Abstrak—Kebutuhan  energi  di  Indonesia  terus  meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk tiap tahunnya. Energi primer Indonesia didominasi oleh energi fosil yang jumlahnya terbatas.  Menyebabkan  kita  harus  mencari  alternatif  energi terbarukan  agar  dimanfaatkan  sebagai  pengganti  energi  fosil yaitu  energi  angin.  Kecepatan  angin  yang  tidak  terlalu  besar sangat  cocok  dipilih  turbin  angin  jenis  Savonius.  Turbin Savonius dapat ditingkatkan performansinya dengan menambahkan disturbance body didepan returning blade turbin sehingga  mempengaruhi  efisiensi  dari  turbin  tersebut.  Dalam penelitian  ini  digunakan  silinder  sirkular  sebagai  disturbance body. Studi eksperimen ini menggunakan turbin angin Savonius yang  memiliki  dua  sudu  dengan  diameter  sudu  turbin  (D) sebesar  165,2  mm,  tinggi  (H)  sebesar  294,4  mm.  Penelitian dilakukan  menggunakan  rasio  diameter  silinder  terhadap diameter  turbin  d/D  sebesar  0,2  dengan  jarak  yang  konstan S/D=1,1 dan variasi kecepatan aliran udara U=4-10 (m/s). Hasil yang  diperoleh,  peningkatan  kinerja  tertinggi  dengan pemasangan silinder sirkular didepan returning blade d/D = 0,2 pada  jarak  S/D  =  1,1  didapat  pada  kecepatan  angin  4  m/s dengan  nilai  CoP  dan  CM,  yang  masing-masing  meningkat sebesar  44,5%  dan  22,3%.  Selain  itu,  ditemukan  adanya pemasangan  silinder  sirkular  didepan  returning  blade  turbin memiliki  self  strarting  capability,  meskipun  hanya  pada kecepatan angin 5 m/s.

## Kata  Kunci—Coefficient  of  Moment,  Coefficient  of  Power,
Silinder Sirkular, Turbin Savoniu,  Vertical Axis Wind Turbine.

## I. PENDAHULUAN
ISTRIK  merupakan  sumber  energi  utama  yang menopang  berjalannya  kehidupan  masyarakat.  Jumlah populasi di Indonesia yang besar membuat kapasitas energi, terutama listrik, yang diperlukan juga besar. Terjadi kenaikan konsumsi listrik nasional sebesar 20 kWh/kapita pada tahun 2019,  menjadi  1.084  kWh/kapita,  dibandingkan  pada  tahun 2018  sebesar  1.064  kWh/kapita.  Peningkatan  ini  sejalan dengan rasio elektrifikasi yang juga menunjukkan kenaikan. Rasionya dari 84,35% pada 2014 menjadi 98,89% pada 2019. Energi  primer  Indonesia  didominasi  oleh  energi  fosil. Permasalahan  yang  sedang  dihadapi  adalah  pembangkit listrik  berbasis  batubara  yang  mendominasi  pemenuhan kebutuhan listrik nasional, oleh karenanya cadangan batubara terus tergerus . Berdasarkan permasalahan diatas solusi yang dapat  dimanfaatkan  sebagai  pengganti  energi  fosil  yaitu energi  angin.  Indonesia  memiliki  kecepatan  angin  rata-rata sebesar  2  -  6  m/s,  sehingga  diperlukan  suatu  inovasi pemanfaatan  energi  angin  menjadi  energi  listrik  dengan menggunakan  turbin  angin.  Untuk  kecepatan  angin  yang
tidak  terlalu  besar  sangat  cocok  dipilih  turbin  angin  jenis Savonius. Turbin angin menggunakan prinsip konversi energi dan  sumber  daya  alam  yaitu  angin.  Turbin  Savonius merupakan salah satu turbin angin yang paling sederhana dan tidak  membutuhkan  torsi  awal  yang  besar.  Namun  ada permasalahan yang dihadapi dimana nilai dari efisiensi turbin angin  Savonius  ini  masih  sangat  rendah  maka  dari  itu dibutuhkannya  penelitian  agar  dapat  dilakukan  optimasi terhadap performanya.
Penelitian dengan menggunakan silinder penggangu yang diletakkan  di  depan  silinder  utama  [1].  Silinder  utama berdiameter  (D)  sebesar  40  mm  dan  diameter  silinder pengganggu (d) sebesar 1 – 10 mm. Jarak antara pusat silinder utama  dan  pusat  silinder  pengganggu  (L)  sebesar  50  –  120 mm.  Penelitian  ini  menggunakan  variasi  d/D  dan L/D.  Dan bilangan Reynolds sebesar 1,5 × 104 – 6,2 × 10 4 . Hasil yang didapat  dari  penelitian  ini  bahwa  penurunan  nilai  pressure drag coefficient (CD) berbanding terbalik dengan peningkatan bilangan Reynolds dan d/D serta seiring dengan penurunan L/D.
