Alhamdulillah, segala puji bagi Allah Tuhan Semesta Alam. Yang telah menciptakan seluruh alam semesta dengan sempurna sehingga kita sebagai manusia mampu menyadari keberadaan dari Yang Maha Menciptakan melalui tanda kebesaran-Nya pada ciptaan-Nya. Sholawat serta Salam semoga selalu Allah limpahkan kepada Nabi Muhammad Sholallahu ‘Alaihi Wassalam yang telah dimuliakan oleh Allah dengan mu’jizat berupa Al Quran. Berlandaskan dari Al Quran inilah, kita sebagai umat Beliau memperoleh hidayah, sehingga kita mampu melihat tanda-tanda kebesaran Allah. Pada zaman ini, sumbangsih negeri Barat dalam perkembangan sains sangatlah besar. Berdasarkan buku yang ditulis oleh Agus Purwanto, Ayat-Ayat Semesta, Amerika Serikat menyumbang 30,8% ; Jepang 8,2% ; Inggris 7,9% ; Jerman 7,1% ; India 1,66% ; Spanyol 1,66% ; Israel 0,89%. Namun akumulasi sumbangsih dari 20 Negara Arab pada perkembangan sains hanya 0,55% saja. Hal ini terjadi karena seluruh discovering & developing dari sains sendiri telah didominasi oleh negeri Barat. Hal itulah yang menyebabkan kita tidak mengenal adanya sains yang berasal dari Negeri Timur. Oleh karena itu, semangat kami dalam melaksanakan percobaan ini serta menyampaikannya dalam bentuk Karya Ilmiah Remaja selain untuk mendapat ridho-Nya, kami berharap karya kami bisa menjadi motivasi & acuan bagi umat Muslim untuk mendalami ciptaan Allah. Sehingga di masa depan, akan terwujud sains yang tidak memisahkan unsur Tuhan dari Sains. Tidak seperti Sains Barat yang lazim kita ketahui saat ini. Dalam penulisan Karya Ilmiah Remaja ini, tim penulis telah berusaha untuk menghasilkan karya yang terbaik. Akan tetapi, kami juga manusia yang tak luput dari kesalahan. Oleh karena itu, apabila terdapat kesalahan pada Karya Ilmiah Remaja ini, maka kami memohon maaf atas kesalahan-kesalahan yang ada. Demikian kami susun Karya Ilmiah Remaja ini. Semoga Karya Ilmiah Remaja ini bisa menjadi berkah yang akan meningkatkan kualitas kita semua sebagai khalifah di muka bumi.

1. 1
Halaman Pengesahan
Nama : Ahmad Rizki Fadhil
Rizal Al Farisy
Rizaldy Firstky Aminul Wahib
Sekolah : SMA Luqman Al Hakim
Pembimbing : Bina Asani,S.Si
Judul : Rancang Bangun Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Sederhana
Tema : Rancang Bangun Alat Fisika Berbasis Magnet
Surabaya, 24 April 2015
Pembimbing
Bina Asani, S.Si
Penyusun I
Ahmad Rizqi Fadhil
Penyusun II
Rizal Al Farisy
Penyusun III
Rizaldy Firstky A. W.
Mengetahui
Kepala SMA Luqman Al Hakim
Marni Mulyana, Lc, M.Th.I

2. 2
Persembahan
Karya Ilmiah ini kami persembahkan untuk :
1. Allah SWT yang telah memberikan nikmat-Nya kepada kami berupa ilmu
serta akal sehingga kami bisa mempelajari fenomena alam serta
menghasilkan karya ilmiah ini.
2. Orang tua yang senantiasa memberi dukungan kepada kami berupa doa
maupun material sehingga kami bisa menuntut ilmu dengan baik dan
mampu menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik pula.
3. Guru pembimbing yang mendukung, membimbing, dan mengarahkan
kami dalam mengerjakan KIR sehingga KIR ini dapat diselesaikan dengan
baik.
4. Segenap Ustadz yang selalu memberi semangat untuk menyelesaikan
Karya Ilmiah ini.
5. Teman-teman yang membantu dalam penyelesaian KIR.
6. Seluruh penuntut ilmu di Indonesia.

3. 3
MOTTO
“Contraria Contrariis Curantur, The Opposite is cured with the opposite”

