I0419015
Link jurnal : https://jurnal.uns.ac.id/mekanika/article/view/35402
PENULIS : Muhammad Ilham Nadhief, Syamsul Hadi, Dominicus Danardono Prija Tjahjana
PUBLIKASI JURNAL : https://jurnal.uns.ac.id/
LATAR BELAKANG:
Air merupakan energi baru dan terbarukan pengganti energi fosil yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik masa depan karena jumlahnya yang melimpah. Turbin air savonius horizontal axis water turbine (HAWT) mampu beroperasi pada kecepatan putar rendah sehinga cocok untuk pembangkit listrik tenaga air menggunakan metode rain water harvesting (RWH). Namun, turbin ini memiliki koefisien daya dan torsi yang rendah. Penelitian prototipe rotor turbin tipe U dengan variasi jumlah sudu, sudut kelengkungan telah dilakukan sebelumnya untuk meningkatkan kinerja turbin ini. Dalam makalah ini, dibahas proses perancangan dan pengujian terhadap sebuah prototipe rotor turbin tipe L dengan 3 variasi sudut blade arc. Variasi sudut blade arc yang diuji adalah 120o , 135o dan 150o . Melalui penelitian ini, diketahui tipe turbin yang optimal jika dianalisa dari power output, TSR, dan power coefficient yang dihasilkan oleh turbin. Turbin tipe L dengan sudut blade arc 135o memiliki power coefficient paling tinggi sebesar 27% dengan TSR sebesar 1,320 dibandingkan turbin dengan sudut blade arc 120o dan 150o
https://jurnal.uns.ac.id/mekanika/article/view/35402
PENDAHULUAN
Penggunaan sumber energi fosil untuk pembangkit listrik dari tahun ke tahun terus meningkat yang diakibatkan oleh pertumbuhan populasi terus mengalami peningkatan. Salah satu sumber energi yang banyak digunakan dalam pembangkit listrik tenaga uap adalah batubara. Hal ini membuat konsumsi batubara dalam negeri sebesar 70 juta ton (85,37%) digunakan oleh PLTU dan sisanya digunakan oleh industri logam, industri kertas dan industri lainnya[1]. Potensi tenaga air sebagai salah satu sumber energi terbarukan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dan Pembangkit Listrik Tenaga Mini/Mikro Hidro (PLTMH) tersebar di Indonesia dengan total perkiraan mencapai 75.000 MW, sementara pemanfaatannya masih sekitar 11% dari total potensi [2].
Metode Rain Water Harvesting (RWH) merupakan metode untuk menampung air hujan dalam sebuah tangki sebelum digunakan kembali untuk tujuan tertentu. Eksperimen Rain Water Harvesting menggunakan tipe turbin Savonius singlestage pernah dilakukan. Hasilnya, sistem turbin Savonius memiliki kinerja yang baik dengan menghasilkan tegangan dan kuat arus yang konstan [3]. Turbin Savonius merupakan vertical axis wind turbine (VAWT) tipe drag, memiliki kontruksi sederhana, mampu beroperasi pada kecepatan rendah namun memiliki efisiensi yang rendah [4]. Namun pada penelitian ini, diubah menjadi turbin Savonius Horizontal Axis Water Turbine (HAWT). Savonius tipe sudu semi-cylindrical dengan jumlah sudu 3 memiliki tip speed ratio (TSR) paling tinggi dan performa paling baik dibandingkan lainnya [5].
Selain itu, beberapa penelitian menunjukkan bahwa modifikasi parameter sudu seperti overlap ratio, aspect ratio, bentuk sudu dan sebagainya dapat memengaruhi performa turbin [6]. Salah satunya penelitian yang dilakukan oleh Soelaiman, dkk yang membandingkan bentuk sudu Savonius tipe U dan tipe L menunjukkan bahwa sudu Savonius tipe L menghasilkan torsi yang paling baik dibandingkan dengan sudu Savonius tipe U[7].
