2018 : Studi Eksperimental tentang Pengaruh Pemasangan Silinder Sirkuler Teriris sebagai Pasif Control di Depan Sudu Returning Turbin Angin Savonius terhadap Kinerja Turbin

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


Abstract

Seperti kita pahami bersama bahwa di dunia ini krisis energi semakin mengancam keberlangsungan hidup manusia, hal ini justru karena 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. Turbin 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 baik teriris ataupun tidak yang diletakan di depan silinder utama sangat efektif menurunkan drag (Triyogi dkk, 2003. 2009, 2010). Sehingga apabila di depan sudu returning turbin Savonius diberi silinder pengganggu berupa silinder sirkuler teriris baik tipe D maupun tipe I, diduga akan menurunkan drag sisi sudu returning. Penurunan gaya drag pada sudu returning akan menurunkan torsi negatif yang timbul, dan akibatnya torsi total dan daya turbin Savonius akan meningkat. Untuk membuktikan hipotesa tersbut, kinerja dari turbin tersebut akan diuji di laboratorium dengan menggunakan silinder teriris tipe D-65o, tipe I-53o dan tipe I-65o, dimana ukuran diamter silinder d = 76,2 mm atau relatif terhadap diameter sudu returning d/D = 0,5. Silinder pengganggu diletakka di depan sudu returning turbin Savonius pada jarak S/D = 1,5 s/d 4,0. Penelitian ini bertujuan menciptakan prototype Turbin Savonius dengan desain dan konfigarusi khusus berupa penempatan silinder teriris 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. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini adalah karakteristik turbin angin berupa kinerja turbin yang meliputi Coeficient of Power (CP) sebagai fungsi dari tip speed rastio (TSR) untuk perubahan 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: Turbin Savonius, silinder teriris pengganggu, kinerja turbin