Analisis Karakteristik Turbin Angin Sumbu Horizontal Menggunakan Airfoil Naca 4712

Abstract

Pemerintah menjadikan Energi Baru Terbarukan (EBT) prioritas utama untuk mejaga ketahanan dan kemandirian energi. Potensi EBT di Indonesia sangat besar namun masih belum dimanfaatkan secara maksimal. Energi angin merupakan sumber EBT yang ketersediaannya melimpah, densitas energi dan perpindahan energinya cukup baik. Pengembangan energi angin di Indonesia sangat memungkinkan untuk dilakukan karena potensi angin di wilayah Indonesia, yang umumnya merupakan wilayah pesisir, cukup baik untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi PLTB. Energi angin telah dikembangkan dan dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik dengan cara mengubah energi angin menjadi energi mekanik, kemudian energi mekanik akan diubah menjadi energi listrik menggunakan generator. Turbin angin adalah alat konversi energi angin yang dapat digunakan untuk mengubah energi angin menjadi energi mekanik dalam bentu putaran dan torsi. Pada Sistem Konversi Energi Angin (SKEA), terdapat berbagai faktor yang dapat mempengaruhi kinerja turbin angin. Salah satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah peracangan turbin untuk turbin angin yang meliputi ukuran jari – jari rotor, penampang airfoil, panjang chord, dan sudut pasang turbin. Penelitian ini akan dilakukan dengan mengambil lokasi di wilayah Pantai Pancer, Kecamatan Puger, Kabupaten Jember, Provinsi Jawa Timur. Metode simulasi digunakan untuk melakukan pendekatan secara komputasi terhadap kondisi riil yang ada dilapangan sehingga parameter lingkungan dianggap dalam kondisi steady. Data parameter – parameter lingkungan yang bekerja pada sebuah tubin angin akan dikumpulkan dan selanjutnya diolah, diharapkan mampu menghasilkan data potensi pembangkitan energi angin menjadi energi listrik yang dapat diperoleh dari sebuah turbin angin tipe horizontal di wilayah Pantai Puger. Penelitian ini menggunakan kombinasi beberapa perangkat lunak untuk melakukan simulasi antara lain: Inventor; QBlade; Microsoft Excel. Dilakukan variasi Angle of Attact, α = -10 s.d. α = 20 ; Tip Speed Ratio, TSR = 0 s.d. TSR = 10; Pitch Angle, β = 0 s.d. β = 10. Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan nilai Coefficient of performance (Cp) yang tinggi dan Daya output (P) yang mencapai >= 500 W. Dari hasil penelitian diketahui bahwa Airfoil NACA 4712 memiliki nilai Cl maksimum = 1.696 pada posisi α = 14o sedangakan airfoil NACA 4412 memiliki nilai Cl maksimum = 1.628 pada posisi α = 15o sehingga nilai Cl maksimum airfoil NACA 4712 lebih tinggi daripada airfoil NACA 4412. Airfoil NACA 4712 memiliki nilai maksimum Cl/Cd = 153 pada posisi α = 2o , sedangakan airfoil NACA 4412 memiliki nilai maksimum Cl/Cd = 133.5 pada posisi α = 5.5o sehingga nilai maksimum Cl/Cd airfoil NACA 4712 lebih tinggi daripada airfoil NACA 4412. Kemudian pada Turbin dengan airfoil NACA 4712 nilai maksimum Cp terjadi pada rentang TSR 5.3 s.d 6.8 yaitu Cp = 0.46, sedangkanTurbin dengan airfoil NACA 4412 nilai maksimum Cp terjadi pada rentang TSR 5.4 s.d 7.0 yaitu Cp = 0.48. Pada Sudut pitch 0 derajat turbin menghasilkan daya keluaran yang paling baik. Turbin angin dengan airfoil NACA 4712 memiliki parameter performa turbin Cp = 0,49929 dan memperoleh daya 1,15 kW pada kecepatan angin 7,66 m/s, sedangkan Turbin angin dengan airfoil NACA 4412 memiliki parameter performa turbin Cp = 0,395365 dan memperoleh daya 0.889 kW pada kecepatan angin 7,66 m/s