Penelitian  dengan  judul  Studi  Eksperimen  pada  Turbin Savonius One-stage [2]. Penelitian ini membahas mengenai pengaruh overlap ratio (m/D) , aspect ratio (H/D), blade arc angle  ( 𝜓 ),  blade  shape  factor  (p/q)  dan  bilangan  Reynolds (Re)  pada  peforma  turbin  Savonius.  Dari  hasil  eksperimen diketahui  bahwa  turbin  Savonius  yang  dimodifikasi  (tanpa poros)  dengan  overlap  ratio  (m/D)  nol,  aspect  ratio  (H/D) sebesar 0,7, blade arc angle (ψ) 124 O , blade shape factor (p/q) sebesar  0,2  dan  parameter  end  plate  (Do/D)  sebesar  1,1 menghasilkan  coefficient  of  power  maksimal  sebesar  0,21 pada tip speed ratio 0,69 untuk bilangan Reynolds 150.000.
Penelitian  dengan  judul  Studi  Eksperimen  Mengurangi Gaya  Drag  pada  Sirkular  Silinder  dengan  Menambahkan Silinder  Tipe-I  Sebagai  Kontrol  Pasif  [3].  Penambahan silinder  tipe-I  yang  diletakan  didepan  silinder  utama digunakan  sebagai  kontrol  pasif  dengan  harapan  untuk mengurangi gaya drag pada silinder sirkular utama. Silinder tipe-I divariasikan berbagai sudut pemotongan θs = 0 O , 10 O , 20 O , 30 O , 45 O , 53 O , dan 65 O didepan silinder utama dan jarak antara  silinder  tipe-I  dengan  silinder  utama  adalah  S/d  = 1,375. Pengujian dilakukan pada bilangan Reynolds = 5,3 × 10 4 .  Hasil  yang  didapat  pada  penelitian  ini  menunjukkan terbukti  bahwa  penambahan  silinder  tipe-I  sebagai  kontrol pasif  didepan  silinder  sirkular  utama  secara  efektif  dapat mengurangi  gaya drag  pada  silinder  utama.  Pada  pengujian dengan  sudut  pemotongan  θs  =  65 O menghasilkan

## Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Penempatan Silinder Sirkular Berukuran d/D = 0,2 di depan Sudu Returning pada Jarak S/D = 1,1
Damar Akbar Darusalam dan Tri Yogi Yuwono Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : triyogi@me.its.ac.id
L
pengurangan gaya drag tertinggi. Penambahan silinder tipe-I ini  dapat  mengurangi  gaya  drag  sekitar  0,52  kali dibandingkan tanpa penambahan.
Penelitian  untuk  meningkatkan  performa  rotor  Savonius berdasarkan  geometrinya  [4].  Turbin  angin  diletakkan  di depan wind tunnel dengan kecepatan angin pada rentang 0- 13 m/s saat keluar dari wind tunnel dengan parameter berupa jumlah sudu turbin (dua, tiga, dan empat sudu), jumlah stages (single  and  double  stages),  overlap  ratio  (0  sampai  0,35), aspect  ratio  (0,5  ;  1;  2;  4;  5),  dan  keberadaan  end  plate. Berdasarkan  penelitian  tersebut,  didapatkan  kesimpulan bahwa  performa  paling  efisien  ketika  digunakan  dua  sudu turbin, double stages , tanpa overlap ratio , aspect ratio 5, dan dengan menggunakan end plate.
Penelitian  dengan  judul  Studi  Eksperimen  dan  Numerik Pengaruh  Silinder  tipe  I-65 O Pada  Performansi  Turbin Savonius  [5].  Pada  penelitian  ini  penambahan  silinder pengganggu  tipe  I-65 O yang  diletakan  didepan  returning blade  diharapkan  dapat  menurunkan  gaya  drag  yang  terjadi sehingga  meningkatkan  performansi  turbin  savonius.  Studi eksperimen  dan  numerik  yang  dilakukan  membandingkan keadaan  performansi  turbin  apabila  ditambahkan  silinder pengganggu  dengan  tidak  adanya  penambahan  silinder pengganggu  didepan  returning  blade  apakah  akan  ada perubahan  yang  signifikan  terhadap  performansinya. Pengujian dilakukan dengan nilai bilangan reynolds 9,9 x 10 4 dengan  panjang  karakteristik  L  =  2D-b,  dan  silinder penganggu  memiliki  diameter  0,5D  yang  diletakan  sejauh 1,4D  didepan  returning  blade.  Pada  studi  numerik,  untuk
menganalisa aliran turbin angin savonius dilakukan simulasi 3D dengan software CFD dan ANSYS. Sedangkan pada studi eksperimen  menunjukan  bahwa  penambahan  silinder penganggu  tipe  I-65 O dapat  menaikan  CoP  dari  turbin savonius.  Dibandingkan  dengan  turbin  savonius  tanpa penambahan silinder pengganggu, CoP mengalami kenaikan sekitar 26,3% hal ini tercapai pada TSR 0,8.
