Investigasi Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Metode Pengganggu Silinder Tipe-I sebagai Kontrol Pasif Aliran pada Returning Blade

Kromodihardjo, Ergo Swasono (2023) Investigasi Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Metode Pengganggu Silinder Tipe-I sebagai Kontrol Pasif Aliran pada Returning Blade. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111950080011-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Turbin angin Savonius adalah salah satu jenis Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). Turbin ini memiliki karakteristik yang membuatnya cocok untuk digunakan di Indonesia, seperti kemampuan beroperasi pada kecepatan angin rendah, menerima angin dari segala arah, dan kemudahan dalam operasionalnya. Namun, turbin Savonius memiliki efisiensi yang lebih rendah bila dibandingkan dengan jenis turbin lainnya. Oleh karena itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan efisiensi turbin Savonius dengan menggunakan penghalang berbentuk silinder tipe I sebagai pengontrol aliran pasif di depan bilah kembali turbin Savonius.
Penelitian ini dilakukan di laboratorium dengan menggunakan pendekatan eksperimental. Turbin yang digunakan dalam eksperimen ini adalah turbin angin vertikal Savonius yang dibuat dari pipa PVC dengan diameter (d) 305.4 mm dan diameter bilah (D) 165.2 mm. Turbin ini memiliki tinggi (H) sebesar 300 mm, dengan diameter poros tengah (e) sebesar 19 mm. Silinder penghalang yang digunakan adalah silinder tipe I yang dipotong pada sudut (θ), dengan diameter (d) sebesar 88 mm dan tinggi (h) sebesar 490 mm. Ada tiga variasi silinder tipe I yang digunakan dalam eksperimen ini, dengan sudut (θs) 0°, 53°, dan 65°. Posisi penghalang relatif terhadap pusat turbin sejajar dengan arah angin ditetapkan pada S/D = 1.4, sementara posisi badan tegak pada sumbu y (y/D) divariasikan menjadi -0.5, -0.25, 0, 0.25, dan 0.5. Aliran fluida dalam eksperimen ini dihasilkan menggunakan kipas aksial yang dilengkapi dengan honeycomb untuk menjaga uniformitas aliran. Kecepatan angin diukur menggunakan anemometer, dengan regulator tegangan yang digunakan untuk mengontrol kecepatan angin. Kecepatan sudut turbin diukur menggunakan takometer, torsi dinamis diukur menggunakan dinamometer patah tali, dan torsi statis diukur menggunakan torquemeter.
Berdasarkan analisis data eksperimental, ditemukan bahwa pemasangan silinder penghalang paling efektif dalam meningkatkan kinerja turbin pada Y/D=0.25, menghasilkan peningkatan dalam koefisien daya sebesar 31.08% dibandingkan dengan turbin konvensional dalam kondisi yang sama. Namun, pada Y/D= -0.5, pemasangan silinder penghalang menyebabkan penurunan koefisien daya sebanyak 40.54% pada kondisi terendah.
=========================================================================================================================================
The Savonius wind turbine, a type of Vertical Axis Wind Turbine (VAWT), possesses certain attributes that make it suitable for deployment in Indonesia, given its ability to operate at low wind speeds, capture wind from all directions, and its ease of operation. Despite these advantages, the Savonius turbine's efficiency is relatively lower compared to other types of turbines. Therefore, the objective of this research is to explore a method for increasing the Savonius turbine's efficiency by introducing a cylinder-shaped Type I obstacle as passive flow control in front of the turbine's returning blade.
The study was conducted in a laboratory using an experimental approach. The turbine employed in the experiment was a Savonius vertical axis wind turbine, constructed from PVC pipes with a diameter (d) of 305.4 mm and a blade diameter (D) of 165.2 mm. The turbine had a height (H) of 300 mm, and the central shaft diameter (e) was 19 mm. The obstacle cylinder used was a Type I cylinder, cut at an angle (θ), with a diameter (d) of 88 mm and a height (h) of 490 mm. Three variations of the Type I cylinder, with angles (θs) of 0°, 53°, and 65°, were tested in the experiment. The obstacle's position relative to the turbine center in the wind direction was set at S/D = 1.4, while the bluff body position on the y-axis (y/D) varied as follows: -0.5, -0.25, 0, 0.25, and 0.5. The fluid flow in the experiment was produced using an axial fan fitted with a honeycomb to ensure a uniform flow. Wind speed was controlled using a voltage regulator and measured with an anemometer. A tachometer was used to gauge the turbine's angular speed, a rope brake dynamometer to measure dynamic torque, and a torquemeter to measure static torque.
Based on the experimental data analysis, the installation of the obstacle cylinder proved most effective at enhancing the turbine's performance at Y/D=0.25, leading to an increase in the power coefficient by 31.08% compared to a conventional turbine under identical conditions. Conversely, at Y/D= -0.5, the installation of the obstacle cylinder resulted in a decrease in the power coefficient by 40.54% under the least optimal condition.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	coefficient of power, turbin angin Savonius, silinder tipe-I, pengontrol pasif, sudu returning, Savonius wind turbine, type-I cylinder, passive control, returning blade
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Ergo Swasono Kromodihardjo
Date Deposited:	07 Aug 2023 08:18
Last Modified:	07 Aug 2023 08:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102522

Actions (login required)

View Item