Pemodelan dan Analisis Pengaruh Penambahan Tuned Mass Damper-Coulomb Damping Sebagai Peredam Getaran Pada Sistem Turbin Angin Tipe WES80

Tivani, Amelia (2017) Pemodelan dan Analisis Pengaruh Penambahan Tuned Mass Damper-Coulomb Damping Sebagai Peredam Getaran Pada Sistem Turbin Angin Tipe WES80. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2113100186-Undergraduate_Theses.pdf - Published Version

Download (5MB) | Preview

Abstract

Gaya atau beban angin yang berfluktuasi pada sistem turbin angin dapat menimbulkan getaran. Semakin besar kecepatan angin yang mengenai sistem maka akan semakin besar pula getaran yang terjadi. Getaran yang berlebih bila dibiarkan akan menyebabkan kegagalan pada sistem. Dengan kata lain, getaran yang berlebih dapat memperpendek umur komponen sistem di turbin angin. Salah satu teknik untuk mengurangi getaran berlebih pada suatu sistem adalah dengan menambahkan TMD (Tuned Mass Damper). TMD merupakan DVA (Dynamic Vibration Absorber). Prinsip kerja TMD ini adalah menambahkan massa, pegas, dan peredam ke dalam sistem utama. Untuk massa yang digunakan terbuat dari material steel. Sedangkan untuk peredam yang digunakan adalah coulomb damping. Lokasi pemasangan TMD terletak di atas menara turbin angin. Teknik ini mampu mereduksi getaran yang besar pada sistem utama dengan cara ikut bergetarnya TMD yang arah pergerakannya mengikuti pergerakan sistem utama. Penelitian ini membahas mengenai pemodelan dan simulasi sistem menara turbin angin horizontal. Analisis yang dilakukan terhadap menara turbin angin adalah pengaruh ada dan tidaknya penggunaan TMD terhadap respon dinamis yang dihasilkan. Jenis turbin angin horizontal yang dianalisis adalah WES80. Jenis turbin angin ini merupakan jenis yang didesain untuk daerah dengan kecepatan rata-rata angin sekitar 15 m/s. Simulasi yang digunakan dalam analisis ini adalah MATLAB Simulink. Input yang digunakan berupa input sinusoidal dan input bump modified. Input sinusoidal mewakili variasi kecepatan angin yang berubah secara harmonik. Input bump modified mewakili kecepatan angin yang memberikan impact pada sistem. Hasil dari penelitian ini adalah terancangnya TMD (Tuned Mass Damper) sebagai pereduksi getaran di turbin angin dengan dimensi 0,48 x 0,6 x 0,4 m efektif digunakan untuk kecepatan angin tinggi dengan frekuensi operasi yang besar. Reduksi respon perpindahan massa utama optimum saat variasi massa dan konstanta pegas TMD sebesar 9%, yaitu massa TMD 901 kg dan konstanta pegas 97.200 N/m. Reduksi optimum ini sebesar 96,54% di kecepatan angin 19 m/s untuk input sinusoidal. Hasil simulasi dari input bump modified saat kecepatan angin 19 m/s diperoleh settling time selama 10 detik untuk sistem tanpa TMD. Sedangkan, sistem setelah ditambahkan TMD memiliki settling time 11 detik. ================================================================================= Fluctuating load in wind turbine system produces vibration. The larger load on system, the higher vibration that will occur. The high vibration can damage system, especially for components. In other words, the high vibration can reduce component life. One of the many techniques that can reduce high vibration is adding TMD (Tuned Mass Damper). TMD also known as DVA (Dynamic Vibration Absorber). TMD principle is adding mass, spring into main system. TMD material is steel. The type of damper is coulomb damping. TMD is installed on the top of wind turbine tower, exactly in the nacelle. It can reduce the high vibration of main system by participating TMD movement following movement of main system. This research presents modelling and simulation of horizontal wind turbine system. The analysis of this research focus on the effect of whether or not the adding TMD into main system on the resulting dynamic response. The type of wind turbine is WES80. It is designed for region in which has average wind speed of about 15 m/s. The simulation uses Sinusoidal and Bump Modified input from MATLAB Simulink Software.. Sinusoidal input represents wind speed variations that change in harmonic. Bump modified input represents wind speed that giving impact to the system. The result of this research is the creation of TMD (Tuned Mass Damper) as reducer vibration in the wind turbine with dimension 0,48 x 0,6 x 0,4 m. It is used effectively for the high wind speed and large operating frequency. The optimum reduction of displacement response for the main system when mass and spring constant variations of TMD are 9%, i.e mass of TMD 901 kg and spring constant 97.200 N/m. The optimum reduction is 96,54% at wind speed 19 m/s for sinusoidal input. The result of bump modified input at wind speed 19 m/s is settling time 10 s for system without TMD. Whereas, system with TMD addition has settling time is longer than the system without TMD, i.e 11 s.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Getaran, Input sinusoidal, Input bump modified, Peredam Getaran, Settling time, Turbin Angin, TMD
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Amelia Tivani
Date Deposited: 28 Sep 2017 02:29
Last Modified: 06 Mar 2019 07:10
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/44930

Actions (login required)

View Item View Item