Studi Numerik Dua Turbin Air Savonius Tersusun Secara Side-By-Side Dengan Returning Blade Berdekatan: Studi Kasus untuk Sudu Returning Berdekatan Jarak S/D sebesar 2,0; 2,167; 2,333; 2,5; 2,667; 4,167 dan 5,5 serta pada Kecepatan Aliran Air sebesar 0,25 (m/s)

Aulina, Audha Fitrah (2023) Studi Numerik Dua Turbin Air Savonius Tersusun Secara Side-By-Side Dengan Returning Blade Berdekatan: Studi Kasus untuk Sudu Returning Berdekatan Jarak S/D sebesar 2,0; 2,167; 2,333; 2,5; 2,667; 4,167 dan 5,5 serta pada Kecepatan Aliran Air sebesar 0,25 (m/s). Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007212003-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Dalam pemenuhan komitmen pada Protokol Kyoto dan Perjanjian Paris, Indonesia mulai menerapkan kebijakan net zero emission (NZE). Salah satu upaya untuk menerapkan kebijakan NZE adalah dengan menggunakan sistem transisi energi yaitu dengan melakukan pergeseran dari energi fosil yang tak terbarukan menuju energi baru terbarukan (EBT). Saat ini pemanfaatan energi baru terbarukan (EBT) di sektor kelistrikan masih didominasi oleh penggunaan tenaga air. Salah satu komponen terpenting yang digunakan dalam suatu pembangkit listrik tenaga air adalah turbin air. Turbin Savonius memiliki karakteristik mampu berputar pada kecepatan aliran fluida yang rendah. Pada penelitian ini dilakukan dengan meletakkan dua turbin air Savonius di dalam kanal air yang tersusun secara side-by-side dengan returning blade saling berdekatan yang dilakukan secara numerik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konfigurasi yang mengindikasikan kinerja yang optimum dari turbin air Savonius. Penelitian ini dilakukan dengan meletakkan dua turbin Savonius secara side-by-side dengan returning blade yang berdekatan. Kecepatan aliran air yang digunakan sebesar 0,25 m/s. Jarak antar poros turbin (S) atau perbandingan jarak antar poros turbin terhadap diameter sudu turbin (S/D) yang divariasikan yaitu sebesar 2,0; 2,167; 2,333; 2,5; 2,667; 4,167 dan 5,5. Diameter sudu turbin (D) yang digunakan sebesar 60 mm serta diameter endplate sebesar 115 mm. Penelitian dilakukan secara numerik dengan menggunakan pemodelan geometri secara 2 dimensi melalui perangkat lunak ANSYS 2021 R2. Pemodelan dilakukan dengan menerapkan model k-epsilon, realizable, dan enhanced wall treatment. Hasil yang didapatkan pada penelitian ini berupa pemasangan dua turbin Savonius secara side-by-side dengan returning blade berdekatan di dalam sebuah kanal air pada kecepatan aliran air sebesar 0,25 m/s untuk seluruh konfigurasi S/D mampu meningkatkan kinerja turbin Savonius. Semakin meningkatnya nilai S/D, kinerja pada kedua turbin semakin meningkat. Konfigurasi S/D=5,5 merupakan konfigurasi yang paling baik dalam penelitian ini karena mampu meningkatkan kinerja turbin Savonius secara signifikan. Nilai coefficient of power tertinggi sebesar 0,35 pada upper turbine dan pada lower turbine sebesar 0,35 pada tip speed ratio sebesar 1,2 yang dihasilkan oleh konfigurasi S/D=5,5. Nilai coefficient of moment tertinggi sebesar 0,5 pada upper turbine dan pada lower turbine sebesar 0,5 pada tip speed ratio sebesar 0,4 serta dihasilkan oleh konfigurasi S/D=5,5. Nilai coefficient of static torque positif mengalami peningkatan pada seluruh konfigurasi apabila dibandingkan dengan turbin tunggal namun rentang sudut azimut yang menghasilkan coefficient of static torque negatif lebih lebar dibandingkan dengan turbin tunggal.
===============================================================================================================================
In fulfilling its commitments to the Kyoto Protocol and the Paris Agreement, Indonesia began to implement a net zero emission (NZE) policy. One of the efforts to implement the NZE policy is to use an energy transition system, namely by shifting from non-renewable fossil energy to new renewable energy. Currently, the use of new and renewable energy in the electricity sector is still dominated by hydropower. One of the most important components used in a hydroelectric power plant is a water turbine. Savonius turbines have the characteristic of being able to rotate at low fluid flow speeds. This study was conducted by placing two Savonius water turbines in a channel arranged side-by-side with returning blades close to each other numerically. So this study aims to determine the configuration that indicates the optimum performance of the Savonius water turbine. This research was carried out by placing two Savonius turbines side-by-side with adjacent returning blades. The velocity used is 0.25 m/s. As well as changes made to the distance between turbine shafts (S) or the ratio of distances between turbine shafts to the diameter of the turbine blades (S/D), which is 2.0; 2,167; 2,333; 2,5; 2.667; 4.167 and 5.5. The diameter of the turbine blade (D) used is 60 mm and the endplate diameter is 115 mm. The research was carried out numerically using 2-dimensional geometric modeling through ANSYS 2021 R2 software. Modeling was carried out by applying k-epsilon, realizable, and enhanced wall treatment models.
The results obtained in this study in the form of installing two Savonius turbines side-by-side with adjacent returning blades in a water canal at a water flow speed of 0.25 m / s for all S/D configurations can improve the performance of Savonius turbines. As the S/D value increases, the performance on both turbines increases. The S/D=5.5 configuration is the best configuration in this study because it can significantly improve the performance of the Savonius turbine. The highest coefficient of power value is 0.35 in the upper turbine and in the lower turbine of 0.35 in the tip speed ratio of 1.2 produced by the S/D=5.5 configuration. The highest coefficient of moment value is 0.5 in the upper turbine and in the lower turbine is 0.5 in the tip speed ratio of 0.4 and is produced by the configuration S/D=5.5. The positive coefficient of static torque increases in all configurations when compared to a single turbine, but the azimuth angle range resulting in a negative coefficient of static torque is wider than that of a single turbine.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Coefficient of Power, Coefficient of Moment, kecepatan aliran air, konfigurasi side-by-side, turbin Savonius, side-by-side arrangement, Savonius hydrokinetic turbine
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 > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Audha Fitrah Aulina
Date Deposited:	14 Aug 2023 06:34
Last Modified:	14 Aug 2023 06:34
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/104657

Actions (login required)

View Item