4. 4
Kata Pengantar
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah Tuhan Semesta Alam. Yang telah
menciptakan seluruh alam semesta dengan sempurna sehingga kita sebagai
manusia mampu menyadari keberadaan dari Yang Maha Menciptakan melalui
tanda kebesaran-Nya pada ciptaan-Nya.
Sholawat serta Salam semoga selalu Allah limpahkan kepada Nabi
Muhammad Sholallahu ‘Alaihi Wassalam yang telah dimuliakan oleh Allah
dengan mu’jizat berupa Al Quran. Berlandaskan dari Al Quran inilah, kita sebagai
umat Beliau memperoleh hidayah, sehingga kita mampu melihat tanda-tanda
kebesaran Allah.
Pada zaman ini, sumbangsih negeri Barat dalam perkembangan sains
sangatlah besar. Berdasarkan buku yang ditulis oleh Agus Purwanto, Ayat-Ayat
Semesta, Amerika Serikat menyumbang 30,8% ; Jepang 8,2% ; Inggris 7,9% ;
Jerman 7,1% ; India 1,66% ; Spanyol 1,66% ; Israel 0,89%. Namun akumulasi
sumbangsih dari 20 Negara Arab pada perkembangan sains hanya 0,55% saja. Hal
ini terjadi karena seluruh discovering & developing dari sains sendiri telah
didominasi oleh negeri Barat. Hal itulah yang menyebabkan kita tidak mengenal
adanya sains yang berasal dari Negeri Timur.
Oleh karena itu, semangat kami dalam melaksanakan percobaan ini serta
menyampaikannya dalam bentuk Karya Ilmiah Remaja selain untuk mendapat
ridho-Nya, kami berharap karya kami bisa menjadi motivasi & acuan bagi umat
Muslim untuk mendalami ciptaan Allah. Sehingga di masa depan, akan terwujud

5. 5
sains yang tidak memisahkan unsur Tuhan dari Sains. Tidak seperti Sains Barat
yang lazim kita ketahui saat ini.
Dalam penulisan Karya Ilmiah Remaja ini, tim penulis telah berusaha
untuk menghasilkan karya yang terbaik. Akan tetapi, kami juga manusia yang tak
luput dari kesalahan. Oleh karena itu, apabila terdapat kesalahan pada Karya
Ilmiah Remaja ini, maka kami memohon maaf atas kesalahan-kesalahan yang ada.
Demikian kami susun Karya Ilmiah Remaja ini. Semoga Karya Ilmiah
Remaja ini bisa menjadi berkah yang akan meningkatkan kualitas kita semua
sebagai khalifah di muka bumi.

6. 6
Daftar Isi
Halaman Pengesahan 1
Halaman Persembahan 2
Halaman Motto 3
Kata Pengantar 4
Daftar Isi 6
Bab I Pendahuluan 8
A. Latar Belakang 8
B. Rumusan Masalah 9
C. Tujuan Penelitian 10
D. Manfaat Penelitian 10
E. Batasan Masalah 10
Bab II Landasan Teori 11
A. Al Quran 11
B. Pengertian Angin 13
C. Pengertian Listrik 13
D. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana 13
E. Hukum Fisika pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Sederhana 14
Bab III Metode Penelitian 18
A. Rancang Bangun Penelitian 18
B. Identifikasi Variabel 18
C. Subyek Penelitian 18

7. 7
D. Alur Penelitian 19
E. Pengumpulan Data 19
F. Prosedur Penelitian 20
G. Pengolahan Data 20
H. Rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana 20
I. Etika Penelitian 21
Bab IV Pembahasan Penelitian 22
A. Rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana 22
B. Proses Pengamatan 22
C. Hasil Pengamatan 23
D. Analisis Data Hasil Pengamatan 24
Bab V Penutup 27
A. Kesimpulan 27
B. Saran 27
Daftar Pustaka 30
Lampiran 31

8. 8
Bab I
Pendahuluan
A. Latar Belakang
Pada zaman modern ini, intesitas kebutuhan manusia terhadap
keberadaan energi listrik sangatlah tinggi. Mulai dari industri, penerangan,
serta komunikasi membutuhkan listrik. Kebutuhan listrik di Indonesia
sendiri dipasok oleh PLN (Perusahaan Listrik Negara) yang memiliki
beberapa pembangkit listrik di beberapa kota.
Generator akan menghasilkan listrik ketika ada energi yang
memutar turbinnya. Berdasarkan hukum kekekalan energi, maka energi
yang digunakan untuk memutar turbin inilah yang akan diubah menjadi
energi listrik. Salah satu cara yang lazim digunakan di banyak pembangkit
listrik adalah dengan menggunakan minyak bumi & batu bara. Ketika
minyak bumi & batu bara dibakar, maka akan menghasilkan uap yang
akan memutar turbin dari generator. Ada beberapa cara lain yang bisa
digunakan untuk memutar turbin. Namun memutar turbin dengan cara
menggunakan minyak bumi & batu bara, lebih lazim digunakan.
Telah kita ketahui, bahwa minyak bumi & batu bara berasal dari
fosil makhluk hidup jutaan tahun yang lalu. Lamanya waktu yang
diperlukan oleh fosil untuk berubah menjadi minyak bumi & batu bara
adalah alasan yang menjadikan keduanya masuk kedalam golongan
sumber energi yang tidak dapat diperbaharui. Seiring tingginya tingkat
penggunaan minyak bumi & batu bara yang tidak dapat diperbaharui,

