  Bilah  diuji  kesetimbangan,  kemudian  dipasang pada  tower,  ketinggian  10 meter untuk diambil datanya. Hasil pengujian menujukan bahwa, bilah yang telah dibuat bekerja dengan baik dan menghasilkan daya rata-rata per detiknya sebesar 58,29 Watt, 90,82 Watt, dan 102,00 Watt, untuk tiga hari pengujian.
Kata kunci: Bilah tuperless, Airfoil Naca 6412, qblade, horizontal axis wind turbin, kayu Mahoni.

## Abstract
Energy  demand  in  Indonesia  generally  continues  to  increase  due  to  population growth,  one  of  the  most  widely  used  energies  is  wind  energy.  The  research objectives are  to determine  the geometry of the blades, design and manufacture the  blades  suitable  for  use  in  moderate  winds  and  to  determine  the  power generated. The research started from determining the geometry of the blades for medium  speed  wind,  then  making  the  blades  and  then  testing  the  blades.  The geometry  of  the  blades  formed  is  tapertlles  blades  of  the  horizontal  axis  wind turbine type NACA 6412 airfaoil using Qblade software. The blade is designed with a blade radius of 0.774 m, the chord is 0.0999 m using mahogany wood material. The manufacturing method used is the manual method with the help of machine tools. The blades are tested for equilibrium, then mounted on the tower, 10 meters high to take the data. The test results show that the blades that have been made work well and produce an average power per second  of 58.29 Watt, 90.82 Watt, and 102.00 Watt, for three days of testing.
Keywords: Tuperless  blades,  airfoil  naca  6412,  qblade,  horizontal  axis  wind turbines, mahogany wood.
.
1. Pendahuluan
Kebutuhan  energi  diindonesia  umumnya terus  meningkat  karena    pertambahan  jumlah

## ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
penduduk,  data  ESDM  [1],  menunjukan  bahwa jumlah  penduduk  akan  meningkat  tiap  tahunya, jumlah rumah tangga akan mecapai 70,6 juta pada tahun  2025 dan  sekitar 80 juta pada tahun  2050, sedangkan  tingkat  urbanisasi  juga  mendorong naiknya  jumlah  permintaan  energi.  Berdasarkan proyeksi  BPS  tingkat  urbanisasi  pada  tahun  2035 akan  mencapai  67  %  naik  dari  tahun  2010  yang hanya 49,8%. Permintaan energi listrik naik dari 60 % pada tahun 2018 menjadi 90 % . Energi yang saat ini digunakan energi yang berasal dari energi fosil. Energi fosil dapat diolah menjadi bahan bakar [1]. Energi  adalah  sesuatu  yang  besar  abstrak  yang sukar di buktikan  tetapi dapat di rasakan  adanya. Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja ( enegy  is  the  capabili  ty  for  doing  work ).  Secara garis  besasr  energi  dapat  diklasifikasikan  menjadi dua [2], yakni:
1. Energi dalam transisi Energi  dalam  transisi  ( trasitional  energy ) adalah  energi  yang  sedang  bergerak  melintasi batas sistem.
2. Energi tersimpan
Energi  tersimpan  ( strored  energy )  adalah energi yang tersimpan dalam suatu sistem atau masa,  biasanya  berbentuk  massa  atau  medan gaya,  kebanyakan  mudah  dikonversi  menjadi energi transisi.
Angin  adalah  udara  yang  bergerak  dari daerah  yang  bertekanan  tinggi  kedaerah  yang bertekanan  rendah,  atau  dari  daerah  yang bersuhu  rendah  ke  daerahyang  bersuhu  tinggi. Udara  yang  panas  di  suatu  tempat  di  permukaan bumi  akan  mengalami  pengembangan  atau pemuaian  sehingga  tekanan  udara  menjadi  lebih rendah dibandingkan sekitarnya. Udara yang lebih dingin  dan  bertekanan  lebih  tinggi  di  tempat  lain akan  bergerak  menuju  daerah  ini  untuk  mengisi kekosonganyang  ada.  Energi  angin  merupakan energi  kinetik  dan  terdefinisi  sebagai  banyaknya energy  yang  dihasilkan  dari  pergerakan  angin. Menurut beberapa literatur, kecepatan angin yang di kehendaki untuk kincir angin berada pada kelas 3  m/det  sampai  kelas  8%  dimana  angin  bertiup pada  3  m/det  sampai  20  m/det.  Tabel  1  adalah beberapa data hasil pemetaan lembaga penerbangan  dan  antariksa  nasional  (lapan) terhdap  kecepatan  angin  rata-rata  dibeberapa daerah di indonesia [2].

