Wijayanti, Asri Melati (2020) Studi Eksperimen Pengaruh Variasi Ukuran Diameter Silinder Pengganggu Didepan Sisi Returning Blade Terhadap Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius, Studi Kasus Variasi Rasio S/D = 3,0; y/D = 0,5; d/D = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0 Pada Re = 97000 dan 136000. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
02111540000018-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Download (4MB) | Preview |
Abstract
Sekitar 95% kebutuhan energi dipenuhi dari energi fosil dan sisanya dari energi terbarukan. Keteserdiaan energi fosil sebagai sumber energi utama sangat terbatas dan terus mengalami ancaman kelangkaan, sehingga diperlukan alternatif berupa penggunaan energi terbarukan. Pembangkit listik tenaga angin mempunyai potensi yang cukup baik karena dapat beroperasi pada siang dan malam dan tidak menyebabkan polusi namun terhalang pada biaya produksi yang tinggi. Salah satu jenis turbin angin yaitu turbin angin Savonius, dimana turbin ini memiliki kelebihan berupa konstruksinya yang sederhana sehingga biaya yang dibutuhkan untuk produksi cukup rendah serta dapat menerima angin dari segala arah, namun turbin Savonius ini mempunyai range efisiensi yang cukup rendah dibandingkan dengan turbin angin lainnya, yaitu sekitar 15% maka dari itu diperlukan peningkatan efisiensi yang dapat dilakukan dengan cara meletakkan suatu penghalang didepan sisi returning blade.
Pada penelitian ini digunakan turbin angin Savonius yang memiliki sudu dengan diameter turbin (D) sebesar 167,1 mm, diameter endplate (D0) sebesar 320 mm, tinggi (H) sebesar 298 mm dan diameter poros (b) sebesar 19 mm. Penelitian ini menggunakan penghalang berbentuk silinder dengan jarak penempatan silinder pengganggu terhadap diameter sudu turbin Savonius (S/D) = 3,0 dan variasi ukuran diameter silinder pengganggu terhadap diameter sudu turbin Savonius (d/D) = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 dan 1,0 pada bilangan Reynolds 97000 (v = 5 m/s) dan 136000 (v = 7 m/s). Sumber aliran yang digunakan berasal dari axial fan dan digunakan honeycomb untuk penyeragam aliran menuju turbin angin Savonius. Alat ukur yang digunakan adalah anemometer sebagai pengukur kecepatan aliran, torsimeter sebagai pengukur torsi statis, tachometer sebagai pengukur kecepatan putar turbin, dan brake dynamometer sebagai pengukur torsi dinamis.
Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah analisis kinerja turbin angin Savonius dengan dan tanpa penempatan silinder pengganggu didepan sisi returning blade untuk variasi penempatan jarak (S/D) = 3,0 didapatkan hasil kenaikan CoPmax paling tinggi untuk bilangan Reynolds 97000 adalah sebesar 30,43% pada (d/D) = 0,6 dan 22,12% pada (d/D) = 0,5 untuk bilangan Reynolds 136000. Kenaikan CMmax paling besar untuk bilangan Reynolds 97000 adalah 34,26% pada (d/D) = 0,6 dan 20,55% pada (d/D) = 0,5 untuk bilangan Reynolds 136000. Penambahan silinder pengganggu juga meningkatkan nilai torsi statis pada kedua bilangan Reynolds. Pada ukuran (d/D) optimum untuk kedua bilangan Reynolds tidak terjadi torsi negatif yang menandakan turbin angin Savonius dengan penambahan silinder pengganggu pada variasi (d/D) optimum mempunyai kemampuan self-starting yang baik untuk semua sudut angular.
=================================================================================================================================
Around 95% of energy consumption is fulfilled from fossil energy and the rest is fulfilled from renewable energy. The availability of fossil energy as the main source of energy fulfillment is very limited and very likely to experience scarcity, thus alternative energy fulfillment source is needed. Wind power plant has a good potential because it can operate both at noon and at night, also it doesn’t produce pollution but the development of wind power plant having a setback because the initial production cost is quite high. One of a vertical axis wind turbine is Savonius wind turbine. Savonius wind turbine has a simple construction, so the initial production cost can be set at low, but the efficiency of this wind turbine is quite low (around 15%) thus it needs enhancement and reach its potential. One of the ways to enhance the Savonius wind turbine efficiency is by placing a disturbance cylinder in front of its returning blade.
This experiment used a Savonius wind turbine with blade diameter (D) of 167.1 mm, endplate diameter (D0) of 320 mm, blade height (H) of 298 mm and the axis diameter (b) of 19 mm. This experiment also used a disturbance of a circular cylinder shape with size ratio (d/D) of 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.7; 0.8; 0.9 and 1.0 at Reynolds number of 97000 (v = 5 m/s) and 136000 (v = 7 m/s). The wind source comes from axial fan and a honeycomb is used to uniform the wind flow towards the Savonius wind turbine. The measuring instruments used are anemometer for wind velocity measurement, torque meter for static torque measurement, tachometer for turbine rotation speed measurement, and brake dynamometer for dynamic torque measurement.
The result from this experiment shows the analysis of Savonius wind turbine with and without the placement of disturbance cylinder at (S/D) = 3.0 position. The result shows that the highest CoPmax enhancement happens when the disturbance cylinder size (d/D) used is 0.6 for Reynolds number 97000 with enhancement value of 30.43% and when (d/D) of 0.5 is used for Reynolds number 136000, the highest CoPmax enhancement value is 22.12%. The highest CMmax enhancement happens when the (d/D) of 0.6 is used for Reynolds number 97000 with enhancement value of 34.26% and when (d/D) 0.5 is used for Reynolds number 136000, the highest CMmax enhancement value is 20.55%. The addition of disturbance cylinder also enhances static torque value at both Reynolds number. With the optimum disturbance cylinder size used on both Reynolds number, there is no negative value of static torque which implies that with the addition of disturbance cylinder in front of the Savonius wind turbine has the self-starting ability for every angular angle.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Additional Information: | 3100020084542 RSM 621.406 Wij s-1 |
| Uncontrolled Keywords: | Coefficient of Moment, Coefficient of Power, Rasio d/D, Silinder Pengganggu, Turbin Angin Savonius |
| Subjects: | T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ935 Pipe--Fluid dynamics. Tubes--Fluid dynamics |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Asri Melati Wijayanti |
| Date Deposited: | 06 Jan 2023 03:23 |
| Last Modified: | 06 Jan 2023 03:23 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/73390 |
Actions (login required)
 |
View Item |