Studi Eksperimen Kinerja Turbin Angin Savonius Yang Terintegrasi Dengan Gedung “Studi Kasus Untuk Sudu Advancing Dekat Dinding Gedung Pada Jarak G/D = 1,0018 Dan Dengan Kecepatan Angin 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 (m/s)”

Sholikhah, Naufallia Fitri (2021) Studi Eksperimen Kinerja Turbin Angin Savonius Yang Terintegrasi Dengan Gedung “Studi Kasus Untuk Sudu Advancing Dekat Dinding Gedung Pada Jarak G/D = 1,0018 Dan Dengan Kecepatan Angin 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 (m/s)”. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000105-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Energi listrik diperkirakan akan menjadi energi final dengan permintaan tertinggi pada tahun 2050, di mana permintaan listrik diproyeksikan mencapai 2.214 TWh. Dalam usaha pemenuhan kebutuhan listriknya, Indonesia masih banyak bergantung pada bahan bakar fosil yang ketersediaannya di alam sangat terbatas. Oleh karena itu, Indonesia harus mempertimbangkan energi baru dan terbarukan (EBT) untuk mengambil peran yang lebih besar
dalam produksi listrik nasional. Salah satu jenis EBT yang dapat dikembangkan di Indonesia adalah energi angin yang memiliki potensi mencapai 60.647 MW. Kecepatan angin rata-rata yang terbilang rendah, yakni berkisar 3–6 m/s, menjadikan Indonesia cocok untuk penggunaan turbin angin Savonius yang mampu beroperasi pada aliran dengan kecepatan rendah dan arah yang berubah-ubah. Di sisi lain, seiring dengan pertumbuhan kawasan urban, turbin angin banyak dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan listrik kawasan perkotaan dengan cara dipasang pada
bangunan (Building Augmented Wind Turbine/BAWT).
Pemasangan pada bangunan tinggi memungkinkan turbin angin
untuk memanfaatkan aliran bebas hambatan serta lebih hemat dari segi biaya karena tidak lagi memerlukan struktur menara yang terlalu tinggi. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui nilai kecepatan angin optimum yang menghasilkan kinerja terbaik pada turbin Savonius yang terintegrasi dengan bangunan.
Pada penelitian ini, digunakan turbin angin Savonius dua
sudu dengan diameter sudu (D) 165,2 mm, tinggi turbin (H) 303,4 mm, diameter poros (b) 19 mm, dan diameter end plate (D0) 321 mm. Turbin Savonius diletakkan di samping suatu model dinding bangunan pada sisi advancing-nya dengan rasio jarak pusat turbin ke dinding terhadap diameter sudu turbin (G/D) sebesar 1,0018. Model dinding memiliki dimensi panjang 1550 mm, lebar 450 mm, dan tinggi 705 mm. Variasi kecepatan angin yang digunakan pada penelitian adalah sebesar 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 m/s, yang diukur menggunakan anemometer. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran terhadap torsi statis menggunakan torque meter dan torsi dinamis menggunakan brake dynamometer.
Hasil yang didapatkan pada penelitian menunjukkan bahwa
penempatan model dinding di samping advancing blade turbin angin Savonius pada jarak G/D = 1,0018 efektif dalam meningkatkan performa turbin pada kecepatan angin 4 m/s. Hal ini ditandai dengan meningkatnya nilai Coefficient of Power maksimum (CoPmax) sebesar 55,43% dari nilai Coefficient of Power maksimum pada turbin tanpa dinding (CoP0max) dan peningkatan nilai Coefficient of Moment maksimum (CMmax) sebesar 45,51% dari nilai Coefficient of Moment maksimum pada turbin tanpa dinding (CM0max). Selain itu, penempatan model dinding di samping advancing blade turbin angin Savonius pada jarak G/D = 1,0018 efektif untuk meningkatkan kemampuan selfstarting turbin pada kecepatan angin 5 m/s hingga 9 m/s, yang
ditandai dengan meningkatnya nilai Koefisien Torsi Statis
minimum (CTS0min).
==================================================================================================
Electrical energy is estimated to be the final energy with the highest demand in 2050, where the request for electricity is projected to be reaching 2,214 TWh. To meet their electricity needs, Indonesia still depends a lot on fossil fuel which is very limited. Therefore, Indonesia should consider new and renewable energy to take on a more significant role in electricity production. One type of renewable energy that can be exploited in Indonesia is wind energy, with the potential of up to 60,647 MW. The low wind speed, which is about 3–6 m/s, makes Indonesia a suitable place for the Savonius wind turbine to operate at flow with low speed and frequently changed direction. On the other side, along with the growth of urban areas, wind turbines have been utilized to fulfil the city’s electricity needs by installing them on a building structure (Building Augmented Wind Turbine/BAWT). By installing on a tall building, makes it possible for the wind turbine to harness undisturbed flow and utilize tall structure without the need to provide additional support tower, thus more economical. This work aims to obtain the optimum wind speed that produces the highest performance on a building integrated Savonius turbine.
In this work, a two-bladed Savonius turbine with blade diameter (D) of 165.2 mm, turbine height (H) of 303.4 mm, spindle diameter (b) of 19 mm, and end plate diameter (D0) of 321 mm is used. The Savonius turbine is placed beside a building wall model at its advancing side with G/D 1.0018. The wall model has a length of 1,550 mm, a width of 450 mm, and a height of 705 mm. This work uses wind speed variations of 4, 5, 6, 7, 8 and 9 m/s measured with an anemometer. Measurement of static torque with torque meter and dynamic torque with brake dynamometer will be done in this work.
The results obtained in this study show that the placement of a wall model besides the advancing blade of a Savonius wind turbine at the distance of G/D = 1.0018 effectively improves the turbine’s performance at the wind speed of 4 m/s. It is indicated by an increase in the maximum Coefficient of Power (CoPmax) by 55.43% and an increase in the maximum Coefficient of Moment (CMmax) by 45.51%. The placement of a wall model besides the advancing blade of a Savonius wind turbine at the distance of G/D = 1.0018 is also effective in improving the turbine’s self-starting ability at the wind speed of 5 m/s to 9 m/s, which is indicated by the increasing value of the minimum Static Torque Coefficient (CTsmin).

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Turbin angin Savonius, BAWT, Kecepatan angin, Coefficient of Power, Coefficient of Moment, Savonius wind turbine, BAWT, Wind velocity, Coefficient of Power, Coefficient of Moment
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering
Depositing User:	Naufallia Fitri Sholikhah
Date Deposited:	11 Aug 2021 15:32
Last Modified:	11 Aug 2021 15:32
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/85549

Actions (login required)

View Item