Penelitian  lain  yang  terkait  dengan  peningkatan  kinerja turbin  angin  Savonius  yaitu  Studi  eksperimen  peningkatan kinerja  turbin  angin  Savonius  dengan  penempatan circular cylinder pada  sisi upstream dari returning  blade [6]. Penelitian  ini  dilakukan  dengan  pemasangan  silinder pengganggu  di  depan  returning  blade  dengan  variasi  S/D dalam penelitian ini adalah 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; dan 2,2. Hasil dari penelitian ini adalah terdapat peningkatan coefficient of power (Cp)  ketika  terjadi  penambahan  silinder pengganggu di  depan returning  blade turbin  angin  Savonius  S/D  =  1,4; 1,6; dan 1,8. Maximum coefficient of power terjadi pada saat tip speed ratio (λ) bernilai 0,65; 0,70; dan 0,67 peningkatan sekitar 12,2%; 6,7%; dan 1,7% masing-masing untuk S/D = 1,4; 1,6; dan 1,8.
Dari  beberapa  penelitian  diatas  dapat  diketahui  bahwa penelitian mengenai peningkatan performa turbin angin jenis Savonius  masih  perlu  terus  dikembangkan  agar  mendapat hasil  yang  lebih  optimal.  Penelitian  yang  diusulkan  dalam Tugas  Akhir  ini  adalah  upaya  peningkatan  performa  turbin angin  Savonius  dengan  cara  menempatkan  silinder pengganggu  didepan  returning  blade  dengan  jarak  antara silinder pengganggu dan sudu returning yang konstan S/D =
Gambar 1.  Skema alat pengujian dan parameter ukur.
Gambar 2.  Skema Instalasi alat pengujian serta dimensinya.
d D H L t S b h ρ,μ,U Gambar 3. Skema brake dynamometer.
Gambar  4.    Grafik  Coefficient  of  Power  Turbin  Tanpa  Silinder Pengganggu (CoP 0 ) Fungsi Tip Speed Ratio ( 𝜆 ) Pada Masing-masing kecepatan udara 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10 m/s.
1,1 dan memvariasikan kecepatan aliran udara U = 4 – 10 m/s.

## II. METODE PENELITIAN
Gambar  1  menjelaskan  skema  alat  yang  digunakan  pada penelitian  ini,  dengan  memvariasikan  jarak  antara  pusat returning  blade dengan  pusat  silinder  pengganggu  (S)  dan juga  variasi  kecepatan  angin  (U).  Selain  parameter  yang divariaskan, performa turbin angin Savonius juga dipengaruhi oleh massa jenis udara (ρ), viskositas udara (μ), diameter blade (D),  dan  diameter  silinder  pengganggu  (d). Beberapa parameter tersebut dijelaskan sebagai berikut : Dimana:
D : diameter sudu turbin Savonius (m)
S  :  jarak  antara  pusat  silinder  pengganggu  dengan  pusat returning blade (m)
d : diameter silinder pengganggu (m)
b : diameter poros (m)
L : diameter turbin (m) U : kecepatan aliran (m/s) ρ : massa jenis udara (kg/m 3 ) μ : viskositas fluida (Ns/m 2 ) h : tinggi silinder penganggu (m) H : tinggi turbin (m) ω : putaran sudu (n) t : tebal sudu turbin (m)

## A. Skema Eksperimen
Gambar  2  menjelaskan  konfigurasi  susuna  pemasangan alat pengujian dalam ekperimen ini. Dimana turbin dipasang dengan jarak 4000mm dari Axial fan dengan spesifikasi fan adalah CKE-SF 45, speed = 1800 rpm, airflow = 12m 3 /min, power = 1700 watt. Lalu diletakan honeycomb dengan ukuran 1x1 m dengan jarak 500 mm dari fan untuk menyeragamkan aliran  udara  yang  keluar  dari  fan.  Kemudian  aliran  udara diukur menggunakan anemometer dengan tipe model Omega HF141 dengan ketelitian ±1 %. Tachometer digunakan untuk mengukur  putaran  dari  turbin  dengan  tipe  model  Omega HTT12 dengan ketelitian ±1 %. Untuk mengetahui torsi statis dari  turbin  angin  digunakan torquemeter tipe  model LUTRON TQ-8800 dengan tingkat ketelitian 0,01 N.cm. lalu digunakan  juga bearing tipe  mode  SKF  6301-  2Z  untuk mengurangi  gesekan  poros  turbin  yang  berputar.  