UNJUK KERJA TURBIN ANGIN BERSUDU LOOPWING DENGAN PENAMBAHAN DIFFUSER VARIASI FLANGED DAN INLET SHROUD

Lukito Ardhi Nugroho, M.Agung Bramantya S.T, M.T, M.Eng, Ph.D

2014 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penggunaan turbin angin model loopwing saat ini masih jarang penggunaannya, namun model ini memiliki keuntungan salah satunya meliputi mampu beropersi pada kecepatan angin yang rendah, tingkat kebisingan yang rendah, serta effisiensi yang cukup tinggi. Pensmbahan diffuser pada turbin angin memiliki potensi dalam meningkatkan efisiensi turbin angin. Untuk meningkatkan efisiensi performa diffuser dapat menggunakan instalasi tambahan yang disebut flanged dan inlet shroud. Flanged dipasang pada posisi belakang diffuser dengan bentuk seperti cincin melingkar, sedangkan inlet shroud dipasang pada posisi depan diffuser dengan bentuk sama halnya dengan flanged namun memiliki sudut kemiringan tertentu. Penelitian ini bertujuan guna mengetahui performa turbin angin model loopwing dengan penambahan diffuser variasi flanged dan inlet shroud. Model turbin angin loopwing berdiameter 50 cm, diffuser dengan panjang 70 cm, flanged dengan variasi nilai h/D yang berbeda, dimana h adalah tebal flanged dan D adalah Dimateter inlet diffuser, nilai variabel h/D yang digunakana adalah 0,1 dan 0,3, dan inlet shroud dengan sudut buka 150 nilai variabel l ( panjang inlet) yang berbeda yakni 10 cm, 15 cm, dan 20 cm. Parameter yang dianalisa pada eksperimen meliputi Cp ( koefisien daya turbin angin), torsi, putaran poros, tip speed rasio, kecepatan angin, tekanan. Untuk pengukuran torsi menggunakan neraca beban, pengukuran putaran menggunakan rotary encoder, pengukuran kecepatan angin menggunakan anemometer, dan pengukuran tekanan menggunakan manometer. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan unjuk kerja turbin angin model loopwing dengan penambahan diffuser. Sama halnya dengan diffuser, penambahan flanged pada diffuser mampu meningkatkan unjuk kerja turbin angin yang lebih baik dibandingkan dengan hanya menggunakan diffuser. Namun model yang paling optimal adalah dengan penambahan flanged dan inlet shroud, mampu meningkatkan unjuk kerja yang paling baik di antara model sebelumnya.

Penggunaan turbin angin bersudu loopwing saat ini masih jarang pemanfaatannya, namun memiliki keunggulan,salah satunya mampu bekerja pada putaran rendah, tidak berisik, efisiensi tinggi. Penambahan diffuser pada turbin angin berpotensi mampu meningkatkan efisiensi turbin angin. Pada penelitian ini akan membahas unjuk kerja turbin angin bersudu loopwing dengan penambahan diffuser yang bervariasi rasio luasnya.Pada penelitian ini, dilakukan pengujian dengan menggunakan turbin angin bersudu loopwing dengan diameter 50 cm, menggunakan variasi diffuser rasio luas yang berbeda pada parameter panjang diffuser yang berbeda dan panjang diffuser konstan. Parameter panjang yang digunakan adalah 70 cm, 80 cm, 90 cm , variabel diffuser yang digunakan adalah rasio luas (β) 3,8, 4,1, 4,7. Untuk variasi diffuser dengan panjang konstan (90 cm) menggunakan rasio luas (β) 4,7, 5,3, dan 5,9. Diuji pada 3 variasi kecepatan angin yakni, 4,08 m/s, 4,81 m/s, dan 5,99 m/s. Parameter yang dianalisa pada percobaan ini daya,koefisien daya, torsi, putaran poros, tip speed rasio, cut in speed, koefisien torsi. Pada percobaan diperoleh hasil bahwa terjadi peningkatan kecepatan angin di depan turbin angin bersudu loopwing dengan penambahan diffuser, sehingga mampu meningkatkan unjuk kerja yang lebih besar. Model diffuser paling optimal yakni model diffuser dengan rasio 5,3. Semakin bertambah besar variasi rasio luas maka performa turbin angin meningkat, hal ini terjadi pada model 1.1(β=3,8) hingga model 2.1 (β=4,7)., namun hal ini tidak berlaku pada model 2.2 (β=5,9) dimana kenaikannya tidak terlalu signifikan.

Kata Kunci : loopwing,diffuser,flanged, inlet shroud, coeficient of performance,tip speed ratio