ANALISIS PENGARUH RASIO JARAK SEBAGAI PARAMETER KINERJA AERODINAMIKA ROTOR COUNTER-ROTATING WIND TURBINE (CRWT)

AKHMAD RISZAL, Prof. Ir. Samsul Kamal, M.Sc., Ph.D; Sugiyono, S.T., M.T. Ph.D

2017 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Salah satu jenis turbin angin yang berkembang saat ini adalah Counter Rotating Wind Turbine dengan poros horizontal. Efisiensi konversi energi turbin angin dual rotor ini secara teoritis lebih baik dari pada rotor tunggal. Berdasarkan teori momentum Betz limit, koefisien daya maksimum untuk rotor tunggal adalah 16/27 (59.3%) sedangkan untuk koefisien daya maksimum turbin angin dual rotor secara ideal dengan menggunakan teori aktuator disk sebesar 16/25 (64%). Dalam praktiknya peningkatan koefisien daya rotor masih terbatas. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh variasi jarak antara rotor depan dengan rotor belakang terhadap performa turbin angin dual rotor counter rotating melalui kajian aerodinamika rotor turbin untuk dapat memaksimalkan daya output atau daya terkonversi dari aliran udara bebas. Dalam penelitian ini pengembangan CRWT dilakukan pemodelan blade airfoil seri S826 dari NREL dengan menggunakan software Gambit dan solver simulasi menggunakan Fluent CFD. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasi parameter aerodinamika rotor yaitu dengan variasi jarak rotor depan dan belakang (Z/D1) yaitu 0.2 hingga 1.5. Hasil yang didapat dari penelitian ini menunjukkan bahwa variasi yang dilakukan pada jarak rotor CRWT yang mana dianalisis dari karakteristik performance aerodinamika menunjukkan koefisien daya maksimum dari CRWT pada jarak 0.25.

One type of a wind turbine which is being developed at this time is counter Rotating Wind Turbine (CRWT) with horizontal shaft. Energy conversion efficiency dual rotor wind turbine is theoretically better than the single rotor. Based on the theory of momentum Betz limit. The maximum power coefficient for single rotor was 16/27 (59.3%), maximum power coefficient dual rotor wind turbine, ideally using an actuator disk theory by 16/25 (64%). In practice the increase in rotor power coefficient is still limited the research objective was to determine the effect of variations rotor distance between the front rotor with the rear rotor wind turbine performance CRWT, rotor through the study of aerodynamics to maximum power output or power converted from free stream. In this research Gambit software and simulation using FLUENT CFD solver are work to explore the development of modeling CRWT blade airfoil S826 series of NREL. The research was done by varying the parameters of aerodynamic rotor that is with variations distance the front and rear rotors (Z / D1) is 0.2 to 1.5. The results of this study indicate that the variation is done at a distance of rotor CRWT which analyzed the characteristics of the aerodynamic performance showing maximum power coefficient of CRWT at a distance 025.

Kata Kunci : CRWT, variation distance the rotor, power coefficient (Cp), performance turbine