Dan mengunakan  timbangan  neraca  tipe  model  Nagata  C-5 dengan  ketelitian  ±50  grams  yang  dihubungkan  dengan susunan brake  dynamometer .  Pengujian  torsi  dinamis dilakukan  dengan  penambahan  beban  dari  turbin  berputar tanpa  pembebanan  hingga  pembebanan  maksimum  hingga akhirnya turbin berhenti berputar. Data dari timbangan neraca dan putaran turbin dicatat untuk melakukan perhitungan torsi dinamis, CoP serta CM. Pengujian untuk torsi stati dilakukan dengan mencengkram poros turbin dengan torquemeter pada setiap sudut dari sudu turbin dari 0 O – 180 O , kemudian data
Gambar  5.  Grafik  Coefficient  of  Power  Turbin  dengan  Silinder Pengganggu (CoP) Fungsi Tip Speed Ratio ( 𝜆 ) Pada Masing-masing kecepatan udara 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , dan 10 m/s.
Gambar  6.  Grafik  Perbandingan  Coefficient  of  Power  Maksimal (CoPmax)  Terhadap  Kecepatan  Angin  Pada  Turbin  Angin  Savonius Tanpa Silinder Pengganggu dan Dengan Silinder Pengganggu.
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 C oP Tip Speed Ratio (λ) 4 m/s 5 m/s 6 m/s 7 m/s 8 m/s 9 m/s 10 m/s
Gambar  7.  Grafik  Coefficient  of  Moment  Turbin  Tanpa  Silinder Pengganggu (CM 0 ) Fungsi Tip Speed Ratio ( 𝜆 ) Pada Masing-masing Kecepatan 4 , 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 m/s.
Gambar  8.  Grafik coefficient  of  moment turbin  dengan  silinder pengganggu  (CM)  fungsi  tip  speed  ratio  ( 𝜆 )  pada  masing-masing kecepatan 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 m/s.
yang  didapat  dari  pembacaan torquemeter dicatat  untuk kemudian didapat torsi statis dari turbin angin Savonius.
Gambar  3  menjelaskan  skema  susunan  dari brake dynamometer dimana  dari  no  1  adalah  sistem pulley ,  no  2 adalah benang nylon yang digunakan untuk menghubungkan no  4  timbangan  neraca  dengan  no  4  massa  pemberat  yang sebelumnya dililitkan pada no 6 poros turbin angin savonius. Brake  dynamometer ini  berfungsi  sebagai  pengereman  dari turbin  angin  Savonius,  apabila  pada  kenyataan  nya brake dyanomometer ini  adalah  generator.  Awal  mulanya  turbin angin  Savonius  berputar  tanpa  pembebanan  kemudian pembebanan  dilakukan  penambahan  secara  berkala  hingga pembebanan  maksimum  yang  artinya  turbin  dilakukan pengereman.  Untuk  mengetahui  torsi  dinamisnya  maka massa  yang  terbaca  sebagai  pembebanan  dan  putaran  dari turbin angin harus dicatat untuk menghasilkan torsi. Keterangan :
1. Sistem pulley 5. Turbin Angin Savonius
2. Benang nylon 6. Poros Turbin Angin Savonius 3. Massa Pemberat    7. Struktur Penyangga Turbin
4. Neraca Pegas
B. Perhitungan Data
Dalam  penelitian  ini,  torsi  dinamis, coefficient  of  power dan coefficient of moment dari turbin angin Savonius didapat dari menghitung dari persamaan sebagai berikut:
𝑇 = {|𝑚 − 𝑠|. 𝑔} × 𝑟 (1)
Untuk persamaan tip speed ratio sebagai berikut :
𝑇𝑆𝑅 = 𝜔 R 𝑈∞ (2)
Dimana  persamaan  torsi  dinamis  diatas  digunakan  untuk menghitung coefficient  of  moment sehingga  persamaan sebagai berikut:
𝐶𝑀 = 2 𝑇𝐷
𝜌 .𝐴 .𝑈2 .𝐿 (2)
Untuk persamaan coefficient of power menggunakan persamaan sebagai berikut:
𝐶𝑜𝑃 = | 𝑚−𝑠 |𝑔 𝑟 𝜔 1 2 𝜌 𝐴 𝑈3 (3)
Dimana
A = L x H                    (4)

