Analisis Kinerja Aerodinamik Dari Turbin Angin Savonius Single Stage Dengan Pendekatan Computational Fluid Dynamiic (CFD) Dan Studi Eksperimental

Pangestu, Diyantra Muhammad (2022) Analisis Kinerja Aerodinamik Dari Turbin Angin Savonius Single Stage Dengan Pendekatan Computational Fluid Dynamiic (CFD) Dan Studi Eksperimental. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000115-Undergraduate Thesis.pdf Download (5MB)

Abstract

Seiring dengan berkembangnya teknologi, kebutuhan energi listrik akan terus meningkat. Akan tetapi, sumber energi listrik di Indonesia masih menggunakan bahan bakar fosil. Hal ini sangat berdampak buruk bagi lingkungan mengingat pemanasan global yang terus meningkat tiap tahunnya akibat penggunaan bahan bakar fosil. Oleh karena itu, perlu dilakukan riset energi terbarukan untuk meggantikan bahan bakar fosil sebagai penghasil energi listrik. Salah satu contoh energi terbarukan yang dapat digunakan adalah energi angin. Energi angin dapat diekstrak melalui kincir atau turbin angin. Turbin angin Savonius merupakan salah satu jenis dari Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan angin terhadap daya dan torsi yang dihasilkan oleh turbin, mengetahui nilai Cp dan Cm yang dihasilkan oleh turbin, dan membandingkan hasil kinerja turbin antara simulasi dan eksperimen. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu studi numerik kemudian studi eksperimen. Studi numerik pada penelitian ini menggunakan software ANSYS Workbench 18.1 unntuk menganalisa kinerja dari turbin. Studi numerik dibagi menjadi tiga bagian yaitu, pre-processing, solving, dan post-processing. Studi eksperimen dilakukan pada kondisi keadaan angin terbuka. Kecepatan angin, kecepatan putar poros turbin, voltase dan kuat arus listrik dihasilkan oleh generator akan diukur. Data-data tersebut kemudian diolah lagi agar mendapat nilai Cp dan Cm yang dihasilkan oleh turbin. Variasi yang digunakan pada studi numerik adalah variasi kecepatan angin dari 3 /s sampai 9 m/s, sedangkan pada studi eksperimen didapatkan variasi kecepatan angin maksimum sebesar 5.1 m/s. Hasil yang didapat dari penelitian ini adalah nilai daya dan torsi yang dihasilkan oleh turbin angin Savonius tidak selalu meningkat dengan semakin besarnya kecepatan angin yang melewati turbin. Nilai daya dan torsi yang dihasilkan oleh turbin angin akan meningkat pada kecepatan awal, namun pada suatu titik, nilai daya dan torsi yang dihasilkan oleh turbin angin Savonius akan menurun. Dari analisa data didapatkan nilai maksimum Cp dan Cm dari turbin hasil studi numerik adalah sebesar 0.48 dan 0.37. Nilai maksimum Cp dan Cm dari turbin hasil studi eksperimen adalah sebesar 0.053 dan 0.048. Dari penelitian juga didapatkan bahwa performa turbin angin Savonius hasil studi eksperimen lebih buruk dibandingkan dengan performa turbin hasil studi numerik. Penurunan performa turbin ini disebabkan karena adanya gesekan pada bearing, misalignment pada shaft turbin, dan getaran dari turbin yang menyebabkan banyak energi yang terbuang.
==================================================================================================================================
Along with the development of technology, the need of electricity will increase. However, the source of electricity in Indonesia stiil using fossil energy. This is very bad for the environment because the global warming is increasing each year due to usage of fossil energy. Therefore, a research regarding renewable energy is needed to replace fossil energy as the source of electricity. One of the renewable energy that can be used is wind energy. Wind energy can be extracted by means of turbine. Savonius wind turbine is one type of Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). This study is intended to find the effect of wind velocity to power and torque generation of the turbine, find the Cp and Cm value of the turbine, and to compare the turbine performance from numerical analysis and experiment analysis. This study is done in two phases, which is numerical analysis then experiment analysis.Numerical analysis is done by using ANSYS Workbench 18.1 software to analyze the performance of the turbine. Numerical analysis is split into three parts, which is pre-processing, solving, and post processing. Experimental analysis is done in the condition of open area. The velocity of the wind, rotational velocity of the turbine, voltage and electricity current form generator will be measured. Those data will be processed again to find the Cp and Cm value of the turbine. The variation that is used in numerical study is variation of wind velocity from 3 m/s to 9 m/s, whereas in experimental study the maximum wind velocity is 5.1 m/s.The results obtained from this study are the value of power and torque generated by the Savonius wind turbine doesn’t always increase with the increasing wind velocity that passes through the turbine. The power and torque generated by the wind turbine will increase at lower speed, but at some point it will decrease. From the data analysis, the maximum value of Cp and Cm from the numerical study are 0.48 and 0.37, respectively. The maximum value of Cp and Cm from the experimental study are 0.053 and 0.048, respectively. It was also found that the performance of the Savonius wind turbine from the experimental study is way worse than the numerical study. This performance drop is caused by friction in the bearings, misalignment of the shaft, and vibration from the turbine which causes a lot of energy loss.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 621.406 Pan a-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Angin, Cm, Cp, Daya, Savonius, Torsi, Savonius, Torque, Wind
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	24 Feb 2025 06:10
Last Modified:	24 Feb 2025 06:10
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118852

Actions (login required)

View Item