Studi Numerik Pemanfaatan Turbin Air Darrieus Sumbu Vertikal sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro

Firmansyah, Raihan Alif (2025) Studi Numerik Pemanfaatan Turbin Air Darrieus Sumbu Vertikal sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 2039211037-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) merupakan sistem pembangkit listrik skala kecil yang memanfaatkan energi aliran air dengan kapasitas antara 5 kW – 1 MW per unit. Turbin air Darrieus sumbu vertikal menjadi salah satu pilihan yang potensial karena dapat beroperasi tanpa memerlukan sistem kendali arah aliran. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi bentuk airfoil terhadap kinerja turbin air Darrieus guna menentukan konfigurasi yang paling optimal. Simulasi dilakukan menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan membandingkan beberapa jenis profil airfoil untuk mengamati dampaknya terhadap daya turbin, torsi, Coefficient of Power (Cp), efisiensi, pada variasi Tip Speed Ratio (TSR). Data dianalisis dalam bentuk grafik melalui CFD menggunakan ANSYS Fluent yang memungkinkan penyelesaian berbagai parameter bebas secara efisien, sekaligus mengurangi biaya dan waktu dibandingkan metode eksperimen trial and error. Hasil simulasi menunjukkan bahwa Airfoil FXL142K memiliki performa paling stabil pada setiap variasi TSR dimana Cp berkisar 0,1465 dan Cm 0,1172 serta kemampuan self-starting yang baik. Airfoil S1046 menghasilkan daya tertinggi 784 W dan Cp 0,1785 pada TSR 1,25. Sebaliknya, Airfoil NACA 0015 menunjukkan performa terendah dengan daya hanya 511 W dan Cp 0,1164, serta kemampuan self-starting yang lemah.
=================================================================================================================================
Micro-hydropower plants (MHPP) are small-scale energy systems harnessing water flow with capacities ranging from 5 kW to 1 MW per unit. Among various turbine designs, the vertical-axis Darrieus turbine presents a promising solution due to its ability to operate without flow direction control mechanisms. This study investigates the influence of airfoil profile variations on the performance of a Darrieus water turbine to determine the most optimal configuration. Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations were conducted using ANSYS Fluent, comparing multiple airfoil geometries to evaluate their impact on turbine power output, torque, power coefficient (Cp), and efficiency across varying Tip Speed Ratios (TSR). CFD analysis enables efficient parametric evaluation, significantly reducing both time and cost compared to conventional experimental approaches. The simulation results indicate that the FXL142K airfoil delivers the most stable performance across TSR variations, achieving a Cp of approximately 0.1465 and Cm of 0.1172, with superior self-starting capability. The S1046 airfoil recorded the highest power output of 784 W and a Cp of 0.1785 at a TSR of 1.25. Conversely, the NACA 0015 airfoil exhibited the lowest performance, producing only 511 W and a Cp of 0.1164, alongside poor self-starting characteristics.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Turbin Air, Turbin Crossflow, CFD. Water Turbine, Crossflow Turbine, CFD.
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ266 Turbines. Turbomachines (General)
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	Raihan Alif Firmansyah
Date Deposited:	07 Aug 2025 02:06
Last Modified:	07 Aug 2025 02:06
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/127879

Actions (login required)

View Item