## Turbin Angin
Turbin  angin  adalah  alat  konversi  energi mekanik angin menjadi energi listrik. Energi angin
yang  memutar  bilah  akan  diteruskan  untuk memutar shaft pada  generator  sehingga  listrik akan  dihasilkan.  Turbin  angin  dibagi  menjadi  2 jenis yaitu horizontal axis dan vertical axis. Turbin angin  yang  paling  banyak  digunakan  saat  ini adalah  turbin  angin horizontal  axis (HAWT) dengan  sudu  sebanyak  2  atau  3  buah , sedangkan turbin  angin vertical-axis (VAWT)  memiliki  2  tipe yaitu  Savonius  dan  Darrieus.  Turbin  angin horizontal  axis memiliki  Cp  yang  lebih  baik dibandingkan vertical axis , yaitu sebesar 45%-50%, sedangkan vertical  axis umumnya  berada  di bawah 40% [3]. PLTB skala kecil yang digunakan di PT.  Lentera  Bumi  Nusantara.  Komponen  utama sistem  PLTB  skala  kecil  adalah  turbin  angin, controller , baterai dan inverter [4].
Sudu  turbin  angin  memiliki  bentuk airfoil pada  potongan  melintangnya. Airfoil adalah bentuk  geometri  tertentu  yang  digunakan  untuk menghasilkan  gaya  mekanik  akibat  gerak  relatif airfoil terhadap  fluida  disekitar airfoil .  Dalam perancangan  sudu,  bentuk airfoil yang  digunakan merupakan  salah  satu  faktor  yang  berpengaruh dalam penentuan lebar dan panjang sudu [4].
Gambar  1.  Ilustrasi  geometri  airfoilk  dan  gaya yang bekerja pada airfoil
Beberapa  macam  desain  bilah  turbin  angin, yaitu  bilah taper dengan  ujung  yang  lebih  kecil dari  bagian  pangkalnya , bilah rectangular/ taperless dengan  lebar  ujung  dan  pangkal  bilah yang  sama , dan  juga  bilah inversed  taper dengan ujung yang lebih besar dari pada pangkalnya [4].
NACA  ( National  Advisory  Committee  of Aerounatics) merupakan  salah  satu  lembaga standar  dalam  perancangan  suatu airfoil. Meskipun  dulunya  airfoil  NACA  dikembangkan untuk keperluan teknologi penerbangan, sekarang airfoil  NACA  juga  banyak  digunakan  untuk keperluan  turbin  angin.  Penelitian  oleh  [5] menyatakan  bahwa  salah  satu  profil  airfoil  yang banyak  digunakan  sebagai  bentuk  dasar  bilah turbin angin adalah airfoil yang dikembangan oleh NACA dengan kode NACA 4 digit (seri NACA 44xx) dan NACA 5 digit (seri NACA 63xxx).
Pada airfoil dengan  kode  4  digit,  angka pertama  menunjukkan  maksimum camber dalam seperseratus chord ,  angka  kedua  menunjukkan posisi  maksimum camber pada chord  line dalam sepersepuluh chord dari leading  edge, dan  dua angka  terakhir  menunjukkan  lebar  maksimum airfoil dalam seperseratus chord. Sedangkan pada airfoil  dengan  kode  5  digit,  angka  pertama menunjukkan  nilai  koefisien  gaya  angkat  ketika dikalikan dengan 0.15, angka kedua dan ketiga jika dibagi 2 menunjukkan letak maksimum camber di chord  line dalam  seperseratus chord diukur  dari leading edge, dan dua angka terakhir menunjukkan  lebar  maksimum  airfoil  dalam seperseratus chord [6].

