Studi Eksperimen Pengaruh Penempatan Silinder Sirkular Sebagai Pengganggu Di Depan Returning Blade Terhadap Performa Turbin Angin Savonius.“Studi Kasus untuk Ukuran Silinder Pengganggu d/D = 0,2 dengan Rasio Peletakan S/D = 1,5 pada Kecepatan Aliran Udara 4; 5; 6; 7; 8; 9 dan 10 (m/s)”

Fasyah, Fitrasari (2021) Studi Eksperimen Pengaruh Penempatan Silinder Sirkular Sebagai Pengganggu Di Depan Returning Blade Terhadap Performa Turbin Angin Savonius.“Studi Kasus untuk Ukuran Silinder Pengganggu d/D = 0,2 dengan Rasio Peletakan S/D = 1,5 pada Kecepatan Aliran Udara 4; 5; 6; 7; 8; 9 dan 10 (m/s)”. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111640000087-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 April 2023.

Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Berdasarkan ASEAN Statistical Yearbook tahun 2019, jumlah populasi di Indonesia hingga akhir 2018 mencapai 265,015 juta jiwa dan data hasil Survey Penduduk Antar Sensus (SUPAS), proyeksi jumlah penduduk Indonesia akan terus meningkat hingga tahun 2045 dengan jumlah 318 juta jiwa. Meningkatnya jumlah populasi menyebabkan meningkat pula kebutuhan akan energi, salah satunya ialah energi listrik. Sumber listrik utama di Indonesia berasal dari PLN, dimana PLN sendiri hingga akhir tahun 2018 paling banyak memasok energi listrik sebesar 14.586,10 MW lewat PLTU-nya dan paling kecil sebesar 0,38 MW lewat PLTB. Padahal PLTU menggunakan bahan bakar fosil yang terus berkurang keberadaannya dan merupakan energi tak terbarukan. Kecepatan angin di Indonesia memang cenderung rendah, yaitu dengan rata-rata 3 sampai 6 m/s, namun kecepatan angin ini tentu masih dapat dimanfaatkan. Turbin angin Savonius merupakan salah satu cara memanfaatkan kecepatan angin yang ada di Indonesia untuk dijadikan sumber energi alternatif yang ideal. Namun, turbin angin Savonius ini memiliki performa yang rendah, sehingga dilakukan banyak penelitian guna meningkatkan performa dari turbin jenis ini. Salah satu cara meningkatkan performanya adalah dengan meletakkan silinder sirkular pengganggu di depan returning blade dari turbin Savonius. Penelitian ini menggunakan turbin angin Savonius yang memiliki 2 sudu turbin dengan diameter sudu turbin (D) 165,2 mm, tinggi turbin (H) 294,4 mm, diameter poros (b) 19 mm, diameter end plate (Do) 321 mm, panjang karakteristik (L) 303,4 mm dan dengan aspect ratio (H/L) mendekati 1. Peralatan lain yang digunakan adalah axial fan untuk menggerakkan turbin Savonius yang kecepatannya diatur dengan voltage regulator hingga didapatkan kecepatan angin sebesar 4; 5; 6; 7; 8; 9; dan 10 m/s. Agar didapatkan aliran udara yang uniform maka digunakan honeycomb di depan axial fan. Silinder sirkular pengganggu yang digunakan di depan returning blade memiliki rasio diameter terhadap diameter sudu turbin (d/D) sebesar 0,2 dan jarak antara silinder penggangu dengan turbin terhadap diameter sudu turbin (S/D) sebesar 1,5. Untuk mengetahui performa turbin Savonius, maka dilakukan pengukuran torsi statis dengan torquemeter, torsi dinamis dengan brake dynamometer, kecepatan angin dengan anemometer, dan putaran turbin angin Savonius dengan tachometer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan menambahkan silinder pengganggu di depan returning blade dapat meningkatkan performa turbin angin Savonius. Hal ini berdasarkan peningkatan torsi statis turbin, Coefficient of Power, dan Coefficient of Moment dengan penggunaan silinder pengganggu di depan returning blade dengan d/D = 0,2, aspect ratio ≈ 1, dan S/D = 1,5 dibandingkan turbin angin Savonius tanpa silinder pengganggu. Peningkatan nilai CP maksimum dan CM maksimum tertinggi diperoleh pada kecepatan udara 4 m/s peningkatan sebesar 64,74% dan 44,63%. Peningkatan nilai torsi statis terbaik diperoleh pada kecepatan 5 m/s, dimana semua nilai torsi statis bernilai positif pada semua nilai sudut blade, menandakan turbin angin Savonius memiliki kemampuan self starting pada semua nilai sudut blade. Namun pada variasi kecepatan lainnya, penggunaan silinder pengganggu belum mampu membuat turbin angin Savonius