Perancangan dan Analisis Komparatif Kinerja Generator DC dengan Alternator Mobil pada Turbin Angin Savonius Putaran Rendah

Abstract

Indonesia memiliki potensi energi angin sebesar 154,6 GW, namun pemanfaatannya masih sangat rendah (<0,1%) karena kecepatan angin rata-rata yang rendah (3–6 m/s) (Alqodri et al., 2015)–[3]. Kondisi ini memerlukan turbin angin Savonius yang mampu beroperasi pada putaran rendah (50–300 rpm) dengan generator yang sesuai [4], [5]. Penelitian ini bertujuan merancang dan menganalisis secara komparatif kinerja generator DC magnet permanen (PMDC) dengan alternator mobil pada turbin Savonius putaran rendah berdasarkan parameter tegangan, arus, daya, dan efisiensi. Metode eksperimen laboratorium menggunakan turbin Savonius dua sudu (D=40 cm, H=50 cm), generator DC 12V PMDC, alternator mobil 12V, variasi putaran 50–300 rpm (6 level), dan beban resistif tetap 10 Ω. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali ulangan untuk setiap kondisi. Data dianalisis secara deskriptif komparatif dengan membandingkan karakteristik keluaran kedua generator. Hasil penelitian menunjukkan bahwa generator DC menghasilkan tegangan yang lebih tinggi dan linear terhadap putaran dengan persamaan E = 0,038·n (V), sedangkan alternator memerlukan putaran cut-in minimum 180 rpm sebelum menghasilkan tegangan bermakna. Daya maksimum generator DC mencapai 8,64 W pada 300 rpm dengan efisiensi 58,2%, sementara alternator hanya mencapai 2,16 W dengan efisiensi 31,4% pada putaran yang sama. Secara keseluruhan, generator DC unggul pada seluruh rentang putaran yang diuji dengan rata-rata efisiensi 52,3% dibandingkan alternator 28,6%. Kesimpulan penelitian ini adalah generator DC PMDC lebih efektif digunakan pada turbin angin Savonius putaran rendah karena responsif tanpa eksitasi eksternal, efisiensi lebih tinggi 23,7%, dan tidak memerlukan sistem transmisi tambahan. Penelitian ini memberikan rekomendasi teknis bagi pengembangan pembangkit listrik tenaga angin skala kecil di wilayah dengan potensi angin rendah di Indonesia.