Studi Numerik Instalasi Konfigurasi Empat Turbin Hidrokinetik Savonius Pada Kanal Air pendingin PLTU Paiton

Wulaningtyas, Oktafika (2025) Studi Numerik Instalasi Konfigurasi Empat Turbin Hidrokinetik Savonius Pada Kanal Air pendingin PLTU Paiton. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007231008-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Krisis energi saat ini merupakan isu mendesak akibat penurunan drastis cadangan energi fosil. Berbagai negara berupaya mengembangkan energi terbarukan, salah satunya energi terbarukan adalah energi air yang lebih bersih dan dapat diprediksi dari aliran sungai, danau, dan kanal. Kanal air pendingin PLTU Paiton, yang memiliki panjang 2 km, lebar 15 m, dan kedalaman 10 m dengan kecepatan aliran 1-2,8 m/s, dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin hidrokinetik Savonius. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan jarak optimal antara empat turbin Savonius tandem yang dipasang pada kanal air pendingin PLTU Paiton Penelitian ini menggunakan simulasi numerik dengan Software Ansys Fluent 2023 R2 dengan permodelan 2D dan model turbulence viscous realizable k-epsilon. Simulasi dilakukan dengan konfigurasi empat turbin yang disusun secara tandem berputar searah dan berlawanan arah yang dipasang di kanal air pendingin PLTU Paiton. Variasi jarak antara turbin (T/D) yang digunakan adalah 2,1; 4,4; 40; 60; 250; 260; 270; 280; dan 300. Hasil penelitian yang akan didapatkan yaitu pada jarak sangat dekat (T/D = 2,1 dan 4,4), interaksi antar turbin sangat kuat, menyebabkan performa turbin 1 dan 2 menurun akibat gangguan dari turbin 3 dan 4 di belakangnya. Turbin 3 dan 4 yang berada dalam wake turbin depan menunjukkan performa jauh lebih rendah dibandingkan turbin tunggal. Pada jarak menengah hingga jauh (T/D = 60), interaksi ini mulai berkurang. Turbin 1 dan 2 mencapai performa setara dengan turbin tunggal, sementara turbin 3 dan 4 masih terpengaruh terhadap turbin 1 dan turbin 2 sehingga menghasilkan performa lebih rendah dari turbin tunggal. Pada jarak T/D = 250 hingga 300, pengaruh antar turbin semakin kecil, dengan performa turbin 3 dan 4 mendekati, bahkan melebihi, turbin tunggal. Pada T/D = 250, jarak optimal untuk empat turbin mencapai performa optimal dengan interaksi minimal dan hasil hampir identik dengan turbin tunggal.
=======================================================================================================================================
The current global energy crisis is an urgent issue due to the drastic decline in fossil fuel reserves. Various countries are working to develop renewable energy sources, one of which is hydropower, known for being cleaner and more predictable from river, lake, and canal flows. The cooling water channel of PLTU Paiton, which is 2 km long, 15 m wide, and 10 m deep, with flow velocities ranging from 1 to 2.8 m/s, can drive Savonius hydrokinetic turbines. This study aims to determine the optimal spacing between four tandem-arranged Savonius turbines installed in the cooling water channel of the Paiton coal-fired power plant. This study employs numerical simulations using ANSYS Fluent 2023 R2 software with a 2D modeling approach and the realizable k-epsilon viscous turbulence model. The simulations are conducted with four tandem turbines rotating in clockwise and counterclockwise directions, installed in the cooling water channel of the Paiton coal-fired power plant (PLTU Paiton). The turbine spacing ratio (T/D) variations used are 2.1, 4.4, 40, 60, 250, 260, 270, 280, and 300. The research findings reveal that at very close distances (T/D = 2.1 and 4.4), the interaction between turbines is highly significant, leading to a decrease in the performance of turbines 1 and 2 due to interference from turbines 3 and 4 positioned behind them. Turbines 3 and 4, which operate within the wake of the front turbines, exhibit significantly lower performance compared to a single turbine. At intermediate to farther distances (T/D = 60), these interactions begin to diminish. Turbines 1 and 2 achieve performance levels comparable to a single turbine, while turbines 3 and 4 remain influenced by turbines 1 and 2, resulting in lower performance than a single turbine. At distances of T/D = 250 to 300, the inter-turbine influence becomes negligible, with turbines 3 and 4 achieving performance levels close to, or even exceeding, those of a single turbine. At T/D = 250, the optimal spacing for the four turbines is achieved, resulting in minimal interaction and performance nearly identical to that of a single turbine.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	PLTU Paiton, tandem, Turbin hidrokinetik, turbin Savonius Power Plant Paiton, Tandem, Hydrokinetic turbine, Savonius turbin
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Oktafika Wulaningtyas
Date Deposited:	25 Jul 2025 04:04
Last Modified:	25 Jul 2025 04:04
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/121789

Actions (login required)

View Item