SIMULASI NUMERIK PENGARUH TINGGI FLANGED PADA DIFFUSER TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN ANGIN BERSUDU LOOPWING

BAGUS NUR MEI MAJID, M. Agung Bramantya, S.T., M.T., M.Eng., PhD.

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Seiring berjalannya waktu ketersediaan sumber energi yang khususnya berasal dari minyak bumi semakin berkurang. Oleh karena itu solusi dari permasalahan sumber energi yaitu dengan mengembangkan energi alternatif. Salah satu sumber energi alternatif yang dapat diperbarui adalah energi angin. Pemanfaatan energi angin membutuhkan turbin angin. Turbin angin dapat mengkonversi energi kinetik dari angin menjadi putaran sudu rotor yang kemudian dihubungkan ke generator yang bisa menghasilkan energi listrik. Turbin angin dapat dikelompokkan menjadi dua berdasarkan sumbu porosnya, turbin angin sumbu vertikal dan turbin angin sumbu horizontal. Turbin angin bersudu loopwing termasuk jenis turbin angin sumbu horizontal. Penggunaan turbin angin bersudu loopwing saat ini masih jarang pemanfaatannya, turbin angin bersudu loopwing memiliki kelebihan diantaranya dapat berputar pada kecepatan angin yang relatif rendah dengan power coefficient yang tinggi dan tidak menghasilkan tip vortex sehingga tidak menghasilkan suara bising. Salah satu cara untuk mengetahui karakteristik turbin angin adalah dengan menggunakan simulasi numerik fluida atau yang biasa disebut dengan Computational Fluid Dynamic (CFD). Dengan menggunakan simulasi numerik biaya yang dikeluarkan akan relatif sedikit karena tidak perlu experimen yang membutuhkan banyak bahan. Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap turbin angin bersudu loopwing dengan panjang diffuser 90cm diameter inlet 56cm dan dengan variasi tinggi flanged pada diffuser h/D_1 adalah 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,3. Penelitian dilakukan dengan kecepatan angin yaitu 4,08 m/s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan flanged pada diffuser dapat meningkatkan power coefficient dari turbin angin bersudu loopwing. Power coefficient tertinggi didapat pada penggunaan diffuser dengan tinggi flanged 0,15 yaitu sebesar 84,3%. Nilai power coefficient tersebut didapat pada torsi 0.169 Nm.

Seiring berjalannya waktu ketersediaan sumber energi yang khususnya berasal dari minyak bumi semakin berkurang. Oleh karena itu solusi dari permasalahan sumber energi yaitu dengan mengembangkan energi alternatif. Salah satu sumber energi alternatif yang dapat diperbarui adalah energi angin. Pemanfaatan energi angin membutuhkan turbin angin. Turbin angin dapat mengkonversi energi kinetik dari angin menjadi putaran sudu rotor yang kemudian dihubungkan ke generator yang bisa menghasilkan energi listrik. Turbin angin dapat dikelompokkan menjadi dua berdasarkan sumbu porosnya, turbin angin sumbu vertikal dan turbin angin sumbu horizontal. Turbin angin bersudu loopwing termasuk jenis turbin angin sumbu horizontal. Penggunaan turbin angin bersudu loopwing saat ini masih jarang pemanfaatannya, turbin angin bersudu loopwing memiliki kelebihan diantaranya dapat berputar pada kecepatan angin yang relatif rendah dengan power coefficient yang tinggi dan tidak menghasilkan tip vortex sehingga tidak menghasilkan suara bising. Salah satu cara untuk mengetahui karakteristik turbin angin adalah dengan menggunakan simulasi numerik fluida atau yang biasa disebut dengan Computational Fluid Dynamic (CFD). Dengan menggunakan simulasi numerik biaya yang dikeluarkan akan relatif sedikit karena tidak perlu experimen yang membutuhkan banyak bahan. Dalam penelitian ini, dilakukan pengujian terhadap turbin angin bersudu loopwing dengan panjang diffuser 90cm diameter inlet 56cm dan dengan variasi tinggi flanged pada diffuser h/D_1 adalah 0,05, 0,1, 0,15, 0,2, 0,3. Penelitian dilakukan dengan kecepatan angin yaitu 4,08 m/s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan flanged pada diffuser dapat meningkatkan power coefficient dari turbin angin bersudu loopwing. Power coefficient tertinggi didapat pada penggunaan diffuser dengan tinggi flanged 0,15 yaitu sebesar 84,3%. Nilai power coefficient tersebut didapat pada torsi 0.169 Nm.

Kata Kunci : Flanged, Loopwing, Simulasi Numerik, Rasio Inlet dan Outlet Diffuser, Power Coefficient, Tip Speed Ratio.