Putro, Adhi Hertamtomo (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) = 1,2 ≤ S/D ≤ 2,1 ; (Re) = 6x104 , 7.5x104 , 9x104”. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
2112100063-Undregraduate-Theses.pdf - Published Version Download (4MB) | Preview |
Abstract
Energi fosil merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui. Melihat terbatasnya kandungan energi fosil maka perlu mencari alternatif energi lain untuk memenuhi konsumsi energi di indonesia. Salah satu energi terbarukan yang belum dimanfaatkan secara maksimal adalah energi angin. Dalam hal ini dengan memanfaatkan turbin angin Savonius. Turbin angin Savonius merupakan turbin angin dengan sumbu vertikal yang memiliki dua sudu yaitu advancing blade dan returning blade. Turbin ini memanfaatkan angin dengan massa dan kecepatan tertentu sebagai penggeraknya. Angin yang bergerak tersebut akan mengakibatkan adanya gaya drag yang diterima turbin. Gaya drag yang diterima turbin akan menghasilkan torsi pada turbin. Torsi total turbin adalah selisih torsi yang diterima oleh kedua sudu pada turbin Savonius. Dari torsi total tersebut akan didapatkan daya keluaran turbin. Penelitian ini membahas tentang pemanfaatan energi angin sebagai penghasil listrik dengan menggunakan turbin angin Savonius yang diberi pengganggu berupa silinder sirkular di depan returning blade agar daya yang dihasilkan meningkat. Untuk mengetahui pengaruh paling efektif maka diberikan variasi jarak antara sumbu silinder sirkular dengan sumbu returning blade turbin Savonius.
Penelitian ini dilakukan pada sebuah wind tunnel subsonic open circuit dengan kecepatan maksimal yang mampu dihasilkan sebesar 26 m/s. Diameter sudu turbin Savonius yang digunakan yaitu 60 mm dan tinggi sudu yaitu 80 mm. Penghalang yang digunakan berupa silinder sirkular dengan diameter 12 mm 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) yang digunakan berturut – turut adalah 6x104 , 7.5x104 , dan 9x104 (dihitung berdasarkan kecepatan free stream U dan panjang karakteristik L=2D-b), sedangkan variasi (S/D) yang digunakan yaitu 1,2 ≤ S/D ≤ 2,1 dengan penambahan sebesar 0,1. Re= 6x104 ditentukan dari kecepatan angin minimum yang mampu memutar turbin, Re= 9x104 ditentukan dari kecepatan angin maksimum yang dapat dihasilkan oleh wind tunnel. Pengukuran dilakukan pada suhu ruangan yakni 26oC. Kecepatan aliran angin diukur dengan menggunakan pitot static tube dan diamati dengan manometer. Putaran dari turbin diukur dengan tachometer. Torsi statis diukur dengan menggunakan torque meter. Daya yang dihasilkan turbin didapatkan dari pengukuran arus dan tegangan listrik yang keluar dari motor listrik dengan menggunakan multimeter.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa pemberian pengganggu dapat meningkatkan peforma turbin Savonius yang diteliti, yang ditandai dengan peningkatan nilai putaran (n), torsi statis (T), dan Coefficient of Power (CoP) jika dibandingkan dengan turbin tanpa pemberian pengganggu berupa silinder sirkular. Peningkatan putaran maksimum didapatkan pada S/D = 1,4 untuk Re = 9x104 sebesar 160%. Peningkatan torsi statis maksimum didapatkan pada S/D = 1,4 untuk Re = 9x104 sebesar 145%. Peningkatan Coefficient of Power maksimum didapatkan pada S/D = 1,4 untuk Re = 6x104 sebesar 727%. Nilai Coefficient of Power maksimum didapatkan pada TSR = 0,4046.
====================================================================================
Savonius wind turbine is a type of turbine that has been widely used to obtain alternative non-fossil energy in the era of the current energy crisis, eventhoug this type of turbine has low performance. In principle, the Savonius turbine works caused by the difference of the drag force generated by its turbine blades, advancing and returning blades. A disturbance in the form of circular cylinder is placed in front of returning blade is expected to improve the performance of Savonius Turbine.
In order to increasing performance of Savonius wind turbine having a diameter D of mm and height h of 80 mm, an obstacle cylinder having a diameter d of 12 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 = 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, and 2.1. The experiments are carried out in a subsonic open circuit wind tunnel. This facility has a 2980 mm long, with test section 304 mm x 304 mm. The free stream velocity of wind tunnel could be adjusted to 8.83 m/s, 11.03 m/s, 13.24 m/s, corresponding respectively to Reynolds number Re = 6.0 x 104, 7.5 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 using a pitot-static tube connected to the inclined manometer. The rotation of turbine is measured by tachometer. The static torque is measured by torquemeter, and finally the power output of turbine is determined by measuring of voltage and electric current resulted by generator connecting to the shaft of Savonius turbine.
The results show that addition of the circular cylindrical disturbance can increase the performance of Savonius turbine used in the experiment. It is evidenced by the increasing of rotation (n), static torque (T), and coefficient of power (CoP) when compared to the no circular cylindrical disturbance turbine. The maximum rotation increment is obtained at S/D = 1,4 on Re = 9x104 as much as 160%. The maximum static torque increment is obtained at S/D = 1,4 on Re = 9x104 as much as 145%. The maximum CoP increment is obtained at S/D = 1,4 on Re = 6x104 as much as 727%. The maximum CoP is obtained at a TSR value of 0,4046.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Energi angin; Turbin Savonius; Coefficient of Power; wind energy; Savonius turbine |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | ADHI HERTAMTOMO PUTRO |
| Date Deposited: | 07 Mar 2017 03:31 |
| Last Modified: | 06 Mar 2019 03:22 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/2703 |
Actions (login required)
 |
View Item |