2017 : Studi Eksperimental tentang Pengaruh Pemasangan Plat Pengganggu sebagai Pasif Control di Depan Sudu Returning Turbin Savonius terhadap Kinerja Turbin

Prof. Dr. Ir. Tri Yogi Yuwono DEA.
Wawan Aries Widodo ST., MT.
Bambang Arip Dwiyantoro ST.,M.Sc.Eng.


Abstract

RINGKASAN\n\nSebagaimana kita maklumi bahwa kebutuhan manusia akan energi terus saja meningkat, seiring dengan berjalannya waktu dan pertambahn jumlah penduduk bumi serta perkembangan perilaku manusia itu sendiri. Semakin memprihatinkan lagi ketika ketergantungan manusia pada energi hanya dicatu oleh sumber-sumber energi fosil yang tidak terbarukan. Oleh karena itu, upaya penyediaan energi dari sumber-sumber energi terbarukan senantiasa perlu terus diupayakan dan ditingkatkan. Energi angin misalnya, sebagai salah satu sumber energi terbarukan murah dan tersedia cukup. Pemanfaatan angin sebagai sumber energi tentu tidak bisa terlepas dari penggunaan Turbin. Berbagai desain turbin telah banyak dikembangkan oleh para peneliti terdahulu, namun upaya-upaya peningkatan kinerja turbin tertentu sebagai pembangkit listrik yang lebih efisien perlu terus dikembangkan dan ditingkatkan. \n\nTurbin yang sesuai untuk kecepatan angin rendah adalah turbin Savonius. Turbin ini memiliki torsi awal yang besar pada kecepatan angin yang rendah (Kamal, 2008). Turbin Savonius berkerja atas dasar perbedaan torsi yang dihasilkan oleh sudu returning dan sudu advancing, akibat perbedaan gaya drag yang bekerja pada masing-masing sudu tersebut. Silinder pengganggu kecil yang diletakan di depan silinder utama sangat efektif menurunkan drag (Triyogi dkk, 2003, 2009, 2010). Sehingga hasil penelitian Triyogi (2016), dengan menempatkan silinder sirkuler pengganggu di depan sudu returning turbin Savonius telah terbukti menaikkan kinerja turbin, dimana Coefficient of Power turbin naik 22 kali dibanding bila turbin tanpa silinder pengganggu. Pada penelitian kali ini akan dicoba upaya lain untuk menurunkan gaya drag sudu returning, yaitu dengan menutup sudu returning dengan plat pengganggu. Dengan sudu returning yang tertutup maka tidak ada aliran yang menumbuk sudu returning akibatnya gaya drag pada sudu returning menjadi berkurang atau bahkan nol. Penurunan gaya drag pada sudu returning akan menurunkan torsi negatif dan akibatnya torsi total dan daya turbin Savonius akan meningkat. Disamping itu, sudut bukaan plat juga akan divariasikan sehingga udara yan mestinya mengarah ke sudu returning akan di arahkan ke sudu advancing, dengan debit udara yang bertambah maka gaya drag pada sudu advancing akan naik. Ini akan menambah kenaikan torsi atau daya turbin. Untuk membuktikan hipotesa tersebut, kinerja dari turbin tersebut akan diuji di laboratorium dengan menggunakan wind tunnel, pada bilangan Reynolds (Re) = 30.000, 60.000 dan 90.000, dengan rasio lebar plat relatif terhadap diameter sudu turbin (S/D) dari 1,0 sampai dengan 2,0 dan dengan sudut bukaan (?) plat dari 0o sampai dengan 90o. \nPenelitian ini bertujuan menciptakan prototype Turbin Savonius dengan desain dan konfigarusi khusus berupa penempatan plat pengganggu di depan sudu returning untuk memperoleh turbin yang mempunyai kinerja yang lebih baik. Pemanfaatan sumber energi angin ini diharapkan akan dapat digunakan di daerah berpotensi mempunyai kecepatan angin yang tinggi, tetapi tidak terjangkau oleh aliran listrik PLN. Dalam perkembangannya ke depan, dapat juga desain prototype turbin Savonius dengan konfigurasi khusus ini, dimanfaatkan untuk sumber energi air. Mengingat negara kita Indonesia merupakan satu kesatuan wilayah yang terdiri dari pulau-pulau di dalamnya, disamping itu juga memiliki potensi arus sungai yang tersedia sepanjang tahun, sehinggga sangat memungkinkan untuk dikembangkan sistem pembangkit listrik enaga air skala kecil. \n\n\nKata kunci: Turbin Savonius, plat pengganggu, kinerja turbin\n