## Material Bilah
Terdapat  beberapa  pilihan  material  yang dapat  digunakan  untuk  bilah,  seperti  logam, komposit,  styrofoam,  dan  kayu.  memaparkan kelebihan dan kekurangan masing-masing material.  Misalnya,  penggunaan steel sebagai material bilah menyebabkan bilah menjadi terlalu beratdan  sulit  berputar,  sedangkan  alumunium tidak  cukup  kuat  dan  cenderung  menyebakan kepatahan.  Komposit  seperti resin  polyster merupakan  material  yang  umum  digunakan, namun  diperlukan  cetakan  atau master  blade untuk  membuatnya,  dan  memakan  biaya  yang lebih  besar.  Bahan  styrofoam  memiliki  sifat  yang ringan, mudah dibentuk namun mudah patah dan membutuh kansambungan ke generator [4].
Kayu  yang  paling  cocok  untuk  dijadikan material  bilah  adalah  kayu  yang  memiliki  serat yang rapat, ringan, lunak dan jika memungkinkan bebas  dari  mata  kayu.  Beberapa  jenis  kayu  yang umum  digunakan  sebagai  material  pembuatan bilah  antara  lain  pinus,  mahoni  dan  jati.  Kayu mahoni  mudah  didapat  dan  harga  terjangkau  di daerah Jawa Barat. Kayu mahoni termasuk pohon besar  dengan  tinggi  dapat  mencapai  35  m, diameter  125  cm,  bentuk  batang  silindris,  tidak berbanir, tajuk membulat. Kayu mahoni berwarna cokelat muda kemerahan atau kekuning-kuningan sampai  coklat  tua  kemerah-merahan  dan  lambat laun  menjadi  lebi  tua.  Ciri  lain  dari  kayu  mahoni yaitu  tekstur  kayu  agak  halus,  permukaan  kayu licin  dan  mengkilap,  arah  serat  berpadu  dan kadang bergelombang [7].
Banyak  bilah  yang  perlu  digunakan  pada suatu turbin ditentukan oleh tujuan dirancangnya turbin  tersebut  dan  kecepatan  angin  yang diperlukannya  untuk  beroperasi.  Penelitian  ini
menunjukkan bahwa kenaikan efisiensi dari desain 1  bilah  ke  2  bilah  adalah  sekitar  10%,  desain  2 bilah ke 3 bilah adalah sebesar 3-4%, dan desain 3 bilah  ke  4  bilah  adalah  sebesar  1-2%. Pertimbangan  biaya  produksi  yang  besar  untuk membuat  1  bilah  tambahan  untuk  efisiensi  yang hanya  sedikit  lebih  baik  menyebabkan  desain  3 bilah menjadi lebih banyak digunakan dibandingkan  desain  4  bilah  atau  desain  dengan bilah  yang  lebih  banyak  lainnya.  Desain  1  dan  2 bilah juga memiliki kondisi kerja aerodinamis yang tidak  asimetris  sehingga  desain  3  bilah  lebih banyak  digunakan  karena  putarannya  yang  lebih stabil [8].

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  pelaksanaan  bertempat  di  PT. Lentera  Bumi  Nusantara,  Ciheras,  Tasikmalaya Jawa Barat.

## a. Perancangan Bilah
Untuk  menentukan  geometri  bilah  adalah mengetahui  daya  listrik  yang  dibutuhkan, efisiensi  bilah,  efisiensi  transmisi,  generator dan  kontrolel  untuk  mendapatkan  efisiensi sistem dapat dilihat dari persamaan berikut:
W = ηẆ tot ̇ = η 1 2g c ρAV i 3 (1)
Dimana: ƞ bervariasi  30-40%  untuk  turbin aktual [9].
Efisiensi sistem ditentukan dengan menyesuaikan keperluan sistem yang diinginkan.
ƞ 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 =   ƞ 𝑏𝑖𝑙𝑎ℎ ×   ƞ 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖 ×   ƞ 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟 ×   ƞ 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑟 Berdasarkan  referensi  dari  [10]  diasusmsikan nilai  efisiensi  transmisi,  generator  dan controller sebesar 0,9.

