Informasi Dokumen
- Penulis:
- Indro Pramono
- Pengajar:
- Dr.Eng.Himsar Ambarita, ST, MT
- Dr.Ing.Ikhwansyah Isranuri
- Sekolah: Universitas Sumatera Utara
- Mata Pelajaran: Teknik Mesin
- Topik: Simulasi Performansi Turbin Angin Tipe Darrieus-H Menggunakan Profil Sudu Naca 4415 Terhadap Variasi Panjang Chord Dan Tip Speed Ratio Dengan Software Cfd
- Tipe: Skripsi
- Tahun: 2014
- Kota: Medan
Ringkasan Dokumen
I. PENDAHULUAN
Bagian ini menjelaskan latar belakang pentingnya penelitian turbin angin di Indonesia, yang memiliki potensi besar namun masih belum dimanfaatkan secara maksimal. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis performansi turbin angin tipe Darrieus-H dengan menggunakan software CFD untuk mengetahui pengaruh panjang chord dan tip speed ratio terhadap efisiensi turbin. Penjelasan mengenai perumusan masalah, tujuan penelitian, serta batasan masalah juga diuraikan di sini, sehingga memberikan gambaran yang jelas tentang fokus dan arah penelitian.
1.1 Latar Belakang
Latar belakang menjelaskan tentang pemanfaatan energi angin yang masih rendah di Indonesia, meskipun memiliki potensi yang besar. Penelitian ini berfokus pada turbin angin sumbu vertikal, khususnya tipe Darrieus-H, yang diharapkan dapat meningkatkan efisiensi dalam mengekstrak energi angin. Dengan menggunakan software CFD, penelitian ini bertujuan untuk mengurangi biaya dan waktu dalam perancangan turbin angin.
1.2 Perumusan Masalah
Dalam perumusan masalah, peneliti mengidentifikasi beberapa isu yang akan dianalisis, termasuk sudut serang optimal, panjang chord yang efisien, pola aliran udara, dan daya yang dihasilkan. Masalah-masalah ini penting untuk dipahami agar dapat merancang turbin angin yang lebih efektif dan efisien.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mensimulasikan performansi turbin angin Darrieus-H dengan variasi panjang chord dan tip speed ratio. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai koefisien lift dan drag yang maksimal serta daya yang dihasilkan oleh turbin angin. Hasil simulasi diharapkan memberikan wawasan baru dalam desain turbin angin.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah penting untuk mengarahkan fokus penelitian. Dalam penelitian ini, batasan ditetapkan pada penggunaan airfoil NACA 4415 dan simulasi 2D untuk menganalisis pengaruh panjang chord dan tip speed ratio terhadap performansi turbin angin.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan menjelaskan struktur skripsi yang terdiri dari lima bab, mulai dari pendahuluan, tinjauan pustaka, metodologi penelitian, hasil dan pembahasan, hingga kesimpulan dan saran. Ini memberikan panduan bagi pembaca untuk memahami alur penelitian.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Bagian ini membahas teori-teori dan penelitian sebelumnya yang relevan dengan topik turbin angin, termasuk ketersediaan energi angin di Indonesia, jenis-jenis turbin angin, serta prinsip-prinsip dasar yang mendasari operasional turbin angin. Tinjauan pustaka ini penting untuk memberikan konteks dan landasan bagi penelitian yang dilakukan.
2.1 Ketersediaan Energi Angin di Indonesia
Energi angin sebagai sumber energi terbarukan memiliki potensi besar di Indonesia, meskipun saat ini pemanfaatannya masih rendah. Penjelasan mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi ketersediaan energi angin di negara ini memberikan gambaran tentang tantangan yang dihadapi dalam pengembangan turbin angin.
2.2 Turbin Angin
Penjelasan mengenai turbin angin, termasuk perbedaan antara turbin sumbu vertikal dan horizontal, serta jenis-jenis turbin angin seperti Darrieus dan Savonius. Informasi ini penting untuk memahami karakteristik dan keunggulan masing-masing jenis turbin dalam konteks penelitian ini.
2.3 Teori Momentum Elementer Betz
Teori Betz menjelaskan batas maksimum efisiensi yang dapat dicapai oleh turbin angin. Pemahaman tentang teori ini sangat penting untuk menganalisis performansi turbin angin yang sedang diteliti, terutama dalam konteks pengukuran daya yang dapat diekstrak dari aliran udara.
2.4 Tip Speed Ratio
Tip speed ratio (TSR) adalah rasio antara kecepatan ujung rotor dan kecepatan angin. Bagian ini menjelaskan bagaimana TSR mempengaruhi efisiensi turbin angin dan pentingnya penentuan nilai optimal untuk desain turbin yang efektif.
2.5 Solidity
Solidity adalah perbandingan luas area sudu terhadap luas sapuan turbin. Penjelasan ini memberikan wawasan tentang bagaimana desain sudu dapat mempengaruhi performansi turbin angin, sehingga penting untuk analisis dalam penelitian ini.