9. 9
maka persediaan cadangannya di perut bumi semakin menipis. Bahkan
akhir-akhir ini Indonesia juga mengalami krisis energi.
Terkait dengan menipisnya persediaan cadangan minyak bumi &
batu bara, diperlukan inovasi untuk menggunakan sumber energi yang
dapat diperbaharui. Salah satu inovasi yang muncul adalah menggunakan
energi angin. Angin yang merupakan udara bergerak akan memutar turbin
generator untuk menghasilkan listrik.
Oleh karena itu, maka dirasa perlu untuk meneliti lebih dalam
mengenai angin dan pemanfaatannya sebagai sumber tenaga (yang dapat
diperbaharui) pada pembangkit listrik.
Salah satu tempat yang srategis untuk melakukan penelitian terkait
angin & pemanfaatannya di lingkungan Pondok Pesantren Hidayatullah
Luqman Al Hakim Surabaya adalah di lantai 4 gedung asrama SMA
Luqman Al Hakim. Disana angin berhembus cukup kencang. Dengan
kondisi berangin tersebut, maka kami berinisiatif untuk melakukan
penelitian mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang akan kami
lakukan di lantai 4 gedung asrama SMA Luqman Al Hakim. Harapannya,
penelitian ini bisa menjadi cikal bakal & acuan sehingga bisa
dikembangkan lebih baik lagi di masa mendatang.
B. Rumusan Masalah
1. Apa saja komponen-komponen pada pembangkit listrik tenaga angin
sederhana?

10. 10
2. Bagaimana proses pembangkitan listrik menggunakan pembangkit
listrik tenaga angin sederhana?
3. Bagaimana hasil pembangkitan listrik menggunakan pembangkit
listrik tenaga angin sederhana?
C. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui komponen-komponen yang digunakan pada pembangkit
listrik tenaga angin sederhana.
2. Mengetahui proses pembangkitan listrik menggunakan pembangkit
listrik tenaga angin sederhana.
3. Mengetahui hasil pembangkitan listrik menggunakan pembangkit
listrik tenaga angin sederhana.
D. Manfaat Penelitian
1. Memaksimalkan energi angin sebagai pengganti energi bahan bakar
fosil.
2. Sebagai proyeksi PLTA skala besar yang diharapkan akan memadai
kebutuhan listrik SMA Luqman Al Hakim Surabaya.
E. Batasan Masalah
1. Kami hanya mengamati pemanfaatan angin sebagai pembangkit
listrik dengan menggunakan pembangkit listrik tenaga angin
sederhana.
2. Kami hanya melakukan pengamatan di lantai 4 gedung asrama SMA
Luqman Al Hakim Surabaya.

11. 11
Bab II
Landasan Teori
A. Al Quran
 Energi pada angin
ِ‫ه‬ِ‫ت‬َ‫م‬ْ‫ح‬َ‫ر‬ ْ‫ن‬ِ‫م‬ ْ‫م‬ُ‫ك‬َ‫ق‬‫ِي‬‫ذ‬ُ‫ي‬ِ‫ل‬ َ‫و‬ ٍ‫ات‬ َ‫ر‬ِِّ‫ش‬َ‫ب‬ُ‫م‬ َ‫ح‬‫ا‬َ‫ي‬ ِِّ‫الر‬ َ‫ل‬ِ‫س‬ْ‫ر‬ُ‫ي‬ ْ‫ن‬َ‫أ‬ ِ‫ه‬ِ‫ت‬‫ا‬َ‫ي‬‫آ‬ ْ‫ن‬ِ‫م‬ َ‫و‬
ْ‫ن‬ِ‫م‬ ‫وا‬ُ‫غ‬َ‫ت‬ْ‫ب‬َ‫ت‬ِ‫ل‬ َ‫و‬ ِ‫ه‬ ِ‫ر‬ْ‫م‬َ‫أ‬ِ‫ب‬ ُ‫ك‬ْ‫ل‬ُ‫ف‬ْ‫ال‬ َ‫ي‬ ِ‫ر‬ْ‫ج‬َ‫ت‬ِ‫ل‬ َ‫و‬ْ‫م‬ُ‫ك‬َّ‫ل‬َ‫ع‬َ‫ل‬ َ‫و‬ ِ‫ه‬ِ‫ل‬ْ‫ض‬َ‫ف‬
( ( َ‫ون‬ُ‫ر‬ُ‫ك‬ْ‫ش‬َ‫ت‬٦٤
“Dan diantara tanda-tanda (kebesaran)-Nya adalah bahwa Dia
mengirimkan angin sebagai pembawa berita gembira dan agar kamu
merasakan sebagian dari rahmat-Nya dan agar kapal dapat berlayar
dengan perintah-Nya dan (juga) agar kamu dapat mencari sebagian dari
karunia-Nya, dan agar kamu bersyukur” QS Ar-Rum 30: 46
Berdasar Ayat diatas, maka dapat disimpulkan angin memiliki
energi yang dapat menggerakkan kapal. Energi pada angin tersebut
dikonversikan menjadi energi gerak pada kapal. Namun pada zaman modern
saat ini, sebagian besar kapal telah menggunakan energi listrik maupun
bahan bakar minyak dan tidak lagi menggunakan layar. Sebagaimana
diketahui, Al Quran diturunkan sebagai kitab terakhir dan Al Quran juga
akan senantiasa relavan sesuai dengan zaman apapun hingga kiamat.
Sehingga bisa disimpulkan, angin juga mampu menggerakkan kapal-kapal
modern yang telah menggunakan listrik. Sehingga muncul sebuah indikasi

