Studi Numerik Empat Turbin Savonius Hidrokinetik dalam Konfigurasi In-Line Square Counter-Rotating pada Kanal Air Pendingin PLTU Paiton

Anutup, Diko (2025) Studi Numerik Empat Turbin Savonius Hidrokinetik dalam Konfigurasi In-Line Square Counter-Rotating pada Kanal Air Pendingin PLTU Paiton. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007231046-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (30MB) | Request a copy

Abstract

Isu terkait kerusakan lingkungan dan keterbatasan sumber energi konvensional menjadi topik yang populer untuk dibahas akibat dari efek rumah kaca. Energi hidro dianggap sebagai solusi potensial untuk mengantisipasi permasalahan tersebut, mengingat Indonesia memiliki potensi sumber energi air yang menjanjikan, salah satunya adalah saluran buatan. Terdapat saluran air pendingin dengan dimensi 15 m × 10 m × 11 m dan kecepatan aliran air berkisar antara 1 hingga 2,8 m/s, yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi menggunakan turbin hidrokinetik. Penelitian ini menggunakan empat turbin hidrokinetik jenis Savonius untuk menentukan jarak optimal antara turbin hulu dan hilir guna memaksimalkan kinerja turbin. Penelitian ini dilakukan melalui simulasi numerik menggunakan perangkat lunak ANSYS Fluent. Konfigurasi simulasi terdiri dari empat turbin yang disusun secara in-line dengan arah putaran berlawanan (counter-rotating). Variasi jarak antar turbin diatur pada nilai S/D sebesar 2,10; 3,46; 5,19; 6,92; 8,65; 10,38; 12,11; 13,84; 17,30; dan 23,79. Simulasi dilakukan dalam bentuk 2D dengan menggunakan model turbulensi realizable k-ε, dan algoritma SIMPLE digunakan untuk menyelesaikan persamaan aliran. Persamaan momentum dan tekanan diselesaikan menggunakan skema second order. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada jarak antar turbin terdekat (S/D = 2,13), jarak tersebut memberikan pengaruh yang sangat dominan terhadap kinerja keseluruhan. Seiring dengan bertambahnya rasio S/D, kinerja turbin mengalami peningkatan dan mencapai puncaknya pada S/D = 17,30. Namun, penurunan kinerja yang sedikit teramati pada S/D = 23,79. Temuan ini mengindikasikan bahwa penempatan turbin terlalu dekat dengan dinding saluran tidak selalu memberikan keuntungan terhadap peningkatan kinerja.
====================================================================================================================================
Related issues regarding environmental damage and the scarcity of conventional energy sources have become popular topics due to the Greenhouse Effect, which is believed to be climate change major contributor. Hydropower is considered a potential solution to anticipate the issues as Indonesia offers promising sources of water energy, i.e. man-made channel. There is a cooling water channel with dimension 15 m x 10 m x 11 m and water flow speed ranging from 1 to 2,8 m/s, which can be utilizied to generate energy using hydrokinetic turbines. This study utilizied four hydrokinetic Savonius turbines to determine the optimal spacing between upstream and downstream turbines, thereby maximizing the performance of the turbine. This research was conducted through numerical simulations using ANSYS Fluent. The simulation featured a configuration of four turbines arranged in-line with counter-rotating directions. Turbine spacing variation were set at S/D of 2,10; 3,46; 5,19; 6,92; 8,65; 10,38; 12,11; 13,84; 17,30; and 23,79. The simulations were carried out in 2D using the realisable k-ε turbulence model, and the SIMPLE algorithm was employed to solve flow equations. Momentum and pressure equations were solved using second-order schemes. The results indicate at closest turbine spacing (S/D = 2.13), the spacing exerts highly dominant influence on overall performance. As the S/D ratio increases, the performance of the turbines also improves, reaching its peak at S/D = 17.30. However, slight decline in performance is observed at S/D = 23.79. This suggests that placing turbines too close to channel walls does not necessarily yield performance benefits.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Studi numerikal, Turbin Savonius hidrokinetik, Konfigurasi in-line square, Coefficient of power, Coefficient of moment Numerical study, Hydrokinetic Savonius Turbines, In-line Square Configurations, Coefficient of Power, Coefficient of Moment
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:	Diko Anutup
Date Deposited:	31 Jul 2025 03:03
Last Modified:	31 Jul 2025 03:03
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/123381

Actions (login required)

View Item