Analisa Pengaruh Posisi Vertikal Turbin dan Kemiringan Sudut Sudu
kemiringan sudut sudu 50
o
ke 60
o
, kemudian performanya terus menurun dari kemiringan sudut sudu 60
o
ke 70
o
dan dari 70
o
ke 80. Pengaruh dari kemiringan sudut sudu ini dapat dianalisa melalui segitiga
kecepatan, dimana dari segitiga kecepatan ini dapat dibandingkan kecepatan absolut fluida ketika memasuki sudu dan kecepatan absolut fluida ketika keluar
dari sudu. Sesuai dengan persamaan energi yang dibangkitkan oleh angin, yaitu: E
yield
= . m . V
1 2
–
V
3 2
Dimana m adalah massa dari udara, V
1
adalah kecepatan angin sebelum mengenai turbin, dan V
3
merupakan kecepatan angin setelah mengenai turbin. Dari persamaan ini diketahui bahwa energi yang dihasilkan turbin akan semakin
besar jika selisih antara kecepatan angin sebelum mengenai turbin dan kecepatan angin sesudah mengenai turbin lebih besar.
Gambar 4.2 Segitiga kecepatan pada kemiringan sudut sudu sebesar 50
o
Gambar 4.2 menunjukan segitiga kecepatan pada turbin angin cross flow dengan kemiringan sudut sudu sebesar 50
o
pada ketinggian turbin sebesar 30 mm, dimana :
C
1
: kecepatan absolut fluida masuk U
1
: kecepatan tangensial fluida masuk W
1
: kecepatan relatif fluida masuk
α
1
: sudut kecepatan absolut fluida masuk
β
1
: sudut kecepatan relatif fluida masuk C
2
: kecepatan absolut fluida keluar
U
2
: kecepatan tangensial fluida keluar W
2
: kecepatan relatif fluida keluar
α
2
: sudut kecepatan absolut fluida keluar
β
2
: sudut kecepatan relatif fluida keluar
Gambar 4.3 Segitiga kecepatan pada kemiringan sudut sudu sebesar 60
o
Gambar 4.3 menunjukan segitiga kecepatan pada turbin angin cross flow dengan kemiringan sudut sudu sebesar 60
o
pada ketinggian turbin sebesar 30 mm. nilai dari masing-masing komponen kecepatan ditunjukan pada tabel 4.5
Gambar 4.4 Segitiga kecepatan pada kemiringan sudut sudu sebesar 70
o
Gambar 4.4 menunjukan segitiga kecepatan pada turbin angin cross flow dengan kemiringan sudut sudu sebesar 70
o
pada ketinggian turbin sebesar 30 mm. nilai dari masing-masing komponen kecepatan ditunjukan pada tabel 4.5
Gambar 4.5 Segitiga kecepatan pada kemiringan sudut sudu sebesar 80
o
Gambar 4.5 menunjukan segitiga kecepatan pada turbin angin cross flow dengan kemiringan sudut sudu sebesar 80
o
pada ketinggian turbin sebesar 30 mm. nilai dari masing-masing komponen kecepatan ditunjukan pada tabel 4.5
Tabel 4.5 Data kecepatan dan sudut segitiga kecepatan pada variasi kemiringan
sudu
Besaran Nilai
Variasi 50
o
Variasi 60
o
Variasi 70
o
Variasi 80
o
C
1
4,31 ms 4,31 ms
4,31 ms 4,31 ms
U
1
3,37 ms 3,41 ms
2,84 ms 1,36 ms
W
1
1,46 ms 1,43 ms
2,42 ms 3,86 ms
α
1
14,51
o
16,84
o
31,69
o
62,03
o
β
1
35,13
o
60,33
o
70,30
o
80,24
o
C
2
1,51 ms 1,42 ms
2,22 ms 3,8 ms
U
2
2,53 ms 2,38 ms
1,91 ms 0,89 ms
W
2
1,46 ms 1,43 ms
2,7 ms 3,86 ms
α
2
32,2
o
33,55
o
71,23 91,5
o
β
2
146,9
o
134
o
119,75
o
104,95
o
Dari analisa segitiga kecepatan pada setiap variasi kemiringan sudut sudu didapatkan bahwa performa terbaik terjadi pada kemiringan sudut sudu sebesar
60
o
. hal tersebut dapat dilihat dari besarnya kecepatan absolut keluar dari sudu yang menunjukan nilai terkecil daripada variasi kemiringan sudut sudu lainnya,
yang artinya besarnya daya angin yang terserap memiliki porsi tertinggi. Pada sudut kemiringan 60
o
, 70
o
dan 80
o
semakin besar sudut
α
dan sudut
β maka
kecepatan absolut angin keluar akan semakin tinggi. Namun hal ini tidak terjadi pada sudut kemiringan 50
o
. Pada sudut kemiringan tersebut, kecepatan tangensial turbin justru lebih rendah dari sudut kemiringan 60
o
, sehingga menyebabkan kecepatan absolut angin keluar turbin lebih tinggi dari turbin dengan sudut
kemiringan 60
o
. Menurunnya kecepatan tangensial ini disebabkan karena sebagian aliran angin masuk mengenai sisi negatif sudu sehingga mengurangi torsi positif
untuk mengarahkan pergerakan turbin.