III. METODOLOGI PENELITIAN
Metodologi penelitian menjelaskan langkah-langkah yang diambil dalam penelitian ini, termasuk pemilihan variabel, proses analisis, dan penggunaan software CFD untuk simulasi. Metodologi yang jelas memastikan bahwa penelitian dapat diulang dan hasilnya dapat dipercaya.
3.1 Waktu dan Tempat
Bagian ini menjelaskan lokasi dan waktu pelaksanaan penelitian, yang penting untuk konteks dan relevansi hasil penelitian. Penetapan lokasi dan waktu yang tepat mendukung validitas data yang dikumpulkan.
3.2 Identifikasi Masalah
Identifikasi masalah dilakukan untuk menentukan fokus penelitian. Ini mencakup pengenalan terhadap isu-isu yang dihadapi dalam desain turbin angin dan bagaimana penelitian ini berupaya untuk mengatasi masalah tersebut.
3.3 Variabel Penelitian
Variabel penelitian dibagi menjadi variabel terikat dan bebas. Penjelasan ini penting untuk memahami bagaimana setiap variabel mempengaruhi hasil simulasi dan performansi turbin angin.
3.4 Urutan Proses Analisa
Urutan proses analisa menjelaskan langkah-langkah yang dilakukan dalam simulasi, mulai dari pengumpulan data hingga analisis hasil. Ini memberikan gambaran yang jelas tentang metodologi yang digunakan dalam penelitian.
3.5 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian memberikan visualisasi dari proses penelitian, memudahkan pemahaman tentang alur kerja dan interaksi antar variabel dalam penelitian ini.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dan pembahasan menyajikan temuan dari simulasi yang dilakukan, termasuk analisis koefisien lift, drag, dan daya yang dihasilkan. Pembahasan ini penting untuk menilai apakah tujuan penelitian telah tercapai dan memberikan wawasan tentang implikasi hasil.
4.1 Hasil Simulasi Airfoil
Hasil simulasi airfoil memberikan data tentang performansi aerodinamis dari profil NACA 4415. Ini penting untuk memahami bagaimana desain airfoil mempengaruhi efisiensi turbin angin.
4.2 Perbandingan Hasil Simulasi dengan Hasil Eksperimen
Perbandingan antara hasil simulasi dan eksperimen memberikan validasi terhadap metode yang digunakan. Ini membantu untuk menilai akurasi dan reliabilitas hasil penelitian.
4.3 Simulasi Turbin Angin 2D
Simulasi turbin angin 2D menunjukkan performansi turbin dalam kondisi tertentu. Hasil ini memberikan gambaran tentang bagaimana turbin beroperasi dalam simulasi dan apa yang dapat diharapkan dalam aplikasi nyata.
4.4 Tabel dan Grafik untuk Variasi Tip Speed Ratio dan Panjang Chord
Tabel dan grafik menyajikan data secara visual, memudahkan analisis dan interpretasi hasil. Ini membantu untuk memahami hubungan antara variabel yang diuji dan hasil yang diperoleh.
4.5 Perbandingan Hasil Simulasi dengan Data Eksperimen
Bagian ini membahas perbandingan antara hasil simulasi dengan data eksperimen yang relevan. Ini penting untuk menilai konsistensi dan validitas temuan dalam konteks penelitian yang lebih luas.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan dan saran menyajikan ringkasan dari temuan penelitian dan memberikan rekomendasi untuk penelitian selanjutnya. Ini penting untuk mengarahkan penelitian di masa depan dan memberikan wawasan bagi praktisi di bidang energi terbarukan.
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan merangkum hasil utama dari penelitian, menekankan pentingnya panjang chord dan tip speed ratio dalam meningkatkan performansi turbin angin. Ini memberikan gambaran jelas tentang kontribusi penelitian terhadap ilmu pengetahuan dan praktik.
5.2 Saran
Saran ditujukan kepada peneliti selanjutnya untuk mempertimbangkan faktor-faktor lain yang mungkin mempengaruhi performansi turbin angin, serta rekomendasi untuk pengembangan desain turbin di masa depan. Ini memberikan arah bagi penelitian lebih lanjut dan aplikasi praktis.
Referensi Dokumen
- Theory of wing sections including a summary of airfoil data ( Abbot, I. H, Von doenhoff )
- Uji eksperimental pengaruh jumlah sudu dan variasi kecepatan angin terhadap daya dan putaran turbin angin savonius dengan luas sapuan rotor 0, 9 m 2 ( Alfian, M. )
- Perpindahan Panas Konveksi dan Pengantar Alat Penukar Kalor ( Ambarita, Himsar )
- Fundamental of Aerodyamics ( Anderson Jr, J. D. )
- Uji performansi turbin angin tipe Darrieus-H dengan profil sudu NACA 4415 dan analisa perbandingan menggunkana variasi jumlah sudu dan sudut pitch ( Andinata S. )
