15
UJI PERFORMA COUNTER ROTATING WIND TURBINE (CRWT) DENGAN VARIASI RASIO JARAK AKSIAL ANTAR ROTOR Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Oleh: DAVID EKA PRADINATA D 200 130 142 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

UJI PERFORMA COUNTER ROTATING WIND TURBINE (CRWT)

DENGAN VARIASI RASIO JARAK AKSIAL ANTAR ROTOR

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh:

DAVID EKA PRADINATA

D 200 130 142

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

Page 2: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

i

Page 3: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

ii

Page 4: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

iii

Page 5: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

1

Uji Performa Counter Rotating Wind Turbine (CRWT) Dengan Variasi Rasio Jarak

Aksial Antar Rotor

ABSTRAK

Potensi energi angin di Indonesia sebesar 970 MW, namun kapasitas yang terpasang

hanya sebesar 1,96 MW. Oleh karena itu, perlu adanya pengembangan teknologi turbin angin.

Salah satu turbin angin yang dapat dikembangkan adalah turbin angin jenis Counter Rotating

Wind Turbine (CRWT). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh rasio jarak aksial

terhadap performa CRWT.

Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen dengan memvariasikan jarak aksial

antara rotor depan dan belakang. Rasio jarak aksial adalah jarak antar rotor dibagi dengan

diameter rotor (X/D). Rasio jarak aksial yang digunakakan adalah 0,05 sampai 0,30 dengan

kelipatan 0,05. Dengan demikian, dapat diketahui rasio jarak aksial yang paling optimal pada

CRWT. Desain diameter rotor sebesar 1 m, menggunakan airfoil NREL S826 dan TSR (Tip

Speed Ratio) sebesar 6. Turbin diuji dengan kecepatan angin 3,5 m/s dan 4m/s.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa variasi rasio jarak aksial pada CRWT

memiliki pengaruh yang cukup signifikan terhadap putaran kedua rotor, daya yang dihasilkan

dan coefficient of power (CP). Rasio jarak aksial antara rotor depan dengan rotor belakang

yang optimal adalah sebesar 0,05.

Kata kunci : Counter Rotating Wind Turbine, diameter rotor, performa turbin, rasio jarak

aksial

ABSTRACT

The potential of wind energy in Indonesia is 970 MW, but the installed capacity of 1.96

MW. Therefore, it is necessary to develop wind turbine technology. One wind turbine that can

be developed is a wind turbine type Counter Rotating Wind Turbine (CRWT). This study aims

to determine the effect of axial distance ratios on CRWT performance

This research used experimental method by varying the axial distance between the front

and rear rotor. The ratio of axial distance is the distance between the rotor divided by the rotor

diameter (X / D). The axial distance ratio used was 0.05 to 0.30 with a multiple of 0.05. Thus,

it is possible to know the ratio of the most optimal axial distance to CRWT. The design of rotor

diameter is 1 m, using NREL S826 airfoil and TSR (Tip Speed Ratio) is 6. Turbine tested with

wind speed 3.5 m/s and 4 m/s.

The results of this study indicates that the variation of the axial distance ratio on CRWT

has a significant influence on the second rotation of the rotor, the power generated and the

coefficient of power. the optimum axial distance ratio of the rotors is 0.05

Keywords: Counter Rotating Wind Turbine, rotor diameter, turbine performance, axial

distance ratio

Page 6: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

2

1. PENDAHULUAN

Data dari Badan Pusat Statistik (BPS) menunjukkan terjadinya peningkatan jumlah

penduduk Indonesia antara tahun 2000-2010 sebesar 1,49% per tahun. Begitu juga dengan

ekonomi, yang meningkat 5,02% pada tahun 2016 (Data Sosial Ekonomi, 2017).

Pertumbuhan penduduk dan ekonomi mengakibatkan meningkatnya kebutuhan energi.

Energi listrik menjadi energi yang sangat dibutuhkan untuk mendukung aktivitas

masyarakat sehari-hari. Setiap aktivitas masyarakat selalu melibatkan barang-barang

elektronik. Semakin besar konsumsi listrik menjadi masalah tersendiri untuk penyediaan

listrik. Kebutuhan energi listrik meningkat dengan rata-rata 6,8% per tahun (Data Sosial

Ekonomi, 2017). Oleh karena itu, perlu diimbangi dengan peningkatan jumlah atau

kapasitas pembangkit listrik yang terpasang.