## III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Coefficient of Power (CoP)
Gambar  4  menunjukan  data  berupa  nilai coefficient  of power (CoP)  terhadap tip  speed  ratio (λ)  pada  kecepatan udara 4, 5, 6, 7, 8, 9 dan 10 m/s. Daya output yang dihasilkan oleh  turbin  angin  Savonius  didapat  dari  perkalian  torsi dinamis  dengan  kecepatan  sudut  turbin.  Nilai  torsi  dinamis didapat  dengan  menggunakan Brake  Dynamometer dengan menghitung selisih massa pemberat yang diberikan dan nilai yang terbaca pada neraca pegas dikalikan dengan percepatan gravitasi  dan  jari-jari  poros  yang  dikenai  benang. Penambahan  variasi  massa  dilakukan  untuk  mendapatkan variasi nilai tip speed ratio ( 𝜆 ) dari turbin angin Savonius. Dapat  dilihat  bahwa trendline yang  terbentuk  adalah parabolik.  Dimana  nilai coefficient  of  power mengalami kenaikan diawal dan kemudian setelah titik puncak optimum akan  mengalami  penurunan  seiring  dengan  bertambahnya nilai dari tip speed ratio ( 𝜆 ). Di titik puncak didapatkan nilai coefficient  of  power maksimum  pada 𝜆 optimum.  dapat diketahui bahwa nilai CoP 0 maksimum tertinggi berada pada kecepatan  aliran  udara  5  m/s  serta  nilai  CoP 0 maksimum terendah  pada  kecepatan  aliran  udara  4  m/s.  Turbin  angin Savonius  tanpa  silinder  pengganggu  bekerja  lebih  optimal pada  kecepatan  aliran  udara  5  m/s.  Hasil  yang  didapatkan menunjukkan  bahwa  pada  kecepatan  aliran  udara  5  m/s mempunyai nilai CoP 0 maksimum yang paling tinggi dengan nilai  0,053  pada tip  speed  ratio 0,621  kemudian  nilai  CoP 0 menurun pada kecepatan aliran udara 4 m/s, 6 m/s, 7 m/s, 8 m/s,  9  m/s,  dan  10  m/s.  Sedangkan  pada  kecepatan  yang terlalu  tinggi  turbin  tidak  bekerja  efektif  dimana  pada kecepatan ini nilai CoP 0 maksimumnya paling rendah. Hal  tersebut  dapat  disebabkan  nilai  CoP 0 Turbin  angin Savonius fungsi tip speed ratio ( 𝜆 ) mempunyai bentuk grafik parabolik  yang  akan  naik  sampai  CoP 0 maksimum  pada kecepatan  tertentu  dan  akan  turun  setelah  melewati  titik optimumnya. Dari hasil yang didapat maka diduga nilai CoP 0 maksimum  pada  kecepatan  5  m/s  berada  pada  posisi  titik optimum  sehingga  kinerja  yang  dihasilkan  paling  besar dibandingkan  pada  enam  pengujian  pada  kecepatan  udara lainnya,  Dari  ketujuh  grafik  diatas  menunjukkan  bahwa semakin meningkatnya kecepatan angin tidak menjamin nilai Coefficient  of  Power turbin  angin  Savonius  akan  semakin meningkat.  Dapat  dilihat  bahwa  turbin  angin  Savonius kurang  efektif  dioperasikan  pada  kecepatan  angin  yang terlalu  rendah  karena  pada  kecepatan  yang  terlalu  rendah
Gambar  9.  Grafik  torsi  statis  turbin  angin  Savonius  tanpa  silinder pengganggu (Ts0) sebagai fungsi posisi angular sudu(θ).
Gambar  10.  Grafik  torsi  statis  turbin  angin  Savonius  dengan  silinder pengganggu (Ts) sebagai fungsi posisi angular sudu(θ).
kurang  efektif  dalam  meningkatkan  gaya  drag  walaupun terdapat  kecepatan  aliran  fluida  yang  lebih  tinggi  namun turbin  angin  Savonius  kurang  dapat  bekerja  dengan  efektif. Hal ini dikarenakan kecepatan angin yang sangat tinggi akan membuat putaran turbin berputar sangat cepat dan turbin akan membentuk  seperti solid  wall dimana  fluida  tidak  dapat mencapai  sudu  turbin  dan  juga  adanya  kerugian  kerugian mekanis,  akibatnya daya  turbin  yang dihasilkan  justru  akan rendah.