## b. Alat dan Bahan
Adapun  alat  dan  bahan  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Alat dan Bahan Yang digunakan Alat Bahan Mesin gurinda Kayu Mahoni Gergaji Potong Meter Timbangan Digital
Gergaji ulir Amplas Mesin Ketam

## c. Prosedur Pelaksanaan Penelitian
Menentukan  geometri  bilah  untuk  angin dimulai dari efisiensi bilah di tentukan, efisiensi transmisi  ditentukan,  efisiensi  generator ditentukan,  efisiensi  kontroler  ditentukan, efisiensi  sistem  dapat  dihitung.  Bilah  yang digunakan  adalah  bilah  taperless.  Penentuan airfoil menggunakan software qblade lalu bilah di gambar menggunakan solidwork berdasarkan  bentuk  airfoil  yang  di  dapatkan dari hasil simulasi [11]

## d. Pembuatan Bilah
Adapun  prosedur  pembuatan  specimen  uji dalam  penelitian  ini  dimulai  dari  Jenis  kayu yang digunakan adalah kayu mahoni, pembuatan  mal  sesuai  dengan  airfoil  bilah, pembuatan mal ujung airfoil pada bagian ujung biah, pembuatan mal ujung airfoil pada bagian pangkal  bilah,  pembuatan  garis  bantu  yang menandakan  bagian  kayu  yang  akan  dibuang, membuat  garis-garis  elemen  pada  kayu, pembentukan dan memperhalus bilah menggunakan  amplas  gerinda,  pembuatan pangkal dan pemberian lubang pada bilah agar dapat dipasang pada generator.

## e. Uji Kerja Bilah
Untuk  prosedur  uji  kerja  bilah  dimulai  dari generator  disiapkan  dan  alat-alat  yang  akan digunakan,  pemasangan  bilah  ke  generator secara satu persatu dan pengujian kesetimbangan bilah.
f. Metode Pengujian Bilah
Data  diperoleh  dengan  menggunakan  data logger yang  dikembangkan  oleh  PT.  Lentera Bumi  Nusantara.  Pengambilan  data  dilakukan selama  3  hari  untuk  masing-masing  bilah secara  berurutan.  Pengujian  dilakukan  dihari yang  berbeda  dikarenakan  keterbatasan kesediaan  alat.  Data  yang  direkam  oleh  data logger adalah raw data tegangan dan arus yang dihasilkan dari sensor tegangan dan arus pada controller data kecepatan angin dari anemometer  yang  terpasang  pada  tower dengan  ketinggian  10 meter.  Data logger  yang digunakan  mengambil  data  per  detik  sehingga akan  diperoleh  data  tegangan,  arus  dan kecepatan  angin.  Data  logger  akan  membaca daya keluaran controller.

