2018 : Rancang Rancang Bangun Turbin Air Savonius Menggunakan Silinder Pengganggu Di depan Sudu Returning Untuk Meningkatkan Kinerja TurbinTurbin Air Savonius Menggunakan Silinder Pengganggu Di depan Sudu Returning Untuk Meningkatkan Kinerja Turbin

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


Abstract

Seiring dengan berjalannya waktu dan pertambahan jumlah penduduk bumi serta perkembangan perilaku manusia itu sendiri, maka kebutuhan manusia akan energi terus saja meningkat, Semakin memprihatinkan lagi ketika ketergantungan manusia pada energi hanya dicatu oleh sumber-sumber energi fosil yang tidak terbarukan. Energi arus air merupakan salah satu sumber energi terbarukan, adalah sumber daya alam yang dapat diperoleh secara cuma-cuma yang jumlahnya melimpah dan tersedia terus-menerus sepanjang tahun. Indonesia merupakan daerah kepulauan dan memiliki potensi pengembangan energi air yang cukup tinggi. Potensi arus sungai rata-rata kedalaman 2 m di perairan Indonesia berada pada kisaran 0,12-0,32 m/s. 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. Penelitian ini bertujun untuk mendapatkan rancangan turbin air Savonius yang mempunyai kinerja lebih baik dari turbin air Savonius umumnya, dengan cara meletakkan silinder kecil penggangganggu di depan sudu returning. Turbin yang sesuai untuk kecepatan arus air 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 apabila diaplikasikan pada turbin air Savonius diduga akan menurunkan drag sisi sudu returning. Penurunan gaya drag pada sudu returning akan menurunkan torsi negatif dan akibatnya torsi total dan daya turbin Savonius akan meningkat. Untuk membuktikan hipotesa tersebut, kinerja dari turbin tersebut akan diuji di laboratorium dengan menggunakan open water channel, dengan ukuran tinggi air 900 mm dan lebar kanal 1100 mm. Turbin air Savonius berukuran diameter dan tinggi turbin masing-masing sama sebesar 225 mm dengan Blockage Ratio (BR) 0,15. Kecepatan arus disesuaikan dengan kemampuan peralatan saluran uji open water channel sebesar 0,22 m/s. Parameter yang diubah dalam penelitian ini adalah jarak silinder pengganggu relative terhadap diameter turbin savonius (S/D) dan diameter silinder sirkular relative terhadap diameter turbin Savonius (ds/D). Silinder penganggu dipasang pada sisi depan sudu returning blade. Pengujian laboratorium ini dilakukan dengan cara mengukur besarnya kecepatan putaran turbin dan torsi turbin untuk variasai besarnya tip speed ratio (TSR), sehingga diperoleh besarnya daya turbin. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah karakteristik turbin air Savonius dengan desain dan konfigarusi khusus berupa penempatan silinder pengganggu di depan sudu returning. Kinerja turbin berupa Coeficient of Power (CP) sebagai fungsi dari tip speed rastio (TSR) untuk perubahan diameter silinder pengganggu (ds/D) dan jarak silinder pengganggu terhadap turbin (S/D), akan dibandingkan antara kinerja tubin air Savonius biasa dan turbin air Savonius hasil rekayasa khusus yang diusulkan dalam penelitian ini. Kata kunci: Silinder pengganggu, Savonius, hydropower, returning blade.