memiliki self starting pada semua nilai sudut blade. Hal ini ditunjukkan dengan adanya torsi statis yang bernilai negatif pada beberapa nilai sudut blade di beberapa variasi kecepatan udara. =============================================================================================== Until the end of 2018, ASEAN Statistical Yearbook states that the population in Indonesia reached 265 million inhabitants which are projected to reach 318 million people by 2045 by the International Census Population Survey (SUPAS). An increasing population causes an increase in energy needs, one of which is electricity. The main electricity source in Indonesia comes from PLN, where in 2018 supplied most of the electricity with 14586,10 MW through its PLTU and the smallest amount through PLTB with 0,38 MW. Wind speeds in Indonesia tend to be low, with an average of 3 to 6 m/s, but it can certainly still be utilized. Savonius wind turbines are one way to utilize the wind speed in Indonesia to be an ideal alternative energy source. However, Savonius wind turbines have low performance. This experiment was conducted as an effort to improve the performance of the Savonius wind turbine by placing a circular cylinder as a disturbance in front of the returning blade. This experiment uses Savonius wind turbine which has 2 turbine blades with turbine blade diameter (D) 165.2 mm, turbine height (H) 294.4 mm, shaft diameter (b) 19 mm, endplate diameter (Do) 321 mm, characteristic length (L) 303,4 mm, with an aspect ratio (H/L) almost equal to 1. Other equipment used is the axial fan to drive the turbine whose speed is regulated by a voltage regulator to obtain a wind speed of 4; 5; 6; 7; 8; 9; and 10 m/s. To obtain a uniform airflow, honeycomb is used in front of the axial fan. The circular cylinder used in front of the returning blade has a diameter ratio with the turbine blade (d/D) of 0.2 and the distance between the circular cylinder and the turbine to the diameter of the turbine blade (S/D) is 1.5. To find out Savonius turbine's performance, the static torque measurements with torquemeter, dynamic torque with brake dynamometer, wind speed with an anemometer, and Savonius wind turbine rotation with tachometer are performed. The results showed that adding a disturbance cylinder to the front of the returning blade can improve the performance of the Savonius wind turbine. This is based on the increase in turbine static torque, Coefficient of Power, and Coefficient of Moment with the use of a disturbance cylinder in front of the returning blade with d/D = 0.2 and S/D = 1.5 compared to the Savonius wind turbine without the disturbance cylinder. The increase in maximum CP value and maximum CM value was obtained at 4 m/s windspeed, an increase of 64.74% and 44.63%. The best value increase of static torque is obtained at 5 m/s windspeed, where all static torque values are positive at all blade angle values, indicating that Savonius wind turbine has the ability to self-start at all blade angle values. However, in other speed variations, the use of disturbing cylinders has not been able to give self-start ability to the Savonius wind turbine at all blade angle values. This is indicated by the presence of negative static torque at some blade angle values on several wind speed variations. Keywords: Savonius wind turbine, circular cylinder as disturbance, performance of Savonius wind turbine

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: turbin angin Savonius, silinder pengganggu, performa turbin Savonius wind turbine, circular cylinder as disturbance, performance of Savonius wind turbine
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ266 Turbines. Turbomachines (General)
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting.
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ820 Wind power
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Fitrasari Fasyah
Date Deposited: 08 Mar 2021 05:21
Last Modified: 08 Mar 2021 05:21
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/83770

Actions (login required)

View Item View Item