## g. Metode Pengolahan Data
Data tegangan, arus dan kecepatan angin akan diolah menjadi data per menit  terlebih dahulu untuk  memudahkan  proses  pengolahan  data. Hal ini dilakukan dengan cara menghitung rata- rata  data  per  detik  menjadi  data  per  menit. Efisiensi  sistem  ketika  pengujian  bilah  dapat diketahui  dengan  menghitung  perbandingan antara theoretical power atau Pangin dan daya yang  dihasilkan  atau  Pout.  Oleh  karena controller yang  digunakan  memiliki  nilai cut-in speed sebesar 3 m/s, maka Pangin hanya akan menjumlahkan  daya  dari  angin  dengan kecepatan  diatas  3  m/s,  sedangkan  Pout menjumlahkan  semua  daya  yang  dihasilkan oleh sistem.
Selain itu, data juga diolah untuk mendapatkan  hubungan  antara  daya  yang dihasilkan  bilah  dengan  kecepatan  angin  yang melewatinya.  Data  dikelompokkan  berdasarkan data  kecepatan  angin  lalu  kumpulan  data  daya pada  kecepatan  angin  tersebut  akan  di  rata-rata untuk didapatkan grafik daya terhadap kecepatan angin  atau  grafik  P-v.  Persebaran  distribusi kecepatan angin yang diterima tiap bilah tentunya akan  berbeda,  sehingga  perlu  ditentukan  banyak data  kecepatan  angin  minimal  agar  pengolahan data dapat dilakukan.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Setelah dilakukan penelitian didapatkan data- data sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil pengambilan data Hari 1 2 3 T TMB (volt) 27,96 27,89 27,77 Tmb (volt) 24,55 26,47 24,38 Tr (volt) 26,26 26,47 26,39 Ka kaM (A) 11,81 13,07 13,29 kam (A) 0 0 0 kar(A) 2,18 3,39 3,69 DP DM (watt) 319,5  355,13  362,91 Dm(watt) 0 0 0 Dr (watt) 58,29 90,81 98,93 PA KaM (m/s) 9,89 11,89 11,64 Kam (m/s) 1,39 1,51 1,4 Kar (m/s) 5,22 6,29 6,57 Keterangan: T ( Tegangan ) TMB ( Tegangan Maksimum Baterai) Tmb ( Teganagan minimum baterai )
Tr ( Tegangan Rata-Rata )
Ka ( Kuat arus )
KaM ( Kuat Arus Maksimum ) Kam ( Kuat arus minimum ) Kar ( Kuat arus rata-rata ) DP ( Daya pengisian baterai ) DPM ( Daya pengisian maksimum ) Dpm ( Daya pengisian minimum ) DPR ( Daya pengisian rata-rata ) PA ( Potensi Angin ) PAM ( Potensi angin maksimum ) Pam ( potensi angin minimum )
Pada  Tabel  2,  menunjukan  hasil  bahwa tegangan  maksimum  baterai  pada  hari  pertama adalah 27,96 Volt, lalu pada hari kedua yaitu 27,89 Volt,  dan  pada  hari  ketiga  yaitu  27,77  Volt. Sedangkan  nilai  tegangan  minimum  baterai  pada hari pertama adalah 24,55 volt, lalu nilai tegangan minimum baterai pada hari kedua yaitu 26,47 volt, dan  nilai  tegangan  minimum  baterai  pada  hari ketiga  yaitu  24,38  volt.  Untuk  nilai  tegangan baterai  rata-rata  pada  hari  pertama  yaitu  26,26 volt, lalu nilai rata-rata tegangan baterai pada hari kedua  yaitu  26,47  volt,  dan  nilai  rata-rata tegangan baterai pada hari ketiga yaitu 26,39 volt.
Untuk  nilai  kuat  arus  maksimal  yang diperoleh  pada  hari  pertama  yaitu  11,81  Amper, lalu  nilai  kuat  arus  maksimal  hari  kedua  yaitu 13,07  Ampar,  dan  nilai  kuat  arus  maksimal  hari ketiga  yaitu  13,29  Amper.  Sedangkan  nilai  kuat arus  minimum  yang  diperoleh  pada  hari  pertama yaitu  0,00  Amper,  lalu  nilai  kuat  arus  minimum yang diperoleh pada hari kedua yaitu 0,04 amper, dan nilai kuat arus minimum yang diperoleh pada hari ketiga yaitu 0,00 Amper. Untuk nilai rata-rata kuat  arus  pada  hari  pertama  yaitu  2,11  Amper, lalu nilai rata-rata kuat arus pada hari kedua yaitu 3,39 Amper, dan nilai rata-rata kuat arus pada hari ketiga 3,69 Amper.
Untuk  nilai  pengisian  daya  maksimal  pada hari  pertama  yaitu  319,50  Watt,  lalu  nilai pengisian  daya  maksimal  pada  hari  kedua  yaitu 355,13  Watt,  dan  nilai  pengisian  daya  maksimal pada  hari  ketiga  yaitu  362,91  Watt.  Sedangkan pada  hari  pertama  sampai  hari  ketiga  tidak  ada pengisian daya minimum yang terjadi. Untuk nilai pengisian  daya  rata-rata  pada  hari  pertama  yaitu 58,29  Watt,  lalu  nilai  pengisian  daya  rata-rata pada  hari  kedua  yaitu  90,81  Watt,  dan  nilai pengisian  daya  rata-rata  pada  hari  ketiga  yaitu 98,93 Watt. Untuk nilai kecepatan angin maksimal yang diperoleh pada hari pertama yaitu 9,89 m/s, lalu  nilai  kecepatan  angin  maksimal  yang diperoleh  pada  hari  kedua  11,89  m/s,  dan  nilai
kecepatan  angin  maksimal  yang  diperoleh  pada hari  ketiga  11,64  m/s.  Sedangkan  nilai  kecepatan angin minimum yang diperoleh pada hari pertama yaitu  1,39  m/s,  lalu  nilai  kecepatan  angin minimum  yang  diperoleh  pada  hari  kedua  yaitu 1,51  m/s,  dan  nilai  kecepatan  angin  minimum yang  diperoleh  pada  hari  ketiga  1,40  m/s.  Untuk nilai  kecepatan  angin  rata-rata  yang  diperoleh pada  hari  pertama  yaitu  5,22  m/s,  lalu  nilai kecepatan  angin  rata-rata  yang  diperoleh  pada hari kedua yaitu6,29  m/s,  dan  nilai  kecepatan angin  rata-rata  yang  diperoleh  pada  hari  ketiga 6,57 m/s.