12. 12
bahwasannya energi pada angin juga mampu dikonversikan menjadi energi
listrik untuk menggerakkan kapal.
 Magnet
َ‫اب‬َ‫ت‬ِ‫ك‬ْ‫ال‬ ُ‫م‬ُ‫ه‬َ‫ع‬َ‫م‬ ‫َا‬‫ن‬ْ‫ل‬ َ‫ز‬ْ‫ن‬َ‫أ‬ َ‫و‬ ِ‫َات‬‫ن‬ِِّ‫ي‬َ‫ب‬ْ‫ال‬ِ‫ب‬ ‫َا‬‫ن‬َ‫ل‬ُ‫س‬ُ‫ر‬ ‫َا‬‫ن‬ْ‫ل‬َ‫س‬ْ‫ر‬َ‫أ‬ ْ‫د‬َ‫ق‬َ‫ل‬َ‫يز‬ِ‫م‬ْ‫ال‬ َ‫و‬ََ ‫و‬ُ‫ق‬َ‫ي‬ِ‫ل‬ َ‫ان‬
‫ل‬ِ‫ل‬ ُ‫ع‬ِ‫ف‬‫َا‬‫ن‬َ‫م‬ َ‫و‬ ٌ‫د‬‫ِي‬‫د‬َ‫ش‬ ٌ‫س‬ْ‫أ‬َ‫ب‬ ِ‫ه‬‫ي‬ِ‫ف‬ َ‫د‬‫ِي‬‫د‬َ‫ح‬ْ‫ال‬ ‫َا‬‫ن‬ْ‫ل‬ َ‫ز‬ْ‫ن‬َ‫أ‬ َ‫و‬ ِ‫ْط‬‫س‬ِ‫ق‬ْ‫ال‬ِ‫ب‬ ُ‫اس‬َّ‫ن‬‫ال‬ْ‫ع‬َ‫ي‬ِ‫ل‬ َ‫و‬ ِ‫اس‬َّ‫ن‬َ‫م‬َ‫ل‬
ٌ‫يز‬ ِ‫ز‬َ‫ع‬ ٌّ‫ي‬ِ‫و‬َ‫ق‬ َ َّ‫اَّلل‬ َّ‫ن‬ِ‫إ‬ ِ‫ب‬ْ‫ي‬َ‫غ‬ْ‫ال‬ِ‫ب‬ ُ‫ه‬َ‫ل‬ُ‫س‬ُ‫ر‬ َ‫و‬ ُ‫ه‬ُ‫ر‬ُ‫ص‬ْ‫ن‬َ‫ي‬ ْ‫ن‬َ‫م‬ ُ َّ‫اَّلل‬(٦٤)
“Sungguh, Kami utus rasul-rasul Kami dengan bukti-bukti yang nyata
dan kami turunkan bersama mereka kitab dan neraca (keadilan) agar
manusia dapat berlaku adil. Dan Kami menurunkan besi yang
mempunyai kekuatan hebat dan banyak bermanfaat bagi manusia, dan
agar Allah mengetahui siapa yang menolong (agama)-Nya dan rasul-
rasul-Nya walaupun (Allah) tidak dilihatnya. Sesungguhnya Allah Maha
Kuat, Maha Perkasa.” QS Al-Hadid 57: 25
Pada ayat diatas mengabarkan bahwasannya Allah menurunkan
besi yang memiliki kekuatan hebat serta banyak manfaat. Salah satu
kemampuan besi adalah menjadi magnet. Jika kita perhatikan pada
fenomena induksi elektromagnetik, maka magnet punya peran dalam
menghasilkan arus listrik ketika kumparan yang ada di dalamnya berputar.

13. 13
B. Pengertian Angin
Angin menurut KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia) adalah (1)
gerakan udara dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah yang bertekanan
rendah; (2) hawa; udara.
C. Pengertian Listrik
Listrik menurut KBBI adalah daya atau kekuatan yang ditimbulkan
oleh adanya pergesekan atau melalui proses kimia, dapat digunakan untuk
menghasilkan panas atau cahaya, atau untuk menjalankan mesin.
D. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Pembangkit Listrik adalah alat yang berfungsi untuk menghaslkan
energi listrik dengan memanfaatkan energi lain. Pada pembangkit listrik
terdapat generator yang akan menghasilkan listrik ketika turbin nya berputar.
Sementara itu, pengertian generator menurut KBBI adalah pembangkit tenaga
(listrik, uap, dsb). Pada pembangkit listrik tenaga angin ini, energi yang
digunakan untuk memutar turbin adalah angin. Sehingga pembangkit listrik
tenaga angin dapat diartikan sebagai penghasil energi listrik dengan
mengkonversikan energi gerak angin menjadi energi listrik.
Gambar 2.1 Ilustrasi pembangkitan
listrik.Ketika ada energi yang
memutar turbin maka
dinamo/generator akan
menghasilkan istrik