Pusat pembangkitan tenaga listrik di Indonesia sebagian besar menggunakan bahan

bakar fosil, padahal Indonesia memiliki potensi energi baru terbarukan. Potensi energi baru

terbarukan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik berbasis energi

terbarukan. Energi angin merupakan satu dari beberapa sumber energi terbarukan yang

berpotensi untuk dimanfaatkan. Turbin angin digunakan untuk mengonversi energi kinetik

angin menjadi gerak rotasi yang kemudian dimanfaatkan untuk memutar generator. Dilihat

dari sumbu rotasinya turbin angin dibagi menjadi dua jenis yaitu Vertikal Axis Wind Turbine

(VAWT) dan Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT).

Menurut Betz’s Momentum Theory koefisien daya maksimum yang mampu dicapai

Single Rotor Wind Turbine sebesar 59%. Daya angin tidak sepenuhnya diekstrak sehingga

masih ada angin sisa di bagian belakang rotor. Beberapa peneliti mencoba memanfaatkan

angin tersebut dengan konsep Dual Rotor Wind Turbine baik dengan metode eksperimen

maupun permodelan numerik. Penelitian tersebut menujukkan konsep Dual Rotor Wind

Turbine menghasilkan daya yang lebih besar (ozbay et al,2014). Akan tetapi, penelitian

Dual Rotor Wind Turbine dengan parameter rasio jarak aksial hanya diuji dengan tiga

variasi jarak aksial (brahmantya et al,2016). Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian

dengan variasi jarak aksial yang lebih variatif.

Shen dkk.(2007), melakukan studi kinerja Counter Rotating Wind Turbine (CRWT)

kapasitas 500kw. Desain rotor menggunakan tiga buah blade dengan diameter 41 m dan Tip

Speed Ratio (TSR) 5.81 yang di uji pada kecepatan angin 10 m/s. Analisis dilakukan dengan

metode numerik yang dimodelkan menggunakan Navier-Stokes code EllipSys3D. Data

kecepatan angin diukur pada tiang setinggi 70 m di pulau Sprogo Denmark. Distribusi

Page 7: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

3

kecepatan angin mencapai 25 m/s. Hasil analisis menunjukkan produksi energi tahunan

dapat meningkat sekitar 43,5%.

Merchant dkk.(2009), melakukan pengujian menggunakan wind tunnel terhadap

Counter Rotating Wind Turbine (CRWT). Pengujian tersebut bertujuan untuk mengetahui

apakah sistem dual rotor mampu mengekstrak lebih banyak energi dibandingkan dengan

single rotor. Desain blade menggunakan profil NREL airfoil S818, S827 dan S828. Profil

tersebut yang dirancang khusus untuk turbin skala besar dengan panjang blade 35m. Desain

dirancang menggunakan software SOLIDWORK dengan koordinat NREL kemudian dicetak

menggunakan Dimension 1200 Series SST printer. Dari hasil pengujian menunjukkan

bahwa pada kecepatan angin 15-25mph, sistem dual rotor mampu mengekstrak lebih banyak

energi.

Ozbay dkk. (2014), melakukan studi karakteristik dan pembebanan pada Single Rotor

Wind Turbine (SRWT) dan Dual Rotor Wind Turbines (DRWT) searah dan berlawanan

arah. Desain rotor menggunakan tiga buah blade dengan kombinasi airfoil NREL (S819,

S820, S821) ditambah satu set blade pada rotor yang berlawanan arah. Diameter rotor yang

digunakan 254 mm, jarak aksial antar rotor 63,5 mm dan ketinggian dari permukaan lantai

225 mm. Pengujian menggunakan wind tunnel dan metode pengukuran menggunakan

Particle Image Velocimetry (PIV). Dari hasil pengujian tersebut menunjukkan bahwa

DRWT menghasilkan power yang paling tinggi dibandingkan dengan SRWT. Kemudian

arah putaran rotor juga berpengaruh, dimana counter rotating dapat mengonversi energi

angin yang lebih baik dibandingkan dengan co rotating.

