Studi Eksperimental Sistem Pemanen Energi Angin Berbasis Piezoelektrik dengan Media Turbin Vertikal dan Bantuan Pegas

Arkaan, Diaz Zeva (2025) Studi Eksperimental Sistem Pemanen Energi Angin Berbasis Piezoelektrik dengan Media Turbin Vertikal dan Bantuan Pegas. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5019211094-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dan menguji sistem pemanen energi angin berbasis piezoelektrik menggunakan turbin vertikal tipe Savonius yang dilengkapi dengan mekanisme pegas. Latar belakang penelitian ini adalah kebutuhan akan sumber energi terbarukan untuk mendukung perangkat berdaya rendah seperti sensor nirkabel dan sistem Internet of Things (IoT). Sistem dirancang untuk mengonversi energi kinetik angin menjadi energi listrik melalui tekanan mekanis berulang pada material piezoelektrik PZT yang ditimbulkan oleh gerakan pemukul dan piston. Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium melalui proses pemodelan mekanisme, fabrikasi komponen dengan pencetakan 3D, serta pengujian eksperimental. Variasi pengujian meliputi jumlah bilah turbin (2 dan 4), panjang pegas (50 mm dan 100 mm), jenis material pegas (steel dan stainless steel), serta kecepatan rotasi turbin (200–400 RPM). Data tegangan listrik dikumpulkan menggunakan arduino dan multimeter, kemudian dianalisis untuk menilai efisiensi konversi energi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konfigurasi terbaik diperoleh pada turbin 4 bilah dengan pegas baja sepanjang 50 mm pada kecepatan 400 RPM, menghasilkan tegangan maksimum sebesar 1,296 V. Penambahan jumlah bilah turbin dan pemilihan material pegas terbukti memengaruhi performa sistem secara signifikan. Penelitian ini menunjukkan bahwa pemanen energi berbasis piezoelektrik dengan turbin vertikal dapat menjadi solusi energi alternatif yang efektif, efisien, dan berkelanjutan, terutama pada wilayah dengan kecepatan angin rendah. Sistem ini berpotensi besar untuk diaplikasikan pada perangkat berdaya rendah seperti perangkat IoT di masa depan. =====================================================================================================================================
This study aims to develop and test a piezoelectric-based wind energy harvesting system using a Savonius-type vertical turbine combined with a spring mechanism. The research is motivated by the growing demand for renewable energy to support low-power devices such as wireless sensors and Internet of Things (IoT) systems. The system is designed to convert wind kinetic energy into electrical energy via repeated mechanical pressure on PZT piezoelectric material, triggered by a striker and piston mechanism. The research was conducted at laboratory scale, involving mechanism modeling, 3D printing fabrication, and experimental testing. Variations tested include turbine blade count (2 and 4), spring length (50 mm and 100 mm), spring materials (steel and stainless steel), and turbine rotational speed (200–400 RPM). Voltage output data were collected using arduino and multimeter, then analyzed to evaluate energy conversion efficiency. Results showed the optimal configuration was a 4-blade turbine with a 50 mm steel spring at 400 RPM, producing a peak voltage of 1.296 V. Increased blade count and appropriate spring material significantly improved system performance. This study demonstrates that a piezoelectric-based energy harvester using a vertical turbine offers an effective, efficient, and sustainable renewable energy solution, especially in low-wind areas. The system holds promising potential for future low-power applications such as IoT devices.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	energi angin, energi terbarukan, IoT (Internet of Things), turbin vertikal, piezoelektrik, IoT (Internet of Things), piezoelectric, renewable energy, vertical turbine, wind energy.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Diaz Zeva Arkaan
Date Deposited:	01 Aug 2025 07:36
Last Modified:	01 Aug 2025 07:36
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/125061

Actions (login required)

View Item