Studi Numerik Dua Turbin Air Savonius Tersusun Tandem dan Berputar Berlawanan Arah

Effendi, Ryan (2023) Studi Numerik Dua Turbin Air Savonius Tersusun Tandem dan Berputar Berlawanan Arah. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007211015-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Kebutuhan energi mengalami peningkatan setiap tahunnya seiring bertambahnya jumlah penduduk dan kemajuan teknologi. Pasokan energi di Indonesia masih didominasi oleh energi tak terbarukan. Hal ini tentunya menimbulkan suatu pemikiran untuk mencari alternatif sumber energi yang dapat membantu untuk mengurangi pemakaian energi dari bahan bakar fosil menuju sumber energi baru terbarukan (EBT). Salah satu sumber energi baru terbarukan adalah sumber energi air, dan dapat dimanfaatkan dengan menggunakan turbin air. Turbin air yang cocok digunakan untuk kecepatan aliran rendah adalah turbin air Savonius. Upaya untuk lebih mengoptimalkan sumber energi air yaitu dengan menggunakan lebih dari satu turbin. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan dua turbin air Savonius yang tersusun secara tandem dan berputar berlawanan arah. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui jarak minimum antar turbin ketika sudah tidak saling mempengaruhi dan menghasilkan kinerja turbin yang sama. Penelitian dua turbin air Savonius yang tersusun secara tandem dan beputar berlawan arah ini dilakukan dengan melakukan variasi pada rasio jarak antara pusat turbin depan dengan pusat turbin belakang terhadap diameter sudu turbin (T/D) sebesar 2,667, 3,667, 13,667, 35, 45, 50, 55, dan 60, dengan kecepatan air sebesar 0,25 m/s. Diameter sudu turbin (D) yang digunakan sebesar 60 mm, diameter poros 10 mm, serta diameter endplate sebesar 115 mm. Penelitian dilakukan secara numerik dengan menggunakan pemodelan geometri 2 dimensi melalui software ANSYS FLUENT 2021 R2. Pemodelan dilakukan dengan menerapkan model k-epsilon realizable. Berdasarkan hasil yang didapatkan, turbin depan dan turbin belakang sudah tidak saling mempengaruhi dan menghasilkan performa yang sama dengan turbin tunggal yaitu pada T/D = 60. Coefficient of moment dan coefficient of power pada T/D = 2,667 hingga 60 mengalami peningkatan untuk turbin depan sebesar 2,08% dan 6,38%, sedangkan pada turbin belakang mengalami peningkatan sebesar 13,37% dan 11,5%.
=================================================================================================================================
Energy needs have increased every year in line with increasing population and technological advances. Energy supply in Indonesia is still dominated by non-renewable energy. This certainly raises a thought to find alternative energy sources that can help reduce energy use from fossil fuels to renewable energy sources (EBT). One of the new renewable energy sources is water energy sources, and can be utilized by using a hidrokinetic turbine. The hydrokinetic turbine that is suitable for low flow velocities is the Savonius hydrokinetic turbine. Efforts to further optimize water energy sources are by using more than one turbine. Therefore, this research was conducted with two Savonius hydrokinetic turbines with opposite rotation in tandem configuration. The purposes of this study is to determine the minimum distance between turbines when turbines do not affect each other and produce the same turbine performance. This research of twin Savonius hydrokinetic turbines arranged in tandem and rotate in the opposite directions was carried out by varying the distance ratio between the center of the front turbine and the center of the rear turbine (T/D) of 2,667, 3,667, 13,667, 35, 40, 45, 50, 55, dan 60 with a water velocity of 0,25 m/s. The diameter of the turbine blade (D) used is 60 mm and the endplate diameter is 115 mm. The research was carried out numerically using 2-dimensional geometric modeling through ANSYS FLUENT 2021 R2 software. Modeling was carried out by applying k-epsilon realizable. Based on the results obtained, the front turbine and rear turbine no longer affect each other and produce the same performance as a single turbine, namely at T/D = 60. The coefficient of moment and coefficient of power at T/D = 2.667 to 60 have increased for the front turbine by 2.08% and 6.38%, while the rear turbines experienced an increase of 13.37% and 11.5%.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	renewable energy, Savonius hydrokinetic turbine, tandem arrangement, distance ratio between turbines, water velocity energi baru terbarukan, turbin air Savonius, tersusun tandem, rasio jarak antar turbin, kecepatan air
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ164 Power plants--Design and construction T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Ryan Effendi
Date Deposited:	05 Aug 2023 16:03
Last Modified:	07 Sep 2023 06:52
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103285

Actions (login required)

View Item