1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi listrik merupakan salah satu komponen yang penting dalam kehidupan manusia. Semakin majunya peradaban manusia ketergantungan terhadap energi listrik pun semakin meningkat. Saat ini untuk memenuhi kebutuhan listrik yang dibutuhkan oleh manusia masih menggunakan energi fosil sebagai bahan baku pembangkit listrik. Energi fosil semakin lama akan habis apabila digunakan secara terus menerus. Oleh karena itu, energi listrik yang dihasilkan sudah saatnya menggunakan energi terbarukan. Listrik dari energi terbarukan dapat dihasilkan dari berbagai sumber, salah satunya yaitu energi listrik yang dihasilkan dari tenaga angin. Energi angin merupakan sumber daya alam yang tidak akan pernah habis, sehingga energi angin dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin angin yang dapat menghasilkan listrik.
Turbin angin dibagi menjadi 2 jenis yaitu Turbin Angin Sumbu Vertikal (TASV) dan Turbin Angin Sumbu Horizontal (TASH). TASV merupakan turbin angin yang memiliki gerakan sudu sejajar dengan arah angin. Penelitian TASV memiliki beberapa keuntungan berupa konstruksi dengan biaya relatif rendah, beroperasi pada tip speed rendah, dan tidak memerlukan kecepatan angin yang tinggi untuk berputar (Latif, 2013). Kelebihan dari TASV yaitu tidak mengubah sumbu rotasi bilah dalam mencari angin sehingga tidak menyebabkan hilangnya energi secara signifikan (Jain, 2011).
TASH memiliki sumbu rotasi horizontal ke tanah dan hampir sejajar dengan aliran angin. Mesin sumbu horizontal memiliki beberapa keunggulan berbeda seperti kecepatan angin cut-in yang rendah dan gumpalan yang mudah. Secara umum, menunjukkan koefisien daya yang relatif tinggi. Kekurangan dari TASH yaitu generator dan gearbox turbin ini harus ditempatkan di atas menara yang membuat desainnya lebih kompleks dan mahal (Matthew, 2006).
2 Indonesia memiliki potensi angin dengan kecepatan cenderung rendah, maka dari itu pemanfaatan turbin angin yang ideal adalah turbin angin jenis sumbu vertikal, salah satu jenis nya yaitu turbin angin crossflow. Turbin angin crossflow merupakan turbin angin yang memiliki kincir sederhana yang dapat berputar dalam keadaan kecepatan angin rendah. Turbin angin crossflow memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan jenis turbin angin lainnya. Penggunaan turbin angin crossflow mampu menghasilkan torsi yang relatif cukup tinggi. Kelebihan lainnya juga terdapat pada segi kontruksinya yang sangat sederhana.
Penelitian terdahulu pada turbin angin crossflow menggunakan variasi jumlah sudu 6, 8 dan 12. Daya elektrik generator (Pg) tertinggi pada variasi jumlah sudu 12 sebesar 3,87 W pada kecepatan angin 5,52 m/s dan TSR (λ) tertinggi terdapat pada variasi jumlah blade 12 sebesar 0,59 pada kecepatan angin 5,52 m/s (Permadi dkk, 2018). Penelitian terdahulu terhadap pengaruh jumlah sudu didapatkan hasil turbin angin terbaik adalah turbin dengan jumlah sudu 16. CP tertinggi adalah 0,21 pada TSR 0,59 dan CT tertinggi adalah 0,38 pada TSR 0,4. Semakin meningkatnya jumlah sudu pada turbin angin crossflow akan meningkatkan CP hingga jumlah sudu tertentu. Hal ini disebabkan oleh perbedaan jumlah sudu yang digunakan dapat mempengaruhi aliran angin ke bilah turbin (Kurniawati, 2018).
Penelitian tersebut masih banyak cara untuk dapat meningkatkan performa turbin angin crossflow yaitu dengan memvariasikan jumlah sudu dan bentuk sudu, sehingga dalam penelitian tugas akhir ini membahas pengaruh jumlah sudu dan bentuk sudu pada performa turbin angin crossflow.
1.2 Rumusan Masalah
Pada penelitian memiliki perumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi jumlah sudu terhadap performa turbin angin crossflow?
2. Bagaimana pengaruh variasi bentuk sudu terhadap performa turbin angin crossflow?
3
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan pada penelitian ini adalah:
1. Menganalisis pengaruh variasi jumlah sudu terhadap performa turbin angin crossflow.
2. Menganalisis pengaruh variasi bentuk sudu terhadap performa turbin angin crossflow.
1.4 Batasan Masalah
Pada penelitian ini diberikan batasan masalah agar mendapatkan hasil yang diharapkan antara lain adalah sebagai berikut
1. Jenis turbin yang digunakan adalah turbin angin sumbu vertikal tipe rotor crossflow.
2. Sudut kemiringan dan tebal sudu tidak diperhitungkan.
3. Poros, bantalan, roda gigi, coupling, generator, dan kerangka turbin tidak diperhitungkan.
4. Pengujian turbin angin crossflow dengan kecepatan angin rendah.
1.5 Kerangka Berpikir
Kerangka berpikir dari penelitian yang akan dilakukan seperti yang ditujukan pada Gambar 1.1 berikut ini:
4 Gambar 1. 1 Kerangka Berpikir
Bentuk sudu
Melengkung, menyudut, lurus
Daya, CP, CT, TSR
