Bayu, Satria (2017) Studi Eksperimen Pengaruh Silinder Sirkular Sebagai Pengganggu Aliran Di Depan Sisi Returning Blade Terhadap Performa Turbin Angin Savonius “ Studi Kasus Untuk (d/D) = 0,2 ; (S/D) = 1,5 ≤ S/D ≤ 2,4 ; (Re) = 3,0x104 ; 6,0x104 ; 9,0x104”. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2112100704-Undergraduate-Theses.pdf - Published Version Download (4MB) | Preview |
Abstract
Energi di Indonesia khususnya dan di dunia pada umumnya terus mengalami peningkatan kebutuhan, karena pertambahan penduduk, pertumbuhan ekonomi, dan pola konsumsi energi itu sendiri yang senantiasa meningkat. Energi fosil yang selama ini merupakan sumber energi utama, ketersediaannya sangat terbatas dan memerlukan waktu yang sangat lama untuk dapat kembali menyediakan energi fosil ini. Untuk mengatasi hal ini, energi terbarukan dapat menjadi salah satu solusi yang sangat baik. Salah satu energi terbarukan yang belum dimanfaatkan secara maksimal adalah energi angin. Penelitian ini membahas tentang pemanfaatan energi angin sebagai penghasil listrik dengan menggunakan turbin angin tipe Savonius. Turbin angin Savonius merupakan turbin angin dengan sumbu vertikal yang memanfaatkan fluida dengan massa dan kecepatan tertentu sebagai penggeraknya. Fluida yang bergerak tersebut akan mengakibatkan adanya gaya drag yang diterima turbin. Pada penelitian ini, diberikan pengganggu berupa silinder sirkular di depan returning blade. Tujuan diberikannya silinder pengganggu ini adalah untuk mengurangi gaya drag yang diterima oleh returning blade sehingga torsi dan daya yang dihasilkan turbin Savonius akan meningkat. Untuk mengetahui pengaruh paling efektif maka diberikan variasi jarak antara sumbu silinder sirkular dengan sumbu returning blade turbin Savonius.
Turbin Savonius memiliki dua sudu yaitu advancing blade dan returning blade. Diameter sudu (D) yang digunakan yaitu 101,6 mm dan tinggi sudu yaitu 300 mm. Penelitian dilakukan di ruangan terbuka dengan menggunakan blower sebagai media penghasil angin. Penghalang yang digunakan berupa silinder sirkular dengan diamater (d) 20,32 mm atau dengan nilai (d/D) sebesar 0,2 dan diletakkan di depan returning blade. Sedangkan variasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah bilangan Reynolds (Re) dan jarak antara pusat penghalang dengan pusat returning blade (S/D). Variasi (Re) berturut – turut adalah 3,0x104 ; 6,0x104;9,0x104 yang didapatkan berdasarkan perhitungan kecepatan free stream (U) dan panjang karakteristik dari turbin angin (2D-b), sedangkan variasi (S/D) yang digunakan yaitu 1,5 ≤ S/D ≤ 2,4. Pengukuran kecepatan aliran fluida diamati dengan menggunakan anemometer, pengukuran putaran turbin menggunakan tachometer, dan torsi keluaran turbin diukur dengan menggunakan brake dynamometer.
Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah penggunaan silinder pengganggu yang diletakkan di depan returning blade terbukti efektif dalam meningkatkan performa turbin angin. Hal ini ditandai dengan putaran dari turbin Savonius memiliki kenaikan maksimal sebesar 1,8 kali lebih besar dibanding bila turbin tanpa silinder pengganggu pada Re = 3,0x104 ; torsi statis memiliki kenaikan maksimal sebesar 3,33 kali lebih besar dibanding bila turbin tanpa silinder pengganggu pada Re = 6,0x104 dan Coefficient of Power memiliki kenaikan maksimal sebesar 5,6 kali lebih besar dibanding bila turbin tanpa silinder pengganggu pada Re = 3,0x104. Selain itu, variasi jarak S/D yang diteliti berpengaruh terhadap performa turbin Savonius. Untuk semua bilangan Reynolds yang digunakan dalam penelitian ini didapatkan bahwa jarak S/D = 1,8 terbukti efektif meningkatkan performa turbin Savonius. Hal ini ditandai dengan nilai puncak (peak value) dari putaran, torsi statis dan Coefficient of Power turbin.
========================================================================================
Use of energy in indonesia always getting increased
because of many factors, such as economic growth and inhabitant
increasement. By the time, fossil’s energy is getting decreased and
needs much time to get completely new. For solving this kind of
problem, renewable energy could be an alternative way. One of
this renewable energy is wind energy. This experiment will
investigate about converted wind energy into electricity using
Savonius wind turbine. Savonius wind turbine is vertical axis
turbine that works due to drag which operates in turbine blades.
However Savonius turbines have low performance. In this
research, an obstacle cylinder placed in front of returning blade to
reduce its drag force and improve the performance of Savonius
turbine.
Savonius Wind turbine has 2 blades, returning and
advancing blade. Diameter blade D is 101,6 mm with height h 300
mm. This investigation has did in external condition using blower
as source of wind speed. An obstacle cylinder having a diameter d
of 60 mm is used as a disturbance located in front of returning
blade of turbine. This disturbance is located in various spacing
positions of S/D = 1.5, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, and 2.4. The
The free stream velocity of blower could be adjusted to 2,48 m/s;
4,95 m/s; and 7,43 m/s, corresponding respectively to Reynolds
number Re = 3,0 x 104
; 6,0 x 104
; 9,0 x 104
(based on equivalent
length of L = 2D-b, where b is the width of overlap of the two
turbine blades, and the free stream velocity. The velocity of wind is
measured by anemometer. The rotation of turbine is measured by
tachometer. The static torque is measured by torquemeter, and
dynamic torque of turbine is measured by brake dynamometer
mechanism.
The result of the experiment show that the influence of
obstacle is effective in improving the performance of Savonius
turbine. This is shown by the rotation of turbine has maximal
increased to 1,8 times higher than rotation savonius wind turbine
without disturbance at Re = 3,0 x 104
; static torque has maximal
increased to 3,33 times higher than static’s torque savonius wind
turbine without disturbance at Re = 6,0 x 104
; and Coefficient of
Power has maximal increased to 5,6 times higher than Coefficient
of Power savonius wind turbine without disturbance at Re = 3,0 x 104
. Beside that, variation spacing positions in this research
affected to the wind turbine performance. To all the Reynolds
number used in this experiment, the spacing position of S/D = 1,8
is the most effective to improve the performance of the Savonius
turbine used in this research. It is indicated by the peak of the
rotation of turbine, the static torque and the Coefficient of Power of
the turbine.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Energi angin; Turbin Savonius; Coefficient of Power; Wind energy, Savonius wind turbine |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | SATRIA BAYU MANGKUNEGORO SIAHAAN |
| Date Deposited: | 29 Mar 2017 07:54 |
| Last Modified: | 06 Mar 2019 02:06 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/2699 |
Actions (login required)
 |
View Item |