## Pengambilan Data Hari Pertama
Gambar 2. Nilai tegangan dan arus dari hasil pembacaan data loger untuk pengambilan data selama 24 jam pada hari ke-satu.
Gambar 3. Nilai kecepatan angin dan daya dari hasil pembacaan data loger untuk pengambilan data selama 24 jam pada hari ke-satu.
Berdasarkan  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa mulai  pada  pukul  8.00-16.00  terjadi  kenaikan
tegangan  maksimum  baterai  pada  hari  pertama adalah  27,96 Volt, sedangkan tegangan  minimum baterai yaitu 24,55 Volt dengan rata-rata tegangan 26,26  Volt.  nilai  kuat  arus  maksimal  yang diperoleh  pada  hari  pertama  yaitu  11,81  Amper, dengan  nilai rata-rata kuat arus 2.11 Amper.  Dari gambar  2  menggambarkan  adanya  perbedaan kurva  arus  dan  tegangan  menunjukkan  kondisi dan  kualitas  baterai  yang  digunakan.  Hal  ini dikarenakan  baterai  menjadi  beban  generator dalam menghasilkan daya. Kondisi ketika tegangan yang dihasilkan tinggi namun arus yang dihasilkan rendah  menunjukkan  bahwa  baterai  mulai  terisi penuh  pada  kurun  waktu  tersebut.  Besar  arus yang  dihasilkan  generator  diturunkan  oleh controller khususnya  yaitu  MPPT  agar  baterai tidak mengalami overload .
Sementara  untuk  nilai  daya  dan  kecepatan angin dapat dilihat pada gambar 3, daya maksimal yang  diperoleh  319,50  Watt,  dengan  rata-rata daya yaitu 58,29.  Nilai kecepatan angin  maksimal yang  diperoleh  yaitu  9,89  m/s  sedangkan  nilai kecepatan  minimum  yaitu  1,39  m/s  dengan  rata- rata kecepatan 5,22 m/s. Data ini menjukan Kurva daya  yang  diperoleh  tidak  memiliki  bentuk  yang sama  dengan  kurva  kecepatan  angin  sehingga daya  yang  diperoleh  tidak  berbanding  lurus dengan kecepatan angin yang menerpanya. Hal ini dikarenakan  daya  yang  dihasilkan  oleh  generator diperoleh  dari  torsi  pada shaft yang  dikalikan dengan kecepatan rotasinya.
Pengambilan Data Hari Kedua
Gambar 4. Nilai tegangan dan arus dari hasil pembacaan data loger untuk pengambilan data selama 24 jam pada hari ke-dua
Gambar 5. Nilai kecepatan angin dan daya dari hasil pembacaan data loger untuk pengambilan data selama 24 jam pada hari ke-dua.
Berdasarkan  Gambar  5.  dapat  dilihat  bahwa mulai  pada  pukul  8.00-16.00  terjadi  kenaikan tegangan  maksimum  baterai  pada  hari  pertama adalah 27,89 Vollt, sedangkan tegangan minimum baterai yaitu 24,09 Volt dengan rata-rata tegangan 26,249  Vollt.  nilai  kuat  arus  maksimal  yang diperoleh  pada  hari  pertama  yaitu  6,40  Amper, dengan  nilai  rata-rata  kuat  arus  1,17  Amper.  Dari gambar  4.  menggambarkan  adanya  perbedaan kurva  arus  dan  tegangan  menunjukkan  kondisi dan  kualitas  baterai  yang  digunakan.  Hal  ini dikarenakan  baterai  menjadi  beban  generator dalam menghasilkan daya. Kondisi ketika tegangan yang dihasilkan tinggi namun arus yang dihasilkan rendah  menunjukkan  bahwa  baterai  mulai  terisi penuh  pada  kurun  waktuter  sebut.  Besar  arus yang  dihasilkan  generator  diturunkan  oleh controller  khususnya  yaitu  MPPT  agar  baterai tidak mengalami overload .
Sementara untuk nilai daya dapat dilihat pada Gambar 5. yang menunjukan daya maksimal yang diperoleh  410,73  Watt,  dengan  rata-rata  daya yaitu  58,29  90  Watt.  Nilai  kecepatan  angin maksimal  yang  diperoleh  yaitu  11,89  m/s sedangkan  nilai  kecepatan  minimum  yaitu  1,51 m/s  dengan  rata-rata  kecepatan  56,29  m/s.  Data ini  menjukan  Kurva  daya  yang  diperoleh  tidak memiliki  bentuk  yang  sama  dengan  kurva kecepatan  angin  sehingga  daya  yang  diperoleh tidak  berbanding  lurus  dengan  kecepatan  angin yang  menerpanya.  Hal  ini  dikarenakan  daya  yang dihasilkan oleh generator diperoleh dari torsi pada shaft yang dikalikan dengan kecepatan rotasinya.
Menggunakan Software Qblade

