Pengaruh Kekakuan (Stiffness) Kantilever Dan Orientasi Bluff Body Terhadap Tegangan Listrik Pada Vortex-Induced Vibration Tenaga Bayu

Abstract

Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja. Energi diklasifikasikan menjadi: energi gerak, energi panas, energi cahaya, energi listrik, energi elektrokimia, energi nuklir dan energi gravitasi. Kebutuhan energi primer dunia terus meningkat sebanyak 45% dari 13.070 juta TOE pada rentan waktu 2011 – 2013. Konsumsi energi Indonesia mengalami peningkatan dari 75 juta TOE menjadi 134 juta TOE dengan laju pertambahan 5,5% pertahun selama tahun 2010 – 2013. Ketergantungan energi fosil mengakibatkan Indonesia rentan mengalami krisis energi. Pengembangan energi baru dan terbarukan merupakan pilihan menuju kemandirian energi nasional. Pemanfaatan energi terbarukan harus ditingkatkan. Salah satu metode pemanfaatan energi terbarukan adalah dengan metode Energy Harvesting yang dikembangkan untuk menyuplai daya pada alat elektronik portabel dan Micro Electromechanical Systems berdaya rendah. Piezoelectric Vibration Energy Harvesting/Harvester merupakan metode Energy Harvesting yang umumnya menggunakan batang kantilever berlapis piezoelektrik. Piezoelektrik berfungsi mengubah energi mekanik getaran dari lingkungan menjadi energi listrik. Potensi energi yang tinggi membuat Piezoelectric Vibration Energy Harvesting/Harvester digunakan untuk menyuplai daya pada wireless sensing device untuk menggantikan baterai yang memiliki kekurangan dalam service live dan ukuran alat. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental. Pengujian pertama adalah pengujian kekakuan batang kantilever yang dilakukan di laboratorium Perancangan Mekanik Universitas Jember, pengujian kedua adalah pengujian wind tunnel yang dilakukan di laboratorium Mobil Listrik Universitas Jember. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui pengaruh kekakuan dan orientasi bluff body terhadap tegangan listrik dan daerah resonansi penghasil listrik. Hasil penelitian diharapkan dapat menumbuhkembangkan energi ramah lingkungan. Hasil penelitian menunjukkan Nilai kekakuan tertinggi diperoleh dengan variasi panjang 60 mm dan lebar 40 mm yaitu 11,395 N/m. Tegangan listrik paling optimum sebesar 0,207 V diperoleh pada batang kantilever panjang 80 mm lebar 40 mm. Area resonansi optimum diperoleh pada batang kantilever panjang 60 mm lebar 40 mm yang dapat bekerja pada rentang 𝑈 = 1 – 5,2 m/s. Orientasi bluff body vertikal lebih unggul dalam menghasilkan tegangan listrik dan memiliki area resonansi yang lebih luas.