Bramantya dkk. (2016), melakukan penelitian eksperimental pengaruh jarak aksial

antara kedua rotor pada Counter Rotating Wind Turbine (CRWT). Desain rotor

menggunakan tiga buah blade dengan airfoil NACA 0012 dengan material kayu balsa.

Diameter rotor depan 230 mm dan belakang 400 mm. Perbandingan jarak aksial kedua rotor

adalah 0,44; 0,61; dan 0,70 terhadap diameter rotor depan. Pengujian dilakukan dengan

variasi kecepatan angin 2,0 m/s; 3,0 m/s; dan 4,0 m/s. Hasil penelitian tersebut menunjukkan

bahwa daya terbesar yang dibangkitkan terletak pada perbandingan jarak aksial 0.61 untuk

tiga variasi kecepatan angin. Untuk rasio jarak aksial 0.61, koefisien daya 0,263 untuk

kecepatan angin 2,0 m / s; 0,128 untuk kecepatan angin 3,0 m / s; dan 0,065 untuk angin

kecepatan 4,2 m / s.

Buana dkk.(2016), melakukan analisis pengaruh rasio diameter pada Counter

Rotating Wind Turbine (CRWT). Pada penelitian tersebut menggunakan tiga buah blade

dengan jenis airfoil S826. Penelitian menggunakan program GAMBIT sebagai pemodelan

Page 8: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

4

dan simulasi menggunakan program FLUEN CFD ANSYS. Jarak aksial kedua rotor adalah

0,236 m dengan variasi rasio diameter rotor depan dan belakang (D1/D2) 0,5 sampai 2,0

pada solidity konstan. Variasi kecepatan angin yang digunakan dalam simulasi sebesar 3

m/s sampai 10 m/s. Dari hasil penelitian tersebut menujukan bahwa variasi yang dilakukan

pada rasio diameter (D1/D2) 1,0 menghasilkan torsi terbaik sehingga daya dan efisiensi

turbin juga semakin baik atau meningkat.

Berdasarkan uraian hasil penelitian diatas, rumusan masalah dalam penelitian ini

adalah bagaimana pengaruh rasio jarak aksial pada Counter Rotating Wind Turbine

(CRWT) terhadap performa yang dihasilkan

Tujuan penelitian tugas akhir ini adalah untuk mengetahui pengaruh rasio jarak aksial

pada Counter Rotating Wind Turbine (CRWT) terhadap daya yang dihasilkan. Dengan

demikian dapat diketahui rasio jarak aksial yang paling optimal pada CRWT yang memiliki

diameter rotor yang sama. Desain rotor yang digunakan dalam penelitian ini mengacu pada

penelitian Buana dkk.(2016) dengan diameter rotor sebesar 1 m dan menggunakan airfoil

NREL S826, sedangkan TSR (Tip speed Ratio) sebesar 6. Rasio jarak aksial diambil

terhadap diameter rotor (X/D) sebesar 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; dan 0,30.

2. METODE PENELITIAN

Penelitian melalui metode eksperimen dilakukan untuk mengetahui seberapa besar

pengaruh variasi jarak aksial antara kedua rotor counter rotating wind turbine (CRWT).

Sebelum penelitian maka terlebih dahulu membuat diagram alir penelitian.

Gambar 1. Diagram alir penelitian

Page 9: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

5

2.1 Pembuatan turbin angin

Beberapa tahapan dalam perancangan dan desain turbin angin adalah sebagai berikut :

1. Menentukan daya keluaran turbin angin sebesar 50 watt. Ditentukan dari spesifikasi

generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt

2. Menentukan kecepatan angin maksimum sebesar 8 m/s

3. Menentukan diameter rotor serta jumlah sudu yaitu diameter 1 meter dengan 3 sudu

4. Menentukan tip speed ratio (TSR) sebesar 6

5. Menentukan airfoil dan angle of attack yaitu NREL S826 dan 50

6. Membuat desain komponen counter rotating wind turbine dengan software

SOLIDWORKS

Gambar 2. Airfoil NREL S826

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

Gambar 3. (a) Blade (b) Blade mold (c) Rotor hub (d) Shaft (e) Slip ring (f) Frame

2.2 Membuat komponen sesuai dengan desain yang telah dibuat.

Proses pembuatan dilakukan di area Laboratorium Teknik Mesin UMS, Laboratorium

Industri Kreatif Teknik Industri UMS, dan jasa umum. Beberapa komponen pendukung

tidak dibuat karena sudah tersedia di pasaran seperti bearing, generator, dan komponen

kelistrikan. Dalam pembuatan diperlukan alat dan bahan sebagai berikut :