Gambar  5  menunjukan  hasil  grafik  nilai  CoP  turbin angin Savonius dengan silinder pengganggu terhadap fungsi TSR  dengan  rasio  jarak  pusat  silinder  pengganggu  dengan diameter  sudu  turbin  (S/D)  sebesar  1,1  dan  rasio  diameter pengganggu  dengan  diameter  sudu  turbin  (d/D)  sebesar  0,2 pada seluruh variasi kecepatan. Turbin angin dengan silinder pengganggu  memiliki  nilai Coefficient  of  Power maksimal yang lebih besar dibandingkan dengan turbin angin Savonius tanpa silinder pengganggu. Nilai TSR paling maksimum pada turbin angin Savonius tanpa silinder pengganggu dan dengan silinder  pengganggu  juga  berbeda,  hal  tersebut  disebabkan pemasangan  silinder  pengganggu  menyebabkan  putaran poros turbin semakin meningkat. Didapat kenaikan nilai CoP terbesar pada kecepatan 4 m/s dengan kenaikan CoP sebesar 0,4445  atau 44,45  %.  Hal  ini  disebabkan  menurunnya gaya drag pada  sisi returning  blade menyebabkan  selisih  gaya drag dari kedua blade yaitu advancing blade dan returning blade menjadi naik dan menyebabkan selisih torsi dari kedua blade juga akan meningkat dan daya turbin angin Savonius meningkat pula.
Gambar  6  menjelaskan  perbandingan  CoP max terhadap kecepatan  angin  turbin  angin  Savonius  tanpa  dan  dengan silinder  pengganggu  pada  seluruh  variasi  kecepatan  angin. Grafik tersebut menunjukkan bahwa terjadi pergeseran  nilai CoP dari turbin angin Savonius tanpa silinder pengganggu ke turbin angin Savonius dengan silinder pengganggu yaitu pada turbin  tanpa  silinder  pengganggu nilai  CoP max berada  pada kecepatan  5  m/s  sedangkan  pada  turbin  dengan  silinder pengganggu berada pada kecepatan 6 m/s. secara keseluruhan pemberian  silinder  pengganggu  dengan  rasio  jarak  S/D sebesar  1,1  dengan  rasio  d/D  sebesar  0,2  efektif  dalam meningkatkan  nilai Coefficient  of  Power turbin  angin Savonius. Hal tersebut disebabkan karena pemberian silinder pengganggu  didepan  returning  blade  dapat  menurunkan tekanan didepan returning blade sehingga dapat menyebabkan  gaya drag pada returning  blade menjadi menurun.  Menurunnya gaya  drag pada returning  blade menyebabkan selisih gaya drag dari kedua blade meningkat sehingga  selisih  torsi  dari  kedua blade juga  meningkat. Meningkatnya selisih torsi tersebut meghasilkan daya turbin angin  yang  meningkat  pula  sehingga  nilai  Coefficient  of Power meningkat [1].
B. Analisa Coefficient of Moment(CM)
Gambar  7  menjelaskan  nilai coefficient  of  moment (CM) terhadap tip  speed  ratio (λ)  tanpa  silinder  pengganggu padaseluruh variasi kecepatan. dapat dilihat bahwa trendline naik sampai titik maksimum dari coefficient of moment pada tip  speed  ratio ( 𝜆 )  optimum.  Selanjutnya trendline akan mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya nilai tip speed  ratio ( 𝜆 ).  Dapat  dilihat  bahwa  nilai  Cm 0 maksimum tertinggi  terdapat pada  kecepatan  5  m/s  yaitu  sebesar  0,154
pada 𝜆 =  0.  Torsi  dinamis  maksimum  di  setiap  kecepatan didapat saat turbin angin Savonius akan berhenti, akibatnya disaat tersebut didapatkan nilai coefficient of moment (CM 0 ) maksimum.  Dari  grafik  dapat  diketahui  untuk  kecepatan  5 m/s memiliki nilai CM 0 maksimum paling tinggi dan untuk kecepatan 4 m/s nilai CM 0 maksimumnya paling rendah.