14. 14
E. Hukum Fisika pada Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana.
 Hukum kekekalan energi
Pada percobaan yang dilakukan, berlaku hukum kekekalan energi.
Ketika energi gerak pada angin menggerakkan turbin, maka terjadi GGL
(Gaya Gerak Listrik) Induksi pada dinamo. Dinamo akan menghasilkan
listrik. Perubahan wujud energi dari energi kinetik angin menjadi energi
listrik inilah yang menunjukkan adanya Hukum Kekekalan Energi.
Persamaan dari hukum kekekalan energi adalah
EM1 = EM2 …(1)
Dengan EM = EK + EP …(2)
EK = 1
2⁄ mv2 …(3)
EP = mgh …(4)
EM = Energi Mekanik (Joule)
EK = Energi Kinetik (Joule)
EP = Energi Potensial (Joule)
m = massa benda (Kilogram)
v = kecepatan benda (meter/detik)
g = percepatan gravitasi (meter/detik2)
h = tinggi benda dari permukaan (meter)
 Gaya Gerak Listrik Induksi
Gaya Gerak Listrik induksi atau GGL induksi adalah beda
potensial yang disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik
yang menembus kumparan.

15. 15
GGL induksi terjadi ketika magnet batang digerakkan masuk atau
keluar kumparan. Ketika magnet batang digerakkan mendekati kumparan,
jumlah garis gaya magnetik yang menembus kumparan bertambah. Namun
sebaliknya, ketika magnet batang dijauhkan dari kumparan, jumlah garis
gaya magnetik yang menembus kumparan akan berkurang.
Ketika magnet batang terus-menerus digerakkan masuk dan keluar
kumparan, jumlah garis gaya magnetik yang menembus kumparan terus
berubah. Perubahan jumlah garis gaya magnetik yang menembus
kumparan menyebabkan beda potensial di ujung-ujung kumparan menjadi
berbeda pula. Timbulnya beda potensial di ujung-ujung kumparan
menyebabkan arus listrik mengalir di dalam kumparan. Arus listrik yang
disebabkan oleh perubahan jumlah garis gaya magnetik yang memotong
kumparan dinamakan arus induksi.
Selain itu, GGL Induksi juga dapat timbul akibat perubahan
orienasi bidang kumparan terhadap arah medan magnetik. Contoh GGL
induksi yang dihasilkan dengan cara tersebut (mengubah orientasi bidang
kumparan terhadap arah medan magnetik) adalah dengan memutar suatu
kumparan di dalam medan magnetik. Konsep inilah yang diterapkan pada
dinamo yang digunakan dalam penelitian ini.
Gambar 2.1 Prinsipkerja
generator

16. 16
Besarnya gaya gerak listrik atau tegangan yang menimbulkan arus
listrik pada percobaan Faraday sebanding dengan laju perubahan fluks
magnetik yang melalui kumparan. Kesimpulan tersebut jika dituliskan
secara matematis adalah sebagai berikut.
Ei = -N
𝛥𝛷
𝛥𝑡
...(5)
Keterangan :
N = Jumlah lilitan
ΔΦ = Fluks Magnetik (Weber atau Wb)
Δ𝑡 = Selang waktu (sekon)
Ei = GGL Induksi (volt)
Tanda negatif menunjukkan arah GGL.
Jika jumlah lilitan dalam kumparan diperbanyak, maka jarum
avometer akan menyimpang lebih jauh. Hal ini menunjukkan bahwa arus
listrik induksi yang mengalir melalui kumparan meningkat dan GGL
induksi bertambah besar.
Selain dengan memperbanyak jumlah lilitan, GGL induksi dapat
bertambah lebih besar jika kecepatan magnet yang memasuki kumparan
dipercepat. Maka besar kecilnya GGL induksi bergantung pada tiga faktor
berikut.
1. Banyaknya lilitan kumparan.
2. Kecepatan gerak keluar-masuk magnet ke dalam kumparan atau
kecepatan rotasi kumparan di dalam medan magnetik

17. 17
3. Kuat magnet batang yang digunakan.
Berdasarkan dari jenisnya, maka dinamo dibagi menjadi 2. Yaitu
dinamo arus searah dan dinamo arus dua arah (alternator). Perbedaan dari
keduanya adalah pada arus yang dihasilkan serta bentuk & jumlah cincin
yang behubungan dengan kedua ujung kumparan. Pada dinamo arus dua
arah terdapat dua buah cincin dengan masing-masing cincin berhubungan
dengan tiap ujung kumparan. Sementara pada dinamo arus searah hanya
terdapat sebuah cincin yang terbelah di tengahnya yang dinamakan cincin
belah atau komutator.
Gambar 2.2 Perbedaan dinamo
arus searah (bawah) dan dua arah
(atas)