Penelitian tentang pengaruh depth to width ratio telah dilakukan oleh S. Hadi dkk. Hasilnya sudu dengan depth to width ratio 0.29 memiliki performa terbaik dengan TSR 0.61 karena blade dengan 0.29 memiliki volume tampung yang lebih besar sehingga mampu menghasilkan torsi dan kecepatan putar yang lebih besar pula [8]. Sukanta Roy dkk, membandingkan variasi sudut blade arc pada blade Savonius tipe L dari Φ = 90° – 165° dengan interval 15°. Dan hasilnya menunjukkan bahwa blade tipe L dengan blade arc Φ = 135° mampu meningkatkan performa sebesar 36% [9]. Dalam penelitian ini akan dilakukan pengujian pada turbin Savonius tipe L dengan variasi sudut blade arc. Pengujian dilakukan dengan mengamati pengaruh variasi sudut blade arc pada sudu turbin air savonius terhadap daya listrik, power coefficient dan TSR yang dihasilkan sehingga dapat diketahui turbin savonius tipe L dengan sudut blade arc yang paling optimal
https://jurnal.uns.ac.id/mekanika/article/view/35402
HASIL
Setelah melakukan eksperimen dan analisa perhitungan data, maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Besar sudut blade arc 135o memiliki daya yang paling besar kemudian daya akan menurun ketika turbin dengan sudut blade arc 120o dan blade arc 150o yang dikarenakan adanya penurunan putaran turbin.
2. Turbin dengan sudut blade arc 135o mampu menghasilkan daya generator yang paling tinggi untuk semua variasi debit, yaitu masing-masing sebesar 16,90 watt, 25,71 watt, 33,38 watt dan 39,35 watt.
https://jurnal.uns.ac.id/mekanika/article/view/35402
PENUTUP
Dengan dapat didapatkan hasil demikian maka diharapkan dapat menjadikan makin banyak dan efisien pembangkit listrik dengan metoden rain water harvesting (RWH) sehinga dapat mengurangi penggunaan pembangkit listrik berbasis bahan bakar fosil, semoga pihak yang berkaitan dapat membuat kebijakan kebijakan yang ramah lingkungan.
https://jurnal.uns.ac.id/mekanika/article/view/35402
Referensi
[1] Sekretariat Jenderal Dewan Energi Nasional, Outlook Energi Indonesia 2016. Jakarta, 2016.
[2] Kementrian ESDM, Data Kementrian ESDM. Jakarta, 2016.
[3] N. Rosmin, A. Safwan, and A. Hatib, “Experimental study for the single-stage and double-stage two-bladed Savonius microsized turbine for rain water harvesting ( RWH ) system,” Energy Procedia, vol. 68, pp. 274–281, 2015.
[4] N. H. Mahmoud, A. A. El-Haroun, and E. Wahba, “An experimental study on improvement of Savonius rotor performance,” Alexandria Eng. J., vol. 51, no. 1, pp. 19–25, 2012.
[5] F. Wenehenubun, A. Saputra, and H. Sutanto, “An experimental study on the performance of Savonius wind turbines related with the number of blades,” Energy Procedia, vol. 68, pp. 297–304, 2015.
[6] V. J. Modi and M. S. U. K. Fernando, “On the Performance of the Savonius Wind Turbine,” Sol. Energy Eng., vol. 111, no. February 1989, pp. 71–81, 2015.
[7] T. A. F. Soelaiman, N. P. Tandian, and N. Rosidin, “Perancangan , Pembuatan dan Pengujian Prototipe SKEA Menggunakan Rotor Savonius dan Windside untuk Penerangan Jalan Tol,” Ris. Unggulan ITB, 2007.
[8] S. Hadi, R. J. Apdila, and A. H. Purwono, “Performance of The Drag Type of Horizontal Axis Water Turbine ( HAWT ) as Effect of Depth to Width Ratio of Blade,” AIP Conf. Proc. 1788, vol. 030004, pp. 1–5, 2017.
[9] S. Roy and U. K. Saha, “Numerical Investigation To Assess An Optimal Blade Profile For The Drag Based Vertical Axis Wind Turbine,” Proc. ASME 2013, pp. 1–9, 2013.
REVIEW AM 