## Pengambilan Data Hari Ketiga
Gambar 6. Nilai tegangan dan arus dari hasil pembacaan data loger untuk pengambilan data selama 24 jam pada hari ke-tiga
Gambar 7. Nilai kecepatan angin dan daya dari hasil pembacaan data loger untuk pengambilan data selama 24 jam pada hari ke-tiga
Berdasarkan  Gambar  7,  dapat  dilihat  bahwa mulai pada pukul 12.00,01-20.00  terjadi  kenaikan tegangan  maksimum  baterai  pada  hari  pertama adalah 27,77 Vollt, sedangkan tegangan minimum baterai  yaitu  24,38  Vollt  dengan  rata-rata tegangan  26,40  Vollt.  nilai  kuat  arus  maksimal yang  diperoleh  pada  hari  pertama  yaitu  19,08 Amper,  dengan  nilai  rata-rata  kuat  arus  3,80 Amper.  Dari  gambar  6  menggambarkan  adanya perbedaan kurva arus dan tegangan menunjukkan kondisi  dan  kualitas  baterai  yang  digunakan.  Hal ini  dikarenakan  baterai  menjadi  beban  generator dalam menghasilkan daya. Kondisi ketika tegangan yang dihasilkan tinggi namun arus yang dihasilkan rendah  menunjukkan  bahwa  baterai  mulai  terisi penuh  pada  kurun  waktuter  sebut.  Besar  arus yang  dihasilkan  generator  diturunkan  oleh controller  khususnya  yaitu  MPPT  agar  baterai tidak mengalami overload .
Sementara untuk nilai daya dapat dilihat pada Gambar  7  menunjukan  daya  maksimal  yang
diperoleh  518,16  Watt,  dengan  rata-rata  daya yaitu 102,00. Nilai kecepatan angin maksimal yang diperoleh  yaitu  11,64  m/s  sedangkan  nilai kecepatan  minimum  yaitu  1,40  m/s  dengan  rata- rata kecepatan 6,59 m/s. Data ini menjukan Kurva daya  yang  diperoleh  tidak  memiliki  bentuk  yang sama  dengan  kurva  kecepatan  angin  sehingga daya  yang  diperoleh  tidak  berbanding  lurus dengan kecepatan angin yang menerpanya. Hal ini dikarenakan  daya  yang  dihasilkan  oleh  generator diperoleh  dari  torsi  pada  shaft  yang  dikalikan dengan kecepatan rotasinya.
Berdasarkan kecepatan angin, maka pengisian daya ke baterai seharusnya lebih banyak terjadi  di  siang  hari  karena  kecepatan  angin  di siang hari jauh lebih besar dibandingkan di malam hari.  Namun,  turbin  angin  yang  dibuat  tidak melakukan  pengisian  daya  yang  berarti  di  siang hari,  tapi  melakukan  pengisian  daya  yang  cukup signifikan di malam hari. Berdasarkan pengamatan lapangan  yang  dilakukan,  putaran  sudu  turbin pengujian  di  siang  hari  cenderung  lebih  kencang dibandingan  dengan  turbin  lainnya  pada  jenis generator yang sama. Hal ini menyebabkan turbin pengujian lebih dulu melakukan furling dibandingkan  dengan  turbin  lainnya,  sehingga proses konversi energi angin menjadi tidak efisien. Furling menyebabkan  sudu  pada  turbin  angin tidak  mengarah  ke  arah  datang  angin,  sehingga menurunkan  kecepatan  putar  secara  drastis. Penurunan  kecepatan  putar  secara  tiba-tiba  ini menyebabkan produksi daya listrik pada generator menjadi  tidak  stabil  sehingga  kontroler  tidak melakukan  pengambilan  daya  untuk  mengisi baterai.