Gambar  8  menjelaskan  bahwa  penggunaan  silinder pengganggu  pada  jarak  S/D  1,1  untuk  seluruh  variasi kecepatan  angin  efektif  dalam  meningkatkan coefficient  of moment (CM)  turbin  angin  Savonius.  Dapat  dilihat  bahwa peningkatan nilai CM tertinggi terletak pada kecepatan 4 m/s dengan  nilai  CM  dari  0,096  pada tip  speed  ratio 0  menjadi 0,118 pada tip speed ratio 0 atau terjadi kenaikan sebesar 22,3 %.Fenomena  peningkatan  nilai  CM  pada  seluruh  variasi kcepatan  ini  diakibatkan  oleh  penurunan  gaya drag yang diterima pada sisi returning blade sehingga selisih gaya drag antara advancing  blade dan returning  blade semakin  naik. Kenaikan  selisih  gaya drag kedua  sudu  mengakibatkan kenaikan nilai torsi yang dihasilkan turbin. Nilai torsi turbin Savonius  yang  mengalami  kenaikan,  mengakibatkan  nilai daya  output  naik,  sedangkan  daya  input  yang  berasal  dari kecepatan  aliran  udara  bernilai  tetap.  Kenaikan  nilai  daya output dari turbin menghasilkan kenaikan nilai Coefficient of Moment (Cm).  Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  yang dilakukan  tentang  eksperimen  penurunan  gaya  drag  yang diterima  oleh  sebuah  silinder  utama  dengan  penggunaan sebuah silinder sirkular sebagai pengganggu [1].

## C. Analisa Nilai Torsi Statis
Gambar 9 data hasil torsi statis dari turbin angin Savonius tanpa penggunaan silinder pengganggu (Ts 0 ) pada saat blade turbin angin Savonius berada pada posisi angular sudu 0º ≤ θ ≤  180º  dengan  tiap  kenaikan  10 O pada  seluruh  variasi kecepatan.  dapat  dilihat  bahwa  grafik  tersebut  berbentuk sinusoidal pada seluruh kecepatan angin. Pada seluruh variasi kecepatan  angin  didapatkan  bahwa  nilai  torsi  statis mengalami peningkatan dari sudut 0 o hingga 30 o . Lalu nilai torsi  statis  pada  kecepatan  angin  tersebut  mengalami penurunan hingga sudut 130 o untuk kecepatan angin V = 6, 7, 8, 9 dan 10 m/s serta penurunan hingga sudut 140 o untuk V = 4  m/s.  Torsi  statis  negatif  pada  masing-masing  variasi kecepatan memiliki rentang sudut yang berbeda-beda. Torsi statis  maksimum  dan  minimum  tertinggi  terjadi  pada  saat kecepatan  angin  10  m/s,  karena  semakin  besar  kecepatan angin  semakin  besar  pula  gaya drag yang  diterima  turbin angin  Savonius.  didapatkan  bahwa  turbin  angin  Savonius mempunyai torsi positif terbesar pada sudut 30 o untuk seluruh kecepatan angin dan untuk torsi negatif terbesar pada sudut 130 o untuk kecepatan angin V = 5, 6, 7, 8, 9 dan 10 m/s serta sudut 140 o untuk V = 4 m/s. Torsi statis adalah torsi minimum yang  diperlukan  untuk  menggerakkan  turbin  dari  posisi diamnya.  Kemampuan self  starting turbin  angin  Savonius yang baik terdapat pada nilai torsi statis yang bernilai positif pada  semua  posisi  angular  sudu  karena  dapat  menangkap aliran  udara  dari  berbagai  kondisi,  sedangkan  pada  posisi angular  sudu  yang  menghasilkan  nilai  torsi  statis  negatif menunjukkan  bahwa  turbin  Savonius  tidak  memiliki kemampuan self  starting ,  sehingga  pada  sudut  tertentu tersebut  turbin  angin  Savonius  membutuhkan  torsi  awal untuk berputar.
