Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Penempatan Silinder Sirkular Sebagai Pengganggu di Depan Returning Blade Turbin "Studi Kasus untuk Ukuran Silinder Pengganggu d/D = 0,2; S/D = 1,3; pada Kecepatan Angin = 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 m/s"

Dewi, Ratna Malyana (2021) Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Penempatan Silinder Sirkular Sebagai Pengganggu di Depan Returning Blade Turbin "Studi Kasus untuk Ukuran Silinder Pengganggu d/D = 0,2; S/D = 1,3; pada Kecepatan Angin = 4, 5, 6, 7, 8, 9, dan 10 m/s". Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111640000005-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Berdasarkan Statistik Ketenagalistrikan 2018 Edisi No. 32 Tahun Anggaran 2019, konsumsi tenaga listrik tahun 2018 mengalami peningkatan sebesar 0,04 GWH perkapita dari konsumsi listrik tahun 2017. Pada sumber data yang sama disebutkan juga bahwa 81,3% energi listrik dihasilkan dari pembangkit-pembangkit dengan bahan bakar sumber daya tak terbarukan seperti batu bara, minyak bumi, dan gas alam. Sebagai negara dengan garis pantai yang panjang, potensi angin di beberapa daerah Indonesia cukuplah besar dengan kecepatan rata-rata berkisar 3 – 6 m/s. Dengan potensi seperti ini, maka diperlukan sebuah turbin angin yang mampu bekerja di kecepatan angin rendah seperti turbin angin Savonius. Turbin angin Savonius merupakan salah satu turbin angin jenis vertikal yang bekerja dengan cara menerima drag dari aliran angin untuk diubah menjadi torsi dan membuat rotor berputar yang kemudian diubah menjadi energi listrik oleh generator. Dengan beberapa keuntungan yang dimiliki seperti kontruksi yang sederhana dan biaya operasi yang murah, pada turbin angin Savonius ditemukan kelemahan berupa tingkat efisiensinya yang rendah. Salah satu cara untuk meningkatkan kinerja dari turbin Savonius adalah dengan meletakkan sebuah pengganggu berupa silinder sirkular di depan returning blade turbin.
Penelitian peningkatan kinerja turbin Savoinus ini dilakukan menggunakan turbin angin Savonius single stage dengan 2 sudu turbin. Turbin yang digunakan memiliki dimensi berupa diameter sudu (D) sebesar 165,2 mm, tinggi (H) 294,4 mm, aspect ratio (H/L) ≈ 1, diameter end plate (Do) 321 mm, dan diameter poros (b) sebesar 19 mm. Penelitian juga menggunakan silinder pengganggu yang diletakkan di depan returning blade dengan rasio diameter silinder pengganggu terhadap diameter sudu turbin (d/D) sebesar 0,2. Variasi yang digunakan adalah variasi rasio jarak silinder pengganggu terhadap diameter sudu turbin (S/D) sebesar 1,3, serta variasi kecepatan angin sebesar 4 – 10 m/s. Pada penelitian digunakan pula beberapa alat pengukuran agar didapatkan nilai yang tepat seperti anemometer untuk mengukur kecepatan angin, torquemeter untuk pengukuran torsi statis, dan tachometer untuk mengukur kecepatan putar turbin.
Hasil yang didapatkan pada penelitian ini adalah penggunaan silinder pengganggu dengan rasio d/D = 0,2 di depan returning blade sejauh S/D = 1,3 terbukti efektif meningkatkan performa turbin angin Savonius pada seluruh variasi kecepatan. Peningkatan performa didasarkan pada peningkatan nilai Coefficient of Power (CoP), peningkatan nilai Coefficient of Moment (CM), dan peningkatan nilai torsi statis (Ts). Pada pengukuran nilai Coefficient of Power (CoP), peningkatan CoP maksimum tertinggi didapatkan pada kecepatan angin 4 m/s dengan nilai peningkatan sebesar 57,75%. Pada pengukuran nilai Coefficient of Moment, peningkatan CM maksimum tertinggi didapatkan pada kecepatan angin 9 m/s dengan nilai peningkatan sebesar 19,59%. Pada pengukuran torsi statis (Ts), didapatkan peningkatan nilai Ts maksimum tertinggi pada kecepatan 7 m/s dengan nilai peningkatan sebesar 2 N.cm.
==================================================================================================================
Based on Electricity Statistics 2018 Edition No. 32 The Fiscal Year 2019, electricity consumption in 2018 has increased by 0,04 GWH per capita from electricity consumption in 2017. In the same data source, it is also stated that 81,3% of electrical energy is generated from power plants using non-renewable sources of fuel. such as coal, petroleum, and natural gas. As a country with a long coastline, the wind potential in Indonesia’s area is realtively high with average speeds ranging from 3 - 6 m/s. With this potential, a wind turbine that can work at low wind speeds is needed, such as the Savonius wind turbine. The Savonius wind turbine is a vertical type of wind turbine that works by receiving drag from the wind flow to convert it into torque and make the rotor rotates which is then converted into electrical energy by a generator. With several advantages such as simple construction and low operating costs, the Savonius wind turbine has a weakness which is low efficiency. One of the ways to improve the performance of the Savonius turbine is to place a disturbance in the form of a circular cylinder in front of the returning turbine blade.
This research on improving the performance of the Savonius turbine was carried out using a single-stage Savonius wind turbine with 2 turbine blades. The turbine used has dimensions of blade diameter (D) of 165,2 mm, height (H) 294,4 mm, aspect ratio (H/L) ≈ 1, end plate diameter (Do) 321 mm, and shaft diameter (b) by 19 mm. This study also used a disturbance cylinder installed in front of the returning blade with a ratio of disturbance cylinder diameter to turbine blade diameter (d/D) of 0,2. The variations used are variations in the ratio of the disturbance cylinder distance to the turbine blade diameter (S/D) of 1,3, and variations in wind speed of 4 – 10 in m/s units. In this study, several measurement tools were used to obtain the correct value, such as an anemometer to measure the wind speed, a torquemeter to measure the static torque, and a tachometer to measure the turbine rotational speed.
The results of this study are the use of disturbance cylinders with a ratio of d/D = 0,2 in front of the returning blade at a distance of S/D = 1,3, proven efectively to improve the performance of the Savonius wind turbine at all speed variations. The Performance improvements are based on an increase in the Coefficient of Power (CoP) value, an increase in the Coefficient of Moment (CM) value, and an increase in the value of static torque (Ts). In measuring the Coefficient of Power (CoP) value, the highest maximum CoP increase was obtained at a wind speed of 4 m/s with an increased value of 57,75%. In measuring the Coefficient of Moment value, the highest maximum CM increase was obtained at a wind speed of 9 m/s with an increased value of 19,59%. In measuring the static torque (Ts), the highest maximum Ts value increases at a speed of 7 m/s with an increased value of 2 N.cm.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	turbin angin savonius, silinder pengganggu, koefisien daya, koefisien momen, savonius wind turbine, disturbance cylinder, coefficient of power, coefficient of moment
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	RATNA MALYANA DEWI
Date Deposited:	09 Mar 2021 02:22
Last Modified:	09 Mar 2021 02:22
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/83828

Actions (login required)

View Item