18. 18
Bab III
Metode Penelitian
A. Rancang Bangun Penelitian
1. Jenis Penelitian : Penelitian korelasional
2. Desain Penelitian : Desain Eksperimental
B. Identifikasi Variabel
1. Variabel Terikat :
a. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga
angin sederhana
2. Variabel Bebas :
a. Kecepatan angin ketika berhembus.
3. Variabel Kontrol :
a. Ukuran baling-baling pada kincir angin
b. Tempat & waktu pengamatan
c. Daya magnet generator/dinamo pada masing-masing
pembangkit
C. Subyek Penelitian
Tegangan listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga
angin sederhana yang digerakkan oleh angin yang berhembus pada lantai 4
gedung asrama SMA Luqman Al Hakim Surabaya.

19. 19
D. Alur Penelitian
E. Pengumpulan Data
1. Pemeriksaan fungsi pembangkit listrik tenaga angin sederhana dan
avometer
2. Pengambilan data berupa tegangan listrik yang dihasilkan oleh
pembangkit listrik sederhana menggunakan multimeter/avometer
3. Pengumpulan data dilakukan di tempat serta waktu yang sama
Pengambilan Data
Pengolahan Data
Perumusan
masalah
Mengkaji referensi acuan
dasar
Menentukan metode
penelitian
Perancangan
pembangkit listrik
tenaga angin sederhana
Pemasangan alat pada
lokasi pegamatan
Pengambilan
kesimpulan
Menentukan tempat penelitian
Tabel 3.1 Alur Penelitian

20. 20
F. ProsedurPenelitian
Pengamatan dilakukan di waktu yang ditentukan, pemeriksaan
fungsi dari pembangkit listrik tenaga angin sederhana & avometer,
pengambilan data menggunakan avometer. Selanjutnya menganalisis data
yang telah dikumpulkan.
G. Pengolahan Data
1. Sebelum dianalisis, data dicatat dalam bentuk tabel
2. Proses menganalisis data
3. Pengambilan kesimpulan dari data
H. Rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana
Keterangan :
1 : Baling-baling
2 : Dinamo
3 : Kabel kutub positif
1 2
3
4
5
Gambar 3.1 Rancangan
pembangkit listrik tenaga
angin sederhana

21. 21
4 : Kabel kutub negatif
5 : Rangka penahan baling-baling & dinamo
I. Etika Penelitian
1. Sebelum penelitian dilakukan telah mendapat persetujuan dari pihak
SMA Luqman Al Hakim Surabaya
2. Biaya yang berhubungan dengan penelitian ditanggung seluruhnya
oleh tim peneliti
3. Seluruh hasil penelitian adalah tanggung jawab tim peneliti

22. 22
Bab IV
Pembahasan Penelitian
A. Rancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin Sederhana
A.1. Material & Alat
A.1.1. Kincir Angin : Stik es krim, paku pines 2 buah,
Lem tembak beserta isinya, lakban, gunting.
A.1.2. Perangkat pembangkit listrik : Dinamo 2 buah, 4 Kabel dengan
panjang masing-masing 40cm.
A.1.3. Perangkat penguji : Multimeter/Avometer.
A.2. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Perancangan kincir angin sederhana beserta foto terlampir.
A.3. Hasil Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Hasil perancangan terlampir.
A.4. Penempatan Kincir Angin
Untuk pengamatan, kincir angin kami letakkan di lantai 4 gedung
asrama SMA Luqman Al Hakim.
B. Proses pengamatan
B.1. Alat Pengamatan
Dalam pengamatan ini, kami menggunakan Multimeter/Avometer
merk Sunwa tipe SP-20D.
B.2. Prosedur Pengamatan
B.2.1. Pengecekan ulang fungsi multimeter/avometer

23. 23
B.2.2. Memasang perangkat penguji pada pembangkit listrik tenaga angin
sederhana di lantai 4 gedung asrama SMA Luqman Al Hakim
B.2.3. Menentukan jenis arus listrik yang dihasilkan oleh pembangkit
listrik tenaga angin sederhana
B.2.4. Membaca & mencatat data pengamatan
B.2.5. Menganalisis data yang diperoleh dari hasil pengamatan
B.2.6. Mengambil kesimpulan dari analisis data
C. Hasil pengamatan
C.1. Proses Pembangkitan Listrik
Proses pembangkitan listrik pada alat uji coba kami akan dijelaskan
pada diagram berikut :
Angin berhembus Baling-baling dari Pembangkit
listrik Tenaga Angin Sederhana
berputar
Kumparan di dalam
dinamo berputar
Terjadi GGL InduksiArus listrik mengalir
Memutar
Diagram 4.1 Alur proses pembangkitan
listrik dengan pembangkit listrik tenaga
angin sederhana

