Kelemahan Turbin Angin Sumbu Vertikal
— Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50 dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat turbinberputar
— 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 dikaitkanke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup
2.4. Karakteristik Rotor Angin
Gambar 2.5 Karakteristik performance rotor angin Sumber : Mathew, 2006
Efisiensi dimana sebuah rotor dapat mengekstrak daya dari angin bergantung pada kesamaan dinamik antara rotor dan aliran angin. Karenanya,
C
P
Tip Speed Ratio λ
Universitas sumatera utara
penampilan dari suatu rotor angin adalah biasanya dikarakterisasi oleh variasi- variasi dalam koefisien daya nya dengan Tip Speed Ratio. Hubungan antara C
P
- λ bisa disimpulkan untuk suatu desain rotor yang khas, itu dapat lebih lanjut
diterjemahkan pada kurva daya kecepatan dari rotor untuk penerapan praktis. Kurva C
P
– λ tertentu untuk rotor yang berbeda ditunjukakn pada gambar
2.5 Secara umum, awalnya koefisien daya turbin bertambah dengan tip speed ratio
yang mencapai puncak pada λ tertentu dan selanjutnya berkurang dengan peningkatan dalam rasio kecepatan puncak. Variasi dalam C
p
dengan λ tergantung pada beberapa ciri disain rotor.Rotor dengan multibilah Amerika menunjukkan
koefisien daya yang paling rendah dan bekerja pada rasio kecepatan rendah dengan angin. Nilai tertentu untuk koefisien daya puncaknya adalah 14 pada
rasio kecepatan puncak 0.8. Namun, hal tersebut memiliki soliditas yang tinggi sehingga getaran awal yang tinggi membuatnya menjadi menarik untuk memompa
air. Turbin dengan baling-baling dua dan tiga bilah serta desain Darrieus bekerja pada tip speed ratio yang lebih tinggi dan menunjukkan efisiensi yang lebih baik.
Dengan demikian, hal tersebut sesuai untuk generator elektrik tenaga angin. Rotor Savonius dengan soliditas yang tinggi bekerja pada rasio kecepatan
puncak yang lebih rendah. Walaupun secara teoritis diperlihatkan bahwa efisiensi puncak dari rotor tersebut tidak dapat melewati batas 20, namun Savonius
dilaporkan memiliki efisiensi puncak 31 dalam test wind tunnel dan 37 di udara bebas. Efisiensi mulai dari 25-35 dilaporkan dalam beberapa penelitian
tentang rotor. Nilai ini cukup impresif karena rotor lebih mudah dibuat dan biaya yang lebih murah.
Albert Betz, ahli Fisika Jerman pada tahun 1962 sudah menentukan batasan untuk koefisien daya maksimum untuk gulungan rotor yang ideal. Dia
menggunakan teori aksial momentum dalam bentuknya yang paling sederhana untuk analisanya dan menyatakan bahwa koefisien daya teoritis maksimum dari
turbin angin, terutama di operasikan oleh gaya angkat yakni 1627 59.3 . Hal ini disebut dengan batasan bets. Pada sisi lain, koefisien daya yang diharapkan
dari hambatan mesin tersebut adalah 827. Oleh karena itu, mesin angkat lebih dipilih daripada mesin hambat untuk konversi energi angin. Perlu dicatat bahwa
Universitas sumatera utara
hal ini merupakan nilai teoritis dan beberapa turbin hambat seperti rotor Savonius yang menunjukkan efisiensi yang tinggi dalam evaluasi lapangan.
2.5. Teori Momentum Elementer Betz’
