Studi Numerik Empat Turbin Savonius Hidrokinetik Dalam Konfigurasi In-Line Square Co-Rotating Pada Kanal Air Pendingin PLTU Paiton

Setiyanto, Daniel Ardian (2025) Studi Numerik Empat Turbin Savonius Hidrokinetik Dalam Konfigurasi In-Line Square Co-Rotating Pada Kanal Air Pendingin PLTU Paiton. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007231033-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Bauran energi tahun 2019-2023 sumber energi masih sangat didominasi oleh batubara dan gas alam. Indonesia berkomitmen pada tahun 2060 dapat mencapai Net Zero Emission (NZE). Salah satu sumber energi EBT yang dapat dimanfaatkan ialah energi air. Aplikasi pemanfaatan energi air menjadi sumber energi ialah pemanfaatan pada aliran pada kanal air pendingin PLTU. Pada penelitian ini dilakukan dengan metode simulasi numerik, turbin Savonius disusun konfigurasi in-line square co-rotating pada putaran searah jarum jam dengan variasi jarak antar turbin (S/D) sebesar 2,1, 3,46, 5,19, 6,92, 8,65, 10,38, 12,11, 13,84, 17,30, dan 23,79 dengan S adalah jarak antara dua turbin baik secara horizontal dan vertikal dan D adalah diameter turbin Savonius. Jarak inlet dengan pusat turbin bagian depan minimal 10L dan jarak outlet dengan pusat turbin belakang minimal 15L. Grid Independency Test dilakukan dan dipilih pola mesh dengan jumlah elemen 133227. Penelitian Patel, et al digunakan untuk proses validasi dan didapatkan rata-rata error 2.78%. Geometri yang dimodelkan 2 dimensi. Simulasi menggunakan aliran trancient, mode turbulen k-epsilon realizable dengan variasi TSR 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, 1,0 dan 1,2. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini yaitu pada variasi jarak S/D 2,10 dan 3,46 setiap turbin masih menjadi satu kesatuan sehingga sehingga aliran air mengarah ke bagian luar keempat turbin tersebut. Pada variasi jarak S/D = 5,19; 6,92; 8,65; 10,38; 12,11; 13;84 dan 17,30, pada variasi tersebut pengaruh masing-masing turbin satu dengan lainnya perlahan mulai berkurang. Pada variasi jarak terjauh S/D = 23,79, performa keempat turbin menurun dikarenakan posisi turbin yang berdekatan dengan dinding kanal. Semakin besar variasi S/D (hingga S/D 17,30) menyebabkan performa turbin semakin baik terutama pada turbin 3 dan 4. Hal tersebut juga berbanding lurus dengan besaran torsi statis yang bekerja pada turbin 3 dan 4 yang mana semakin besar torsi statis maka kemampuan untuk self starting pada turbin tersebut semakin mudah.
=========================================================================================================================================
The 2019-2023 energy mix is still heavily dominated by coal and natural gas. Indonesia is committed to achieving Net Zero Emission (NZE) by 2060. One of the renewable energy sources that can be utilized is water energy. The application of water energy utilization into an energy source is the utilization of the flow in the PLTU cooling water channel. In this study conducted by numerical simulation method, the Savonius turbine is arranged in-line square co-rotating configuration in clockwise rotation with variation of distance between turbines (S/D) of 2.1, 3.46, 5.19, 6.92, 8.65, 10.38, 12.11, 13.84, 17.30, and 23.79 with S is the distance between two turbines both horizontally and vertically and D is the diameter of the Savonius turbine. The inlet distance with the front turbine center is at least 10L and the outlet distance with the rear turbine center is at least 15L. Grid Independency Test was conducted and a mesh pattern with 133227 elements was selected. Patel, et al's research was used for the validation process and an average error of 2.78% was obtained. The geometry modeled is 2-dimensional. Simulation using trancient flow, k-epsilon realizable turbulent mode with TSR variations of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 and 1.2. The results obtained from this study indicate that at S/D distances of 2.10 and 3.46, each turbine remains a single unit, causing the water flow to be directed toward the outer sections of the four turbines. At variations in distance S/D = 5.19; 6.92; 8.65; 10.38; 12.11; 13.84, and 17.30, the influence of each turbine on the others gradually begins to decrease. At the farthest distance variation S/D = 23.79, the performance of the four turbines decreases due to their proximity to the canal wall. As the S/D variation increases (up to S/D 17.30), turbine performance improves, particularly for turbines 3 and 4. This is directly proportional to the magnitude of the static torque acting on turbines 3 and 4, where a larger static torque makes self-starting easier for these turbines.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Turbin Savonius, Metode Numerik, In Line Square, Co-Rotating, Savonius Turbine, Numerical Method, In Line Square, Co-Rotating
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ266 Turbines. Turbomachines (General)
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Daniel Ardian Setiyanto
Date Deposited:	29 Jul 2025 01:20
Last Modified:	29 Jul 2025 01:20
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/121688

Actions (login required)

View Item