Rancang Bangun Bilah Inverse Taper dengan Airfoil S1210 pada Turbin Aangin Sumbu Horizontal Skala Kecil

Pintoko Aji, Ir. Kutut Suryopratomo, MT., M.Sc.; Ferdiansjah, ST., M.Eng.Sc.

2019 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Kecepatan angin rata-rata tahunan di Indonesia memiki rentang antara 3 s.d. 6 m/s. Kebanyakan turbin angin skala kecil didesain untuk kecepatan angin tinggi menggunakan tipe bilah taper. Rancangan bilah yang tepat mampu menghasilkan performa konversi energi angin yang optimal pada kecepatan angin rendah dan dengan start-up yang rendah. Metode perancangan dan prediksi performa bilah inverse taper dengan airfoil S1210 dan jari-jari 0,8 menggunakan Blade Element Momentum (BEM). Variasi Tip Speed Ratio (TSR) dan rasio chord digunakan untuk menghasilkan rancangan yang paling efisien dan stabil. Rancangan yang optimal didapatkan pada TSR4, ditribusi chord linear, dan rasio chord ujung per pangkal 1,05. Pada perhitungan menggunakan metode BEM, bilah hasil rancangan memiliki koefisien daya maksimal (CPmaks) 0,4 pada TSR optimal 3,3. Pada pengujian lapangan, bilah inverse taper memiliki kecepatan cutin pada 1,35 m/s. Produksi daya pada pengujian lapangan menunjukkan kesesuaian dengan prediksi kurva daya menggunakan metode BEM.

The annual average wind velocity in Indonesia is between 3 and 6 m/s. Most small wind turbines were designed for high wind speed using taper type blades. Through proper design, blade performance can be optimized to convert wind energy at the smallest start-up and low wind speed. In this research, a Blade Element Momentum (BEM) method is used in designing and predicting the best optimum dimensions of an inverse taper blade using SD1210 airfoils of 0.8 m radius. Variations of Tip Speed Ratio (TSR) design and chord ratio were performed to obtain design with the most efficient and stable blade. The optimal design was achieved for TSR of 4 and the tip chord ratio from root of 1.05. Using BEM method, the maximum power coefficient for the inverse taper was found to be 0.4 at TSR of 3.3. Field testing analysis showed that the inverse taper blades have the cut-in speed in 1.35 m/s. The power production from field testing data show agreement with power curve predicted by BEM method.

Kata Kunci : Inverse Taper, Metode BEM, Turbin Angin Sumbu Horizontal Skala