Alat:

1. CNC Router 3 Axis

2. Las listrik

Bahan:

1. Resin bening 108

2. Katalis

3. Fiberglass serat anyam

4. Mirror glaze

5. Kayu jati

6. PCB

7. Besi hollow 30x3

Page 10: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

6

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 4. (a) Mold (b) Blade (c) Rotor hub & Shaft (d) Slip ring (e) Frame

2.3 Peralatan Pengujian

Dalam pengujian dibutuhkan beberapa peralatan sebagai berikut :

1. satu unit kipas angin diameter 1 meter dan 4 unit kipas angin berdiameter 0,5 meter

yang berfungsi sebagai sumber aliran angin.

2. Anemometer, berfungsi untuk mengukur kecepatan angin

3. Tachometer, berfungsi untuk mengukur kecepatan putaran poros.

4. Lampu DC 3.8V 2.6A sebagai beban

5. Accu 12V sebagai power supply data logger

6. Data logger sebagai perekam data voltase, kuat arus, dan daya

2.4 Instalasi pengujian

Skema kelistrikan dan skema pengujian dapat dilihat pada gambar 3.17 dan 3.18. Pengujian

dilakukan dengan pembebanan konstan dengan beban lampu DC 3.8V 2.6A sebanyak 1

buah.

Gambar 5. Skema pengujian

Page 11: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

7

Keterangan:

1. Rotor depan

2. Rotor belakang

3. Anemometer

4. Tachometer

5. Generator

6. Slip ring

7. Rangka

8. Data logger

9. Lampu

10. Kipas angin

Gambar 6. Skema kelistrikan data logger

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengujian dilakukan di area Laboratorium Teknik Mesin pada jumat,8 September 17.

Pengujian dilakukan dengan variasi rasio jarak aksial (X/D) sebesar 0,05; 0,10; 0,15; 0,20;

0,25; dan 0,30r. Setiap variasi rasio jarak aksial dilakukan pengambilan data berupa voltase

(V),kuat arus (I),dan daya (W) menggunakan data logger selama 5 menit. Dari pengujian

selama 5 menit, diambil 20 data dari data logger. Sedangkan pengambilan data kecepatan

angin dan rpm rotor dilakukan pada 2 menit awal pengujian dan 2 menit akhir pengujian.

3.1 Putaran Turbin

Dilihat dari gambar 7 dan 8 menunjukkan bahwa pada kecepatan angin sebesar 4 m/s,

perubahan rasio jarak aksial antara kedua rotor dapat mempengaruhi putaran rotor yang

dihasilkan. Semakin besar jarak aksial menyebabkan putaran pada rotor depan cenderung

meningkat, hal ini terjadi karena hambatan aliran angin di belakang rotor depan yang

berubah. Hambatan tersebut disebabkan oleh adanya rotor belakang yang memanfaatkan

angin sisa ekstraksi rotor depan. Semakin besar jarak rotor depan dan belakang akan

mengurangi hambatan tersebut. Putaran tertinggi pada rotor depan sebesar 395,5 rpm pada

rasio jarak aksial 0,30 dan putaran terendah sebesar 348,5 rpm pada rasio jarak aksial 0,10.

Hal serupa juga terjadi pada kecepatan angin 3,5 m/s. Diketahui kecepatan tertinggi pada

rotor depan sebesar 355,5 rpm pada rasio jarak aksial 0,30 dan putaran terendah sebesar 327

rpm pada rasio jarak aksial 0,20.

Putaran pada rotor belakang cenderung menurun. Hal ini dapat terjadi karena dengan

jumlah aliran massa udara yang tidak berubah, maka terjadi pelebaran penampang aliran

angin di belakang rotor depan. Kecepatan angin akan menurun seiring dengan pelebaran

penampang aliran. Dengan demikian, semakin besar jarak rotor depan dan belakang maka

Page 12: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

8

semakin kecil kecepatan angin yang menyapu rotor belakang. Pada pengujian dengan

kecepatan angin 4 m/s didapatkan putaran tertinggi pada rotor belakang sebesar 321 rpm

pada rasio jarak aksial 0,05 dan putaran terendah sebesar 231,5 rpm pada rasio jarak aksial

0,3. Pada pengujian dengan kecepatan angin 3,5 m/s didapatkan putaran tertinggi pada rotor

belakang sebesar 302 rpm pada rasio jarak aksial 0,05 dan putaran terendah sebesar 231 rpm

pada rasio jarak aksial 0,30.

