OPTIMASI PERANCANGAN MENARA TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL TINGGI 30 METER DENGAN RANGKA BATANG BAJA

FAHRI FAJAR S, Ir. Suprapto Siswosukarto, Ph.D.

2016 | Skripsi | S1 TEKNIK SIPIL

Ketersediaan listrik di Indonesia menjadi salah satu masalah yang belum dapat diselesaikan oleh pemerintah. Banyak daerah terpencil di Indonesia yang masih belum terjamah listrik. Perusahaan Listrik Negara (PLN) juga mulai mengembangkan pembangkit listrik tenaga alternatif dengan sumber energi terbarukan, salah satunya pembangkit listrik tenaga bayu (angin). Turbin angin merupakan solusi dari kedua masalah tersebut karena termasuk pembangkit listrik yang ramah lingkungan, murah dan mudah diaplikasikan di daerah terpencil. Menara turbin angin dipilih menggunakan sistem rangka baja untuk memudahkan mobilisasi bahan ke daerah terpencil karena strukturnya aman, murah dan disusun dengan batang profil kecil. Penelitian ini bertujuan untuk merancang menara penopang turbin angin sistem rangka dengan batang baja yang murah dan aman. Program SAP2000 digunakan untuk menganalisis 5 model menara tinggi 30 meter dengan jarak tumpuan adalah 3m dan menggunakan bracing tipe X pada bagian mendatar menara dan bracing tipe K pada bagian mengecil menara. Variasi dilakukan dengan mengubah tinggi bagian datar menara menjadi 8 m; 9,6 m; 10 m; 11,2 m dan 12 m. Analisis dilakukan untuk mencari model menara dengan berat paling ringan dan masih memenuhi batas maksimal besarnya defleksi yang disyaratkan yaitu 150mm. Berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa menara turbin angin dengan tinggi bagian datar sebesar 10 meter menghasilkan menara yang paling ringan dengan berat total struktur sebesar 54,9 kN dan defleksi maksimal sebesar 60,98 mm akibat kombinasi beban 1,2D+1W90. Berat total menara turbin angin tersebut lebih ringan 55,23 % bila dibandingkan dengan berat menara berjenis tubular yang dirancang oleh GHREPOWER. Tiga frekuensi natural pertama menara adalah sebesar 2,06 Hz; 2,06 Hz dan 6,10 Hz. Frekuensi natural menara berada diantara frotor dan f2p.

Equal distribution of power supply becomes one of the issues that can not be resolved by the Indonesian government. Many remote areas in Indonesia that is still not touched by electricity. Perusahaan Listrik Negara (PLN) begin to develop alternative power plants with renewable energy sources, which one of them is wind energy power plants. The wind turbine is a solution to both problems because it includes power generation environmentally friendly, inexpensive and easy to apply in remote areas. Wind turbine towers are selected using the steel truss system to facilitate the mobilization of materials to remote areas because of the structure is safe, cheap and arranged with a small profile bars. This research aims to design a wind turbine tower truss system with steel bars that are cheap and safe. SAP2000 program is used to analyze the five models of 30 meter high towers at a toehold of 3 m and using the type X bracing on the flat section of the tower and type K bracing on the tapered section. Variation is done by changing the flat section tower height to 8 m; 9.6 m; 10 m; 11.2 m and 12 m. The analysis was performed to look for a tower model with the lowest weight and still meet the maximum limit of the amount of deflection required which is 150mm. Based on the analysis we find that the windmill tower with a 10 meters height for the flat section produce the lightest tower structure with a total weight of 54.9 kN and a maximum of 60.98 mm deflection due to load combinations 1,2D + 1W90. The total weight of wind turbine tower is 55,23 % lighter when compared to the weight of tubular tower designedby GREEPOWER. Three first natural frequency of tower is between frotor and f2p.

Kata Kunci : optimasi, turbin angin, menara rangka batang