Analisis Vibrasi Pada Bilah Turbin Angin Sumbu Horizontal

Abstract

Penelitian ini dilatarbelakangi oleh pentingnya memahami natural frekuensi pada bilah turbin angin sumbu horizontal yang mana digunakan sebagai komponen utama dalam pembangkit listrik tenaga angin. Bilah turbin angin yang bergetar pada frekuensi tertentu memiliki potensi untuk mengalami resonansi seperti angin yang kencang atau sumber eksternal lain yang kemungkinan terjadi, yang dapat menyebabkan kerusakan pada struktur bilah dan menurunkan umur operasionalnya. Berdasarkan latar belakang, tujuan utama dari penelitian ini yaitu menganalisis dan membandingkan nilai natural frekuensi pada bilah turbin angin sumbu horizontal yang menggunakan material GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) serat acak dan profil airfoil NACA 4412 yang menggunakan jenis bilah tapperless dan tapper, pada penelitian ini dapat memberikan gambaran mengenai pengaruh geometri dan bahan terhadap perilaku getaran bilah turbin angin sumbu horizontal serta manfaatnya meingkatkan keandalan dan umur operasional bilah turbin angin sumbu horizontal. Metodologi pada penelitian ini adalah dengan melakukan perhitungan teoritis dan dengan simulasi menggunakan software ansys 2023 untuk mendapatkan nilai natural frekuensi dari bilah turbin angin sumbu horizontal yang menggunakan bahan GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) dengan profil airfoil NACA 4412. Langkah pertama yaitu meliputi studi literatur untuk mendukung pemahaman tentang vibrasi, natural frekuensi dan karakteristik struktur, serta pengumpulan data spesifikasi material seperti modulus elastisitas, massa jenis, dan poison ratio. Pembuatan model geometris bilah turbin angin sumbu horizontal ini menggunakan perangkat