Gambar 7. Hubungan antara rasio jarak aksial dengan rpm rotor pada kecepatan

angin 4 m/s

Gambar 8. Hubungan antara rasio jarak aksial dengan rpm rotor pada kecepatan

angin 3,5 m/s

3.2 Daya turbin angin

Dilihat dari gambar 9 dapat diketahui bahwa daya yang dihasilkan pada kecepatan angin 4

m/s menurun pada rasio jarak aksial 0,10 dan 0,15 kemudian meningkat pada rasio jarak

aksial 0,20 sampai 0,30. Hal ini terjadi karena perubahan putaran rotor belakang yang mulai

menurun sehingga daya yang dihasilkan menurun, kemudian putaran rotor depan yang mulai

meningkat cukup signifikan sehingga daya yang dihasilkan meningkat. Akan tetapi, pada

kecepatan angin 3,5 m/s terjadi penurunan lagi pada rasio jarak aksial 0,30. Fenomena

tersebut memungkinkan dapat terjadi pada kecepatan angin 4 m/s dengan rasio jarak aksial

yang lebih besar.

354.5 348.5 350.5 351.0 367.5395.5

321.0 301.0259.5 262.0 273.5

231.5

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

rpm

Rasio Jarak Aksial

Rotor Depan Rotor Belakang

337 333 333 327354.5 355.5

302 286 279247.5 242 231

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

rpm

Rasio Jarak Aksial

rpm depan rpm belakang

Page 13: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

9

Pada kecepatan angin 4 m/s, daya tertinggi yang mampu dihasilkan sebesar 1,0315 Watt

pada rasio jarak aksial 0,05 dan daya terendah sebesar 0,8315 Watt pada rasio jarak aksial

0,15. Hal serupa juga terjadi pada kecepatan angin 3,5 m/s, sehingga didapatkan daya

tertinggi yang mampu dihasilkan sebesar 0,9015 Watt pada rasio jarak aksial 0,05 dan daya

terendah sebesar 0,667 Watt pada rasio jarak aksial 0,20.

Gambar 9. Hubungan antara rasio jarak aksial dengan daya pada kecepatan angin 4

m/s dan 3 m/s

3.3 COP (Coefficient Of Power)

Dari data hasil pengujian didapatkan grafik hubungan antara rasio jarak aksial dengan daya

keluaran turbin angin yang dapat dilihat pada gambar 10.

Gambar 10. Hubungan antara rasio jarak aksial dengan Coefficient Of Power

(COP) pada kecepatan angin 4 m/s dan 3 m/s

Coefficient Of Power (CP) merupakan rasio perbandingan antara daya yang dihasilkan

turbin angin dengan daya angin yang menyapu are turbin angin. Pada kecepatan angin 3,5

m/s lebih efisien dibandingkan dengan daya yang dihasilkan pada kecepatan angin 4 m/s.

Hal ini mengindikasikan bahwa turbin angin ini memiliki efisiensi yang lebih baik pada

kecepatan angin rendah, sebagaimana yang diungkapkan dalam penelitian Brahmantya et

al, 2016.

1.03150.9095

0.8315 0.8375 0.85650.9430

0.9015

0.7125 0.6785 0.66700.7605 0.7280

0.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

DA

YA T

UR

BIN

(W

ATT

)

RASIO JARAK AKSIAL

V angin 4 m/s V angin 3,5 m/s

0.03420.0302

0.0276 0.0278 0.02840.0313

0.0446

0.0353 0.0336 0.03300.0376 0.0360

0.0000

0.0100

0.0200

0.0300

0.0400

0.0500

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

CO

P

Rasio Jarak Aksial

V angin 4 m/s V angin 3,5 m/s

Page 14: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

10

Pada kecepatan angin 4 m/s, CP tertinggi sebesar 0,0342 pada rasio jarak aksial 0,05

dan CP terendah sebesar 0,0276 pada rasio jarak aksial 0,15. Pada kecepatan angin 3,5 m/s,

CP tertinggi sebesar 0,0446 pada rasio jarak aksial 0,05 dan CP terendah sebesar 0,0330

pada rasio jarak aksial 0,20.