Gambar  10  menjelaskan  data hasil  torsi  statis  dari  turbin
angin Savonius dengan penggunaan silinder pengganggu (Ts) pada  saat blade turbin  angin  Savonius  berada  pada  posisi angular sudu 0º ≤ θ  ≤ 180º dengan tiap kenaikan 10 O pada seluruh variasi kecepatan. Grafik hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan penggunaan silinder pengganggu terjadi peningkatan pada torsi statis maksimum tertinggi  dan  torsi  minimum  terendah  dibandingkan  tanpa silinder pengganggu dan juga dapat membuat torsi statis pada rentang posisi angular sudu tertentu yang bernilai negatif saat sebelum  penggunaan  silinder  pengganggu  menjadi  positif. Hal ini menunjukkan penggunaan silinder pengganggu pada d/D  =  0,2  dan  jarak  S/D  =  1,1  dapat  meningkatkan kemampuan self starting dari turbin angin Savonius. Didapat juga  nilai  torsi  yang  positif  pada  seluruh  posisi  sudut  dari sudu  turbin  yaitu  pada  kecepatan  5  m/s  yang  artinya  pada kecepatan  ini  dengan  penambahan  silinder  pengganggu turbin angin Savonius memiliki self starting capabilty yang baik.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  analisa  yang  dilakukan pada  penelitian  peningkatan  performa  Turbin  Angin Savonius  dengan  peletakan  silinder  pengganggu  didepan Returning Blade Turbin Angin Savonius dengan rasio jarak silinder  pengganggu  dengan  diameter  sudu  turbin  (S/D)  = 1,1;  rasio  diameter  silinder  pengganggu  dengan  diameter sudu  turbin  (d/D)  =  0,2  dengan  variasi  kecepatan  angin sebesar 4 m/s; 5 m/s; 6 m/s; 7 m/s; 8 m/s; 9 m/s dan 10 m/s didapatkan  beberapa  kesimpulan  antara  lain  sebagai berikut:(1)Pemberian silinder pengganggu didepan returning blade turbin angin Savonius dengan rasio S/D =1,1 dan d/D = 0,2 efektif dalam meningkatkan Coefficient of Power pada semua  variasi  kecepatan.  Peningkatan Coefficient  of  Power yang  paling  tinggi  terletak  pada  kecepatan  angin  4  m/s dengan  nilai  CoP  maksimum  sebesar  0,0475  atau  kenaikan sebesar  44,4%;  (2)Pemberian  silinder  pengganggu  didepan returning blade turbin angin Savonius dengan rasio S/D = 1,1 dan d/D = 0,2 efektif dalam meningkatkan nilai Coefficient of
Moment pada  semua  variasi  kecepatan.  Peningkatan  nilai coefficient of moment tertinggi terletak pada kecepatan 4 m/s dengan  nilai  CM  maksimum  sebesar  0,1184  atau  kenaikan sebesar  22,3%;  (3)Penggunaan  silinder  pengganggu  d/D  = 0,2  didepan returning  blade turbin  dengan  jarak  S/D  =  1,1 untuk  semua  variasi  kecepatan  angin  efektif  meningkatkan nilai  torsi  statis  pada  semua  posisi  angular  sudu.  Namun belum mampu menmbuat turbin angin Savonius memiliki self starting pada  semua  posisi  angular  sudu.  Hal  ini  ditandai dengan adanya torsi statis yang bernilai negatif pada beberapa posisi  angular  sudu.  Kecuali  hanya  pada  kecepatan  5  m/s didapat  nilai  torsi  statis  positif  pada  semua  posisi  angular sudu hal ini menandakan turbin angin Savonius memiliki self starting yang  baik;  (4)Pada  desain  turbin  angin  Savonius yang digunakan pada penelitian ini memiliki kondisi rentang operasi terbaik yaitu pada tip speed ratio 0,5 sampai dengan 0,7  yang  ditunjukan  pada  semua  kecepatan  angin.  Dimana pada  rentang  tersebut  turbin  memiliki  nilai  CoP  yang optimum  baik  dengan  dan  tanpa  penambahasan  silinder pengganggu.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  T. Tsutsui and T. Igarashi, “Drag reduction of a circular cylinder in an air-stream,” J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. , vol. 90, no. 4–5, pp. 527–541, 2002, doi: 10.1016/S0167-6105(01)00199-4.
[2]  M.  A.  Kamoji,  S.  B.  Kedare,  and  S.  V.  Prabhu,  “Experimental investigations on single stage modified Savonius rotor,” Appl. Energy , vol.
86, no. 7–8, pp. 1064–1073, 2009, doi:
10.1016/j.apenergy.2008.09.019.
[3]  T. Yuwono, “Studi Eksperimen Mengurangi Gaya Drag pada Silinder Sirkular  dengan  Penambahan  Silinder  Tipe-I  Sebagai  Kontrol  Pasif,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2009.
[4]  N. H. Mahmoud, A. A. El-Haroun, E. Wahba, and M. H. Nasef, “An experimental study on improvement of Savonius rotor performance,” Alexandria  Eng.  J. ,  vol.  51,  no.  1,  pp.  19–25,  2012,  doi: 10.1016/j.aej.2012.07.003.
[5]  G.  Sakti,  “Studi  Eksperimen  dan  Numerik  Pengaruh  Silinder  Tipe  I- 65O  Terhadap  Performansi  Turbin  Angin  Savonius,”  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2019.
[6]  T.  Yuwono et  al. ,  “Enhancing  Savonius  Turbine  Self  starting Capability  by  Installing  a  Circular  Cylinder  in  Front  of  Returning Turbine Blade,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2020.