mengekstrak energi angin agar turbin angin yang dibuat dapat berfungsi seoptimal mungkin.
1.2 Perumusan Masalah
Didalam perancangan turbin angin untuk mampu mendapatkan daya yang maksimal, ada beberapa masalah yang timbul untuk selanjutnya dianalisa melalui
simulasi turbin angin dengan bantuan software CFD. Beberapa masalah yang timbul diantaranya:
1. Penentuan sudut serang yang paling optimal dari airfoil dalam mengekstrak energi angin berupa perbandingan nilai koefisien lift dan
koefisien drag yang paling optimal. Penentuan nilai ini penting untuk mengetahui karakteristik airfoil yang akan digunakan sebagai rotor pada
turbin angin. 2. Penentuan panjang chord dari airfoil yang mampu mengekstrak energi
yang tersedia di angin secara optimal. 3. Menganalisa pola aliran udara yang terjadi pada susunan turbin angin
apakah menghambat pergerakan rotor turbin angin. 4. Penentuan daya turbin angin yang mampu didapatkan turbin angin
melalui simulasi dengan software CFD. Penentuan ini sangat penting sebagai tolak ukur dalam membangun turbin angin yang sebenarnya.
1.3 Tujuan Penelitian
1.3.1 Tujuan Umum
Penelitian ini bertujuan untuk mensimulasikan turbin angin sumbu vertikal tipe Darrieus-H dengan bantuan software CFD untuk mengetahui performansi
paling optimal. Hasil simulasi ini berupa plot kontur kecepatan angin, perbandingan nilai koefisien lift dan koefisien drag yang maksimal dan panjang
chord yang paling optimal.
Universitas Sumatera Utara
1.3.2 Tujuan Khusus
Secara terperinci, penelitian ini memiliki tujuan khusus yang terdiri atas beberapa poin yaitu;
1. mendapatkan nilai koefisien lift, koefisien drag, serta perbandingan koefisien lift dengan koefisien dragglide ratio yang paling maksimal
pada variasi sudut serang untuk airfoil NACA 4415. 2. mengetahui pengaruh variasi panjang chord dan tip speed ratio terhadap
performansi turbin angin. 3. Memberikan data berupa daya yang dihasilkan oleh turbin angin dari nilai
kecepatan angin yang didapat dari simulasi.
1.4 Batasan Masalah
Dengan melihat begitu banyaknya faktor yang terdapat dalam simulasi turbin angin ini, penulis membuat batasan masalah agar tujuan dan target penelitian
dapat dicapai sesuai dengan perencanaan yang telah ditetapkan. Batasan masalah penelitian ini adalah:
1. Airfoil yang akan dianalisa adalah tipe NACA 4415 untuk
mendapatkan koefisien lift, koefisien drag dimana analisa dilakukan secara 2D.
2. Pemodelan dan simulasi secara 2D turbin angin untuk mengetahui
pengaruh panjang chord dan variasi tip speed ratio terhadap kinerja turbin angin.
3. Simulasi dilakukan secara numerik dengan bantuan software
Computational Fluid Dynamic dimana pembentukan geometri dilakukan dengan bantuan preprocessor Gambit dan Solidwork dan
analisa fluidanya dengan menggunakan Fluent dan Ansys Workbench.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari 5 bab. Adapun rincian dari penulisan ini disajikan sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
- Bab I Pendahuluan Bab ini memberikan gambaran keseluruhan mengenai tugas akhir yang meliputi
pembahasan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan.
- Bab II Tinjauan Pustaka Bab ini berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok
permasalahan serta metode pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan.
- Bab III Metode penelitian Bab ini berisikan metode dari pengerjaan meliputi langkah langkah pengolahan
dan analisa data serta mensimulasikannya dengan bantuan software CFD.
- Bab IV Hasil dan Pembahasan Bab ini berisikan hasil simulasi berupa koefisien lift, koefisien drag,koefisien
liftkoefisien drag dari airfoil yang dianalisis dan koefisien daya yang dihasilkan oleh variasi panjang chord dan tip speed ratio.
- Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisikan kesimpulan dari penelitian ini. Ringkasan lengkap tentang isi
penelitian ini terdapat di bagian ini. Beberapa saran juga dituliskan kepada para pembaca agar terdapat perbaikan di masa yang akan datang.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Ketersediaan energi angin di Indonesia
Energi yang tersedia di alam dibedakan atas dua jenis yaitu energi yang tidak dapat diperbaharui dan energi yang dapat diperbaharui. Energi yang tidak dapat
diperbaharui adalah energi yang bila digunakan terus menerus akan habis dalam jangka waktu tertentu[9]. Contoh energi yang tidak dapat diperbaharui adalah
minyak bumi, gas alam dan batu bara. Energi yang dapat diperbaharui adalah energi yang bila digunakan terus menerus tidak akan pernah habis. Contoh energi
yang dapat diperbaharui yaitu energi surya, energi air, energi angin, energi panas bumi, dan energi pasang surut air laut.
Minyak bumi, gas alam, dan batubara memiliki keunggulan bila dilihat kelimpahan dan jumlahnya yang tersedia di alam dalam waktu yang relatif
singkat. Kesemua bentuk energi tersebut dapat langsung digunakan dan menghasilkan energi yang menjadi penopang hampir separuh kebutuhan energi di
dunia. Kegiatan manusia di zaman sekarang ini mengharuskan penggunaan berbagai jenis energi untuk menghasilkan listrik dan sebagai bahan bakar
kendaraan. Meskipun begitu, terdapat beberapa kelemahan pada penggunaan minyak bumi, gas alam dan batu bara. Penggunaannya terus menerus akan
membuat sumber energi ini akan segera habis bila tidak ditemukan sumber lain mengingat waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan energi ini membutuhkan
waktu yang sangat lama. Selain itu, proses penggunaan ini menghasilkan dampak lain yang tidak diinginkan yaitu polusi berupa gas beracun seperti karbon
dioksidaCO
2
, karbon monoksidaCO dan gas beracun lainnya. Salah satu isu tentang pemanasan global menjadi indikator atas kelemahan penggunaan jenis
energi ini. Kelemahan lain dari jenis energi ini adalah ketersediaanya yang terbatas di alam. Hal ini mengharuskan manusia melakukan efisiensi dalam
pemanfaatannya. Bentuk lain dari energi yang tersedia di alam yaitu energi surya, energi air,
energi angin, energi panas bumi, dan energi pasang surut air laut. Keuntungan dari
Universitas Sumatera Utara
Kategori