Kelemahan TASH
• Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20
dari seluruh biaya peralatan turbin angin. • TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat
tinggi dan mahal serta para operator yang tampil. • Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah
yang berat,gearbox, dan generator. • TASH yang tinggi bisa mempengaruhi radar airport.
• Ukurannya yang tinggi menghalangi jangkauan pandangan • Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan
oleh turbulensi. • TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk
membelokkan kincir ke arah angin.
2.4.2 Turbin angin sumbu vertikal TASV
Turbin angin sumbu vertikaltegak TASV memiliki porossumbu rotor utama yang tegak lurus terhadap permukaan tanah. Kelebihan utama susunan ini
adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT
mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah. Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di
dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan
Universitas Sumatera Utara
tenaga putaran yang berdenyut. Drag gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida zat cair atau gas bisa saja tercipta saat kincir
berputar. Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang
lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga
yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa
menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau
mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50 dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi
angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal. dilihat dari prinsip aerodinamik rotor yang digunakan, turbin angin sumbu vertikal
dibagi menjadi dua bagian yaitu:
1. Turbin angin Darrieus
Turbin angin Darrieus pada umumnya dikenal sebagai turbin eggbeater. Turbin aerodinamik dengan memanfaatkan gaya lift pada penampang sudu
rotornya dalam mengekstrak energi angin. Turbin angin Darrieus pertama kali ditemukan oleh Georges Darrieus pada tahun 1931. Turbin angin Darrieus
merupakan turbin angin yang menggunakan prinsip aerodinamik dengan memanfaatkan gaya lift pada penampang sudu rotornya dalam mengekstrak energi
angin.
Universitas Sumatera Utara
Turbin Darrieus memiliki torsi rotor yang rendah tetapi putarannya lebih tinggi dibanding dengan turbin angin Savonius sehingga lebih diutamakan untuk
menghasilkan energi listrik. Namun turbin ini membutuhkan energi awal untuk mulai berputar. Rotor turbin angin Darrieus pada umumnya memiliki variasi sudu
yaitu dua atau tiga sudu.
Gambar 2.6 Turbin angin Darrieus dengan dua blade [5] 2.
Turbin angin Savonius Turbin angin Savonius pertama kali diperkenalkan oleh insinyur Finlandia
Sigurd J. Savonius pada tahun 1922. Turbin angin sumbu vertikal yang terdiri dari dua sudu berbentuk setengah silinder atau elips yang dirangkai sehingga
membentuk ‘S’, satu sisi setengah silinder berbentuk cembung dan sisi lain berbentuk cekung yang dilalui angin seperti pada gambar 2.7. Berdasarkan prinsip
aerodinamis, rotor turbin ini memanfaatkan gaya hambat drag saat mengekstrak energi angin dari aliran angin yang melalui sudu turbin.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Turbin angin Savonius [1] Koefisien hambat permukaan cekung lebih besar dari pada permukaan
cembung. Oleh sebab itu, sisi permukaan cekung setengah silinder yang dilalui angin akan memberikan gaya hambat yang lebih besar dari pada sisi lain sehingga
rotor berputar. Setiap turbin angin yang memanfaatkan potensi angin dengan gaya hambat memiliki efisiensi yang terbatasi karena kecepatan sudu tidak dapat
melebihi kecepatan angin yang melaluinya.
Gambar 2.8 Prinsip rotor savonius [5] Dengan memanfaatkan gaya hambat, turbin angin savonius memiliki
putaran dan daya yang rendah dibandingkan dengan turbin angin Darrius.
Universitas Sumatera Utara
Meskipun demikian turbin savonius tidak memerlukan energi awal memulai rotor untuk berputar yang merupakan keunggulan turbin ini dibanding turbin Darrieus.
Daya dan putaran yang dihasilkan turbin savonius relatif rendah, sehingga pada penerapannya digunakan untuk keperluan yang membutuhkan daya kecil dan
sederhana seperti memompa air. Turbin ini tidak sesuai digunakan untuk pembangkit listrik dikarenakan tip speed ratio dan faktor daya yang relatif kecil.
Menurut mohamed 2010, savonius adalah sebuah turbin angin vertikal yang berputar lambat λ≈1 dan memiliki efesiensi yang rendah Cp ≈ 1.5 sampai
yang paling maksimal 2. Namun demikian, turbin ini memiliki beberapa keuntungan untuk aplikasi yang khusus, sederhana dan biaya yang rendah.
Kelebihan TASV
• Tidak membutuhkan struktur menara yang besar. • Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
• Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
• TASV memiliki sudut airfoil bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan
yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
• Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar
untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
Universitas Sumatera Utara
• TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10 kmjam 6 m.p.h.
• TASV biasanya memiliki tip speed ratio perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin yang lebih
rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.
• TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
• TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin
seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit, • TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
• Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.
Kekurangan TASV
• Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50 dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
• TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
• Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
• Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan padabantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada
bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.
Universitas Sumatera Utara
2.5. DASAR TEORI MOMENTUM BETZ’S
