Studi Eksperimen Pengaruh Silinder Sirkular sebagai Pengganggu Aliran di Depan Sisi Returning Blade Turbin Angin Savonius Terhadap Performa Turbin. 'Studi Kasus Untuk Rasio Diameter (D/D=1)'

Nawazir, Ielman Wahid (2017) Studi Eksperimen Pengaruh Silinder Sirkular sebagai Pengganggu Aliran di Depan Sisi Returning Blade Turbin Angin Savonius Terhadap Performa Turbin. 'Studi Kasus Untuk Rasio Diameter (D/D=1)'. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2112100174-Undergraduate-Theses.pdf - Published Version

Download (6MB) | Preview

Abstract

Penggunaan pembangkit berbasis Energi Baru dan Terbarukan (EBT) di Indonesia masih cukup rendah, khususnya pada energi angin yang masih sangat rendah. Kecepatan angin di Indonesia berkisar antara 3 m/s hingga 6 m/s. Pada rentang kecepatan angin tersebut, pemanfaatan turbin Savonius sangat sesuai diterapkan untuk meningkatkan penggunaan energi terbarukan. Jenis turbin ini dapat menghasilkan daya dengan memanfaatkan gaya drag yang dihasilkan oleh setiap sudu turbin, dimana gaya drag yang dihasilkan pada Advancing Blade dan Returning Blade akan menghasilkan torsi. Apabila selisih gaya drag semakin besar, maka daya yang dihasilkan oleh turbin akan semakin besar. Salah satu cara untuk memperbesar selisih gaya drag dengan mengurangi gaya drag pada returning blade yaitu dengan cara meletakkan benda pengganggu berupa silinder sirkular di depan returning blade dengan variasi jarak (S/D). Pada penelitian kali ini dilakukan dengan menggunakan turbin angin Savonius dengan diameter (D) = 101,6 mm dan tinggi turbin yaitu 300 mm. Silinder pengganggu diletakkan di depan returning blade memiliki diameter (d) = 101,6 mm dan tinggi yaitu 500 mm. Pada penelitian ini dilakukan variasi jarak penempatan silinder pengganggu dengan returning blade S/D = 1.5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3 dan 2,4. Percobaan dilakukan dengan variasi Reynolds Number sebesar 30000 , 60000 dan 90000 yang dihitung berdasarkan kecepatan freestream (V) dan panjang karakteristik (L=2D-b). Penelitian dilakukan dengan menggunakan aliran udara yang dihasilkan oleh blower, dimana turbin angin Savonius diletakkan pada jarak sejauh 4 m dari blower. Kecepatan dan temperatur angin dapat diamati dengan dilakukan pengukuran dengan memasang alat berupa anemometer. Kemudian dilakukan pengukuran putaran poros turbin angin dengan menggunakan Tachometer. Selanjutnya dilakukan pengukuran dengan menggunakan Torque meter untuk mendapatkan besar torsi statis. Daya yang dihasilkan turbin didapatkan dengan mengukur torsi dinamis yang dihasilkan turbin dengan menggunakan Brake Dynamometer, besarnya daya yang dihasilkan dapat dihitung dengan hasil torsi dinamis serta kecepatan putaran yang dihasilkan turbin. Studi eksperimen ini menunjukkan hasil bahwa pengaruh dari konfigurasi silinder pengganggu efektif untuk meningkatkan kinerja dari turbin angin Savonius. Hal ini ditunjukkan dengan peningkatan nilai kecepatan rotasi turbin (n), torsi statis turbin (Tstatis), dan coefficient of power(CoP) ketika turbin angin Savonius diberi konfigurasi silinder pengganggu dengan turbin angin Savonius yang tidak diberi gangguan. Nilai coefficient of power yang paling besar diperoleh pada S/D = 1,6 untuk Re = 60000 sebesar 25,05%. Nilai maksimum coefficient of power diperoleh pada nilai tip speed ratio sebesar 0,95. Sementara kecepatan putaran dari turbin angin Savonius yang diperoleh pada S/D = 1,6 untuk Re = 60000 memiliki nilai sebesar 472,63 rpm dengan torsi statis yang diperoleh sebesar 8,8 N-cm. ======================================================================================= In Indonesia, the alternative non-fossil energy have lower percentage to be the priority in electrical purpose. For example, wind energy is the kind of the alternative non-fossil energy that never been used in a high frequent. The Savonius wind turbine provide the energy using the principal drag force which the drag force on the advancing blade has the bigger value than the drag force on the returning blade. The difference from that blade can provide the torque on the turbine. This experiment has a purpose to make the torque difference bigger. For that purpose, the drag force from the returning blade must be reduce by placing the circular cylinder as disturbance in front of the returning blade with the distance variation between the cylinder to returning blade. In order to increasing performance of the Savonius wind turbine has diameter (D) of 101,6 mm and height (h) of 300 mm. The circular cylinder has diameter (d) of 101,6 mm and height (t) 500 mm, which located in front of returning blade of the the turbine. The circular cylinder is located in various spacing positions of (S/D) = 1.5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3 and 2,4. The wind is provided by a blower located 4 m from the wind turbine. The free stream velocity of the blower could be adjusted to 2,47 m/s, 4,95 m/s, 7,42 m/s, corresponding respectively to Reynold Number Re = 3,0x104 , 6,0x104 and 9,0x104 (based on equivalent length of L = 2D-b, where b is the width of overlap of the two turbine blades and the free stream velocity). The free stream velocity is measured by Anemometer. The rotational speed of turbine is measured by Tachometer. The static torque is measured by Torquemeter. The dynamic torque is measured by Brake Dynamometer, and the power output of turbine is calculated by multiplying the dynamic torque and the rotation from the turbine. The result of the experiment show that placing the circular cylinder is effective for improving the Savonius wind turbine performance. It is showed by the improvement from the rotational speed (n), static torque (Tstatic) and Coefficient of Performance (CoP) compared to the performance of Savonius wind turbine without placing a circular cylinder as disturbance. The maximum Coefficient of Power is obtained at S/D = 1,6 for Re = 6,0x104 with the value of 25,05%. Maximum value of CoP is obtained at the value of TSR is 0,95. The rotational speed is obtained at S/D = 1,6 for Re = 6,0x104 with the value of 472,63 rpm and the static torque is obtained with the value of 8,8 N-cm.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Turbin angin Savonius; silinder pengganggu; coefficient of power; Savonius wind turbine; circular cylinder as a disturbance; coefficient of power
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: IELMAN WAHID NAWAZIR
Date Deposited: 03 Mar 2017 07:40
Last Modified: 06 Mar 2019 02:20
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/2809

Actions (login required)

View Item View Item