24. 24
C.2. Data Hasil Pembangkitan Listrik
Waktu penelitian kecepatan angin*
Besar
tegangan
listrik yang
dihasilkan
Pembangkit 1
Sabtu, 11 April 2015
pukul 17.15 11 km/jam 0,4 V , DC
Ahad, 12 April 2015
pukul 17.10 11km/jam 0,4 V , DC
Senin, 13 April 2015
pukul 13.00 7 km/jam 0,35 V , DC
Rabu, 22 April 2015
pukul 21.00 9 km/jam 0,35 V, DC
Rabu, 22 April 2015
pukul 22.00 7 km/jam 0,35 V , DC
pembangkit 2
Sabtu, 11 April 2015
pukul 17.15 11 km/jam 0,45 V , DC
Ahad, 12 April 2015
pukul 17.10
11km/jam 0,45 V , DC
Senin, 13 April 2015
pukul 13.00 7 km/jam 0,4 V , DC
Rabu, 22 April 2015
pukul 21.00 9 km/jam 0,4 V, DC
Rabu, 22 April 2015
pukul 22.00 7 km/jam 0,4 V, DC
*Data kecepatan angin diperoleh dari perkiraan kecepatan angin pada situs
www.accuweather.com yang diakses 2 menit sebelum pengambilan data dilakukan. Hal
ini dilakukan karena tidak ada nya anemometer (alat pengukur kecepatan angin) yang
tersedia.
D. Analisis data hasil pengamatan
D.1. Jenis Arus Listrik yang Dihasilkan
Alat multimeter/avometer yang digunakan hanya bergerak ketika
menggunakan skala arus DC. Sehingga dapat diketahui, maka jenis arus
Tabel 4.1 Data hasil
pembangkitan
listrik

25. 25
listrik yang dihasilkan oleh kedua pembangkit listrik tersebut adalah arus
listrik searah (DC).
Berdasarkan pembagian jenis dinamo, arus searah dan dua arah,
maka dinamo yang digunakan dalam penelitian adalah dinamo arus
searah.
D.2. Tegangan Listrik yang Dihasilkan
Tegangan listrik yang dihasilkan oleh kedua pembangkit listrik
yang kami uji tidak ada yang mencapai 1 volt. Bila dirujuk pada
pembahasan hukum pada pembangkit listrik tenaga angin (Bab II poin E),
terdapat tiga hal yang mempengaruhi tegangan listrik yang dihasilkan,
yaitu :
1. Banyaknya lilitan kumparan.
2. Kecepatan gerak keluar-masuk magnet ke dalam kumparan atau
kecepatan rotasi kumparan di dalam medan magnetik
3. Kuat magnet batang yang digunakan.
Untuk poin nomor 2, kecepatan rotasi kumparan di dalam medan
magnetik sudah dipastikan cepat. Kecepatan angin yang memutar baling-
baling ketika proses pengamatan ada yang mencapai kecepatan 11
km/jam namun tegangan maksimal yang dihasilkan hanya 0,45 V. Maka
sedikitnya lilitan pada kumparan dan/atau lemahnya daya magnet pada
dinamo yang menyebabkan tegangan listrik yang dihasilkan tidak
mencapai 1 volt.

26. 26
D.3. Perbedaan Tegangan Listrik yang Dihasilkan
Perbedaan tegangan yang dihasilkan dari pembangkit listrik 1
dengan pembangkit listrik 2 selalu berbeda. Perbedaan ini bisa
disebabkan oleh beberapa hal. Berdasarkan pembahasan hukum pada
pembangkit listrik tenaga angin (Bab II poin E), maka perbedaan tersebut
dikarenakan tiga hal, yaitu :
1. Banyaknya lilitan kumparan.
2. Kecepatan gerak keluar-masuk magnet ke dalam kumparan atau
kecepatan rotasi kumparan di dalam medan magnetik
3. Kuat magnet batang yang digunakan.
Namun sesuai dengan variabel yang telah kami tetapkan, maka
kecepatan rotasi kumparan di dalam medan magnetik telah kami tetapkan
menjadi sama karena pengamatan dilakukan di waktu & tempat yang
sama. Sehingga angin yang memutar baling-baling berkecepatan sama.
Gerak rotasi dari tiap baling-baling pun berkecepatan sama.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa dinamo yang
digunakan dalam penelitian ini memiliki jumlah lilitan kumparan dan/atau
kuat daya magnet yang berbeda antara dinamo pada pembangkit listrik 1
dengan pembangkit listrik 2.

