Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Penempatan Silinder Sirkular didepan Returning Blade Turbin “Studi Kasus untuk Ukuran Silinder Pengganggu d/D = 0,2 dengan Rasio Peletakan S/D = 1,9 pada Kecepatan Aliran udara 4; 5; 6; 7; 8; 9; dan 10 (m/s)”

Ramadhan, Davian (2021) Studi Eksperimen Peningkatan Kinerja Turbin Angin Savonius dengan Penempatan Silinder Sirkular didepan Returning Blade Turbin “Studi Kasus untuk Ukuran Silinder Pengganggu d/D = 0,2 dengan Rasio Peletakan S/D = 1,9 pada Kecepatan Aliran udara 4; 5; 6; 7; 8; 9; dan 10 (m/s)”. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111640000197-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2023. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Sepanjang bulan agustus 2020, daratan di kutub utara menyusut sekitar 5.08 juta km2. Salah satu penyebab penyusutan itu disebabkan oleh pemanasan global. Pemanasan global dipicu oleh tercemarnya udara oleh gas rumah kaca. Menurut United State Environmental Protection Agency, penyumbang gas rumah kaca terbesar adalah gas CO2. Gas CO2 dibentuk dari sisa hasil pembakaran, salah satunya pada pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). Permasalahan ini dapat diatasi dengan mengganti penggunaan sumber energi listrik tidak terbarukan dengan sumber energi listrik terbarukan. Turbin angin merupakan sumber energi listrik terbarukan. Salah satu jenis turbin angin adalah turbin angin Savonius. Turbin ini memiliki keuntungan yaitu konstruksi yang sederhana dan biaya produksi yang rendah. Namun, kelemahan dari turbin ini adalah efisiensi yang relatif rendah. Oleh karena itu, penelitian mengenai peningkatan efisiensi turbin angin Savonius perlu dilakukan.
Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi turbin angin Savonius dengan menambahkan silinder pengganggu didepan returning blade turbin. Pada penelitian ini digunakan turbin Savonius dengan Diameter sudu turbin (D) sebesar 165.2 mm, dengan tinggi turbin (H) sebesar 303.4 mm, diameter poros (e) sebesar 19 mm, dan diameter end plate (Do) sebesar 320 mm. Silinder pengganggu yang digunakan pada penelitian ini memiliki perbandingan diameter turbin dan diameter silinder (d/D) sebesar 0.2. Jarak pemasangan silinder pengganggu dibandingkan dengan diameter turbin (S/D) sebesar 1.9. Variasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah variasi kecepatan dengan variasi 4;5;6;7;8;9;10 m/s. Silinder pengganggu digunakan untuk mengurangi gaya Drag pada sisi returning blade turbin. Pada penelitian ini axial fan digunakan untuk sumber aliran, dan digunakan honeycomb untuk penyeragam aliran. Pada penelitian ini alat ukur yang digunakan adalah anemometer sebagai pengukur kecepatan aliran, tacometer sebagai pengukur kecepatan putaran turbin, Torque meter digunakan untuk mengukur torsi statis, dan brake dynamometer digunakan untuk mengukur torsi dinamis.
Hasil dari penelitian ini bahwa penggunaan silinder pengganggu berdiameter d/D = 0,2 dengan jarak S/D = 1,9 didepan returning blade turbin angin Savonius efektif dalam meningkatkan performa turbin. Dibuktikan dengan meningkatnya nilai Coefficient of Power, Coefficient of Moment, dan Torsi statis turbin angin Savonius setelah digunakan silinder pengganggu didepan returning blade pada semua variasi kecepatan. Berdasarkan nilai Coefficient of Power, peningkatan tertinggi didapatkan pada kecepatan 6 m/s dengan peningkatan sebesar 33,6%. Berdasarkan nilai Coefficient of Moment, peningkatan tertinggi didapatkan pada kecepatan 6 m/s dengan peningkatan sebesar 14,2%.
===================================================================================================
Throughout August 2020, North Pole sea ice has shrunk by about 5.08 million km2. One of the causes of shrinkage is due to global warming. Global warming is triggered by air pollution by greenhouse gases. According to the United State Environmental Protection Agency, the largest contributor to greenhouse gases is CO2 gas. CO2 gas is formed from the residue of combustion, one of which is in steam power plants. This problem can be solved by replacing the use of non-renewable energy source with a renewable energy source. Wind turbines are a renewable energy source. One of the wind turbines is the Savonius wind turbine. The advantage of using this wind turbine is a simple construction and can work in slow wind speed. However, the disadvantage of this wind turbine is relatively low efficiency. Therefore, Study on improving the efficiency of the Savonius wind turbine is necessary.
This study aims to increase the efficiency of the Savonius wind turbine by adding a disturbance cylinder in front of the returning turbine blade. In this study, the Savonius turbine was used with a turbine blade diameter (D) of 165.2 mm, turbine height (H) of 303.4 mm, shaft diameter (e) of 19 mm, and endplate diameter (Do) of 320 mm. The disturbance cylinder used in this study has a ratio of turbine diameter and cylinder diameter (d/D) of 0.2. The installation distance of the disturbance cylinder is compared to the turbine diameter (S/D) of 1.9. The variations carried out in this study were variations of speed with variations of 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 m/s. A disturbance cylinder is used to reduce the drag force on the returning blade turbine. In this study, the axial fan is used for flow source, and honeycomb is used to ensure that the flow is relatively constant. In this study, the measuring instrument used was an anemometer to measure flow velocity, tacometer to measure the speed of rotation, Torquemeter to measure static torque, and brake dynamometer to measure dynamic torque.
The results of this study are the use of disturbance cylinders with a diameter of d/D = 0.2 with a distance of S/D = 1.9 in front of the returning Savonius wind turbine blade is effective in improving turbine performance. This is evidenced by the increase in the value of the Power Coefficient, Moment Coefficient, and Static Torque of the Savonius wind turbine after using the disturbance cylinder in front of the returning blade at all speed variations. Based on the Coefficient of Power value, the highest increase was obtained at a speed of 6 m/s with an increase of 33.6%. Based on the Coefficient of the Moment value, the highest increase was obtained at a speed of 6 m/s with an increase of 14.2%.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Coefficient of Moment, Coefficient of Power, Gaya Drag, Silinder Pengganggu, Turbin angin Savonius. ================================================== Savonius wind turbine, Coefficient of Power, Coefficient of the Moment, Drag force, Disturbance cylinder.
Subjects:	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 and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Davian Ramadhan
Date Deposited:	12 Mar 2021 02:03
Last Modified:	12 Mar 2021 02:03
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84138

Actions (login required)

View Item