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Pengujian performa Counter Rotating Wind Turbine (CRWT) dengan variasi rasio jarak

aksial 0,05 sampai 0,30 dengan kelipatan 0,05, ukuran diameter rotor sebesar 1 meter

dengan material fiberglass, menggunakan airfoil NREL S826, TSR (Tip Speed Ratio)

sebesar 6 dan diuji pada pada kecepatan angin 3,5 m/s dan 4 m/s, dapat disimpulkan sebagai

berikut:

1. Kecepatan putar rotor depan cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya jarak

aksial, sedangkan kecepatan putar rotor belakang cenderung menurun seiring dengan

bertambahnya jarak aksial.

2. Daya yang dihasilkan terjadi penurunan kemudian naik seiring bertambahnya jarak

aksial, namun juga memungkinkan terjadi penurunan lagi pada jarak aksial yang lebih

besar.

3. Coeficien of power (CP) yang dihasilkan pada kecepatan angin rendah memiliki

efisiensi yang lebih baik dibandingkan pada kecepatan tinggi

4. Rasio jarak aksial yang optimal adalah sebesar 0,05.

4.1 Saran

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka untuk penelitian selanjutnya dapat

mempertimbangkan beberapa saran berikut:

1. Memilih generator yang tepat agar dapat menghasilkan Coeficien of power (CP) yang

lebih tinggi.

2. Perlu diuji dengan jarak aksial yang lebih besar

3. Perlu diuji dengan kecepatan angin yang lebih bervariasi

4. Melakukan pengembangan dengan mengkombinasikan sudut serang antara rotor depan

dan rotor belakang.

DAFTAR PUSTAKA

Badan Pusat Statistik, 2017. Laporan Bulanan Data Sosial Ekonomi. Jakarta : Badan Pusat

Statistik

Badan Pusat Statistik, 2010. Penduduk Indonesia Menurut Provinsi dan Kabupaten/Kota.

Jakarta : Badan Pusat Statistik

Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi, 2016. Outlook Energi Indonesia 2016. Jakarta :

Pusat Teknologi Sumberdaya Energi dan Industri Kimia BPPT

Buana, S.W., Koehuan, V.A., Riszal, A., Kamal, S. and Sugiyono, S., 2016. Pengaruh Rasio

Diameter Sebagai Parameter Kinerja Aerodinamika Dual Rotor Counter-Rotating Wind

Turbine. Prosiding Semnastek.

Page 15: PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK …eprints.ums.ac.id/57843/14/naskah publikasi DAVID with scan.pdf · generator yaitu motor DC 12V Hitachi 42 Watt 2. Menentukan kecepatan

11

Bramantya, M.A. and Al Huda, L., 2016, August. An experimental study on the mechanics

power of counter rotating wind turbines model related with axial distance between two

rotors. In Engineering Seminar (InAES), International Annual (pp. 212-217). IEEE.

Hau, E., 2013. Wind turbines: fundamentals, technologies, application, economics. Springer

Science & Business Media.

Lee, S., Kim, H. and Lee, S., 2010. Analysis of aerodynamic characteristics on a counter-

rotating wind turbine. Current Applied Physics, 10(2), pp.S339-S342.

Merchant, S., Gregg, J., Gravagne, I. and Van Treuren, K., 2009. Wind Tunnel Analysis Of A

Counter-Rotating Wind Turbine. In Proceedings of the 2009 ASEE Gulf-Southwest

Annual Conference Baylor University, Copyright© 2009, American Society for

Engineering Education.

Ozbay, A., Tian, W. and Hu, H., 2014, August. A Comparative Study of the Wind Loads and

Wake Characteristics of a Single-Rotor Wind Turbine and Dual-Rotor Wind Turbines.

In ASME 2014 4th Joint US-European Fluids Engineering Division Summer Meeting

Shen, W.Z., Zakkam, V.A.K., Sørensen, J.N. and Appa, K., 2007. Analysis of counter-rotating

wind turbines. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 75, No. 1, p. 012003). IOP

Publishing