27. 27
Bab V
Penutup
A. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah kami lakukan dan penjelasan di atas,
maka kami mengambil beberapa kesimpulan, yaitu :
1. Komponen yang dibutuhkan untuk merancang pembangkit listrik
tenaga angin sederhana adalah : stik es krim, lem tembak, paku pines,
dinamo, lakban hitam, dan kabel. Komponen-komponen tersebut
relatif mudah ditemukan.
2. Proses pembangkitan listrik pada pembangkit listrik tenaga angin
sederhana dimulai dari angin yang menggerakkan baling-baling yang
terhubung dengan dinamo sehingga terjadi GGL induksi dan
menghasilkan listrik. Energi listrik berasal dari energi kinetik angin
yang dikonversikan menjadi energi listrik.
3. Dalam pengamatan kami, listrik yang dihasilkan dari proses
pembangkitan listrik menggunakan tenaga angin sederhana berupa
arus searah (DC) dengan tegangan tidak mencapai 1 Volt.
B. Saran
Berdasarkan pengamatan yang kami lakukan, maka kami
mendapati beberapa kelebihan serta kekurangan dari penggunaan pembangkit
listrik tenaga angin, yaitu :

28. 28
1. Kelebihan dari penggunaan angin dalam proses pembangkitan listrik
adalah :
a. Ramah lingkungan, tidak ada polusi yang dihasilkan
b. Proses pembangkitan listrik relatif lebih mudah & murah jika
dibandingkan dengan menggunakan sumber energi lain
2. Kekurangan dari penggunaan angin dalam proses pembangkitan listrik
adalah :
a. Dibutuhkan tempat yang angin berhembus kencang sepanjang
waktu.
b. Dipengaruhi cuaca, tidak setiap waktu angin berhembus. Namun
ada beberapa waktu angin berhembus amat kencang seperti ketika
badai.
c. Tegangan listrik yang dihasilkan tidak stabil.
Untuk pengembangan lebih lanjut mengenai pembangkit listrik
tenaga angin maka penulis memberikan beberapa saran berdasarkan
pengalaman serta penilaian penulis selama proses pengamatan yang
diharapkan akan membantu untuk penelitian selanjutnya, yaitu :
1. Gunakan material yang ringan & cukup kuat untuk menahan
hembusan angin. Mengingat bahwa diperlukan angin yang kencang
untuk memutar kincir, maka untuk penyangga baling-baling dan
generator disarankan untuk menggunakan material yang kuat menahan
hembusan angin. Pastikan juga konstruksinya stabil dan tidak mudah
goyah.

29. 29
2. Siapkan seluruh peralatan & material dengan baik dan pastikan semua
nya berfungsi dengan baik.
3. Pastikan barang-barang & material tersimpan dengan baik untuk
menjaga kualitasnya serta lakukan perawatan secara rutin.
4. Gunakan tempat yang tinggi atau tempat yang lapang/tidak banyak
dihalangi oleh rumah-rumah ataupun gedung yang menghalangi
hembusan angin.
5. Gunakan dinamo yang memiliki daya magnet kuat atau lilitan
kumparan yang banyak untuk menghasilkan listrik bertegangan lebih
tinggi.
6. Cek terlebih dahulu tegangan listrik yang dihasilkan menggunakan
avometer sebelum listriknya digunakan.
7. Simpan listrik pada baterai terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan listrik
yang dihasilkan pembangkit listrik tenaga angin tidak stabil dan bila
langsung digunakan ke perangkat elektronik maka akan berpotensi
untuk merusak peralatan elektronik tersebut.

30. 30
Daftar Pustaka
Al Quran.
Andre. 2013. ”Jenis dan Desain Penelitian”. http://jurnalnya-
andre.blogspot.com/2013/11/jenis-dan-desain-penelitian.html. Diakses
pada Rabu, 1 April 2015.
Depdikbud. 1996. “Kamus Besar Bahasa Indonesia”. Jakarta : Balai Pustaka,
Fembriyanti, Risma. 2012. “Induksi Elektromagnetik”.
https://fembrisma.wordpress.com/science/induksi-elektromagnetik/.
Diakses pada Rabu, 1 April 2015.
Kanginan, Marthen. 2010. “Seribu Pena Fisika”. Jakarta : Erlangga
Nababan Demson. 2014. “Prinsip Cara Kerja Generator”.
https://www.academia.edu/8360970/Prinsip_Cara_Kerja_Generator.
Diakses pada Rabu, 1 April 2015.
Purwanto, Agus. 2008. “Ayat-Ayat Semesta”. Bandung : Mizan.
Purwanto, Agus. 2012. “Nalar Ayat-Ayat Semesta”. Bandung : Mizan.
Tutorial Penelitian. 2014. “Jenis dan Tipe Desain Penelitian”.
http://tu.laporanpenelitian.com/2014/12/37.html. Diakses pada Rabu, 1
April 2015.
Zona Elektro. 2014. “Mengukur Tegangan AC Dan DC Menggunakan
Multimeter”. http://zonaelektro.net/mengukur-tegangan-ac-dan-dc-
menggunakan-multimeter/. Diakses pada Senin, 29 Maret 2015.

31. 31
Lampiran
Alat-alat serta material pembangkit listrik tenaga angin sederhana
Rancangan awal pembangkit listrik tenaga angin sederhana
Uji fungsi pembangkit listrik tenaga angin sederhana.

32. 32
Uji fungsi avometer
Desain akhir pembangkit listrik tenaga angin sederhana
Proses pengamatan pembangkitan listrik di lantai 4 gedung asrama
SMA Luqman Al Hakim Surabaya