Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius Dengan Penempatan Silinder Sirkular Di Depan Returning Blade Turbin Pada Jarak S/D = 2,4

Budihartono, Michael Lawrence (2020) Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius Dengan Penempatan Silinder Sirkular Di Depan Returning Blade Turbin Pada Jarak S/D = 2,4. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111640000107-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only

Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Menurut Dewan Energi Nasional (DEN) dari Kementrian ESDM, Indonesia memiliki target potensi penggunaan Energi Baru Terbarukan (EBT) sebesar 23% pada 2025. Sedangkan berdasarkan data dari BMKG, kecepatan angin rata-rata di Indonesia pada 2019 relatif rendah, antara 2-6 m/s saja; dengan potensi energi angin sebesar 970 MW. Turbin Savonius adalah salah satu turbin yang dapat memanfaatkan potensi energi angin di Indonesia dengan mengubah gaya dari hembusan angin menjadi energi listrik. Karena efisinesinya rendah maka diperlukan penelitian untuk meningkatkan kinerja Turbin Savonius. Studi eksperimen Turbin Savonius dengan pemasangan silinder penghalang di depan returning blade dilakukan sebagai salah satu cara untuk meningkatkan performa turbin. Studi eksperimen ini menggunakan instalasi Turbin Savonius yang memiliki 2 sudu dengan diameter sudu (D) sebesar 167,1 mm, tinggi (H) sebesar 298 mm, diameter poros (b) sebesar 19,56 mm, dan diameter end plate (Do) sebesar 321 mm. Pengganggu yang digunakan berbentuk silinder berdiameter (d) sebesar 88,8 mm dan tinggi (t) sebesar 500 mm, dan diletakkan di depan returning blade untuk mengurangi gaya drag pada sisi returning blade turbin angin Savonius dan meningkatkan selisih torsi yang dihasilkan putaran turbin. Angin berasal dari axial fan yang kecepatan putarnya diatur oleh voltage regulator; serta dibantu oleh honeycomb di depannya untuk menciptakan aliran uniform. Rasio diameter pengganggu terhadap diameter sudu turbin d/D = 0,5 dengan variasi pada rasio jarak dari titik pusat pengganggu sampai titik pusat turbin terhadap diameter sudu turbin S/D = 2,4, dan variasi kecepatan angin sebesar 3,8 ; 4,4 ; 5; 6; 7; 8; dan 9 m/s. Untuk mengukur kecepatan angin menggunakan anemometer, untuk mengukur putaran turbin menggunakan tachometer, dan untuk mengukur torsi statis menggunakan torquemeter. Selain itu digunakan suatu instalasi brake dynamometer untuk mengukur torsi dinamis turbin dengan menggunakan beban pemberat. Hasil dari penelitian ini adalah bahwa pemberian silinder pengganggu dengan jarak S/D = 2,4 pada turbin mampu menghasilkan peningkatkan performa tubrin Savonius pada seluruh variasi kecepatan angin. CoP tertinggi yang dihasilkan pada kecepatan angin 6 m/s, dengan kenaikan CoP sebesar 11,65% dari 0,0724 menjadi 0,0808 pada TSR 0,78; dan CM yang dihasilkan naik sebesar 21,7 % dari 0,1381 menjadi 0,168 pada TSR 0. Selain itu pemberian silinder pengganggu juga meningkatkan nilai Static Torque Coefficient (Cts) turbin pada seluruh variasi kecepatan meskipun masih terdapat beberapa nilai Cts yang negatif pada sudut turbin tertentu. ============================================================================================================== According to Naitonal Energy Council (DEN) from Ministry of Energy, Indonesia have set 23% target of Renewable Energy usage in 2025. Meanwhile, based on National Climatology Bureau (BMKG), Indonesia’s average wind speed in 2019 was relatively low between 2-6 m/s only, with 970 MW wind energy potential. Savonius Wind Turbine is one device which can utilize wind energy and convert it into electricity. Due to its low performance, this experimental study of Savonius Wind Turbine with disturbance cylinder is done to increase the turbine’s performance. This study used Savonius Turbine with 2 blades and has blade diameter (D) of 167.1 mm, height (H) of 298 mm, shaft diameter (b) of 19.56 mm, and end plate diameter (Do) of 321 mm. The disturbance cylinder has diameter (d) of 88.8 mm and height (t) of 500 mm, and was placed in front of the turbine’s returning blade to reduce drag force on the returning blade side, thus increase the torque difference generated by the rotation of turbine. The wind was produced from axial fan which speed was continuously controlled by a voltage regulator; and a honeycomb to create uniform wind flow. This study was done by using disturbance cylinder with d/D = 0.5 that placed at y/D = 0.5 and S/D = 2.4; and wind speed variations used were 3.8 ; 4.4 ; 5; 6; 7; 8; dan 9 m/s. An anemometer was used to measure the wind speed, tachometer to measure the turbine rotational speed, and a torquemeter to measure the turbine’s static torque. Besides, a brake dynamometer with weight was also used to measure the dynamic torque of the turbine. The result of the study showed that compared to conventional Savonius Wind Turbine, the disturbance cylinder (d/D = 0.5) placed in S/D =2.4 had produced the positive impact on increasing the turbine’s performance in all wind speed variations used. The highest Coefficient of Power (CoP) and Coefficient of Moment (CM) were obtained at wind speed of 6 m/s; where the CoP increased around 11.65% from 0.0724 into 0.0808 (8.08%) on Tip Speed Ratio of 0.78; the CM increased around 21.7% from 0.1381 into 0.168 on Tip Speed Ratio of 0. Furthermore, the disturbance cylinder also increased the Static Torque Coefficient (Cts) of the turbine in all wind speed variation, even though there were still some negative values on certain blade angle ranges.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Turbin Savonius, Silinder Penghalang, Static Torque Coefficient, Coefficient of Power, Coefficient of Moment
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ266 Turbines. Turbomachines (General)
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Michael Lawrence Budihartono
Date Deposited: 27 Aug 2020 07:19
Last Modified: 27 Aug 2020 07:19
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/78429

Actions (login required)

View Item View Item