## 4. Kesimpulan
Adapun  kesimpulan  penelitian  adalaha sebagai berikut:
a. Desain  bentuk  geometri  bilah,  yang  cocok digunakan  pada  angin  berkecepatan  sedang adalah bilah jenis taperlles, yang menggunakan airfoil NACA 6412 dikarenakan airfoil NACA ini memiliki  rasio  CL/CD  yang  tinggi  insesitif terhadap perubahan sudut.
b. Bilah  dirancang  menggunakan  jari-jari  bilah sebesar 0,774 meter, chord sebesar 0,0999  m, dan twist yang  terlinearisasi.  Bilah  hasil rancangan  telah  berhasil  dibuat,  dengan menggunakan  material  kayu  mahoni.  Metode yang digunakan adalah metode manual dengan bantuan  beberapa  alat/  mesin.  Bilah  melewati uji  kesetimbangan,  kemudian  dipasang  pada
tower,  ketinggian  10  meter  untuk  diambil datanya.
c. Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa,  bilah yang  dibuat  dapat  bekerja  dengan  baik, menghasilkan  daya  rata-rata  per  detiknya sebesar  58,29  Watt,  90,82  Watt,  dan  102,00 Watt, untuk tiga hari pengujian.

## Saran
a. Pembuatan bilah dilakukan dengan menggunakan  mesin  CNC  agar  kualitas  bilah yang dibuat sama.
b. Analisis  performa  bilah  menggunakan  metode lain, seperti CFD atau BEM teoritis.
c. Analisis  airfoil  yang  melibatkan  lebih  banyak tipe  airfoil  seperti  tipe  Clark  dan  tipe  S,  dan menggunakan  kondisi  bilangan  Reynolds  yang rendah.
d. Perbandingan  penggunaan  material  bilah terhadap  kekuatan  struktur  atau  usia  bilah, misalnya  menggunakan  material  beberapa jenis kayu atau fiber.

## Daftar Pustaka
[1]   D.  Siswanto,  Outlook  Energi  Indonesia  (OEI), Jakarta:  Sekretaris  Jenderal  Dewan  Energi Nasional, 2019.
[2]   I. A. P.  MT and D.  Nursuhud, Mesin  Konversi Energi (BP), Yogyakarta: Andi, 2013.
[3]   S.  Eriksson,  h.  Bernhoff  and  M.  Leijon, "Evaluation  of  different  turbine  concepts  for wind  Turbine," Renewable  and  Sustainable Energy Review, vol.12, no 5, pp. 1419-14434, 2008.
[4]   ,. H. Piggott, British Wind Energy Association, England:  Wind  power  Workshop,  Certer  for Alternative, 1997.
[5]   W. T. Rooij and R. Van, "Summary of the Delft University  Wind  Tirbine  Dedicated  Airfoils," Journal of Solar Energy Engineering, vol. 125, no. 488-496, pp. 488-496, 2003.
[6]   I.  H.  Abbott,  A.  E.  V.  Doenhoff  and  L.  S. Stivers,  "Report  No.  824  :  Summary  Of Airfooil Data," National Advisory CommiteFor Aeronautics, Washington, 1945.
[7]   A.  Martawijaya,  I.  Kartasujana,  K.  Kosasi  and
S.  A.  Prawira,  Atlas  Kayu  Indonesia  Jilid  I, Bogor:  Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan Hasil Hutan, 2005.
[8]   E.  Hau,  Wind  Turbine  :  Fundamentals, Technologies, Application, Economis, Munich: Springer, 2013.
[9]   A.  Pudjanarsa  and  D.  Nursuhud,  Mesin Konversi  Energi  Edisi  3,  Yogyakarta:  Andi, 2013.
[10]  G. Ingram, Wind Turbine Blade Analysis Using Blade  Element  Method,  Durham:  Durham University, 2011.
[11]  I.  N.  Zahra,  Dasar-Dasar  Pembuatan  Bilah, Ciheras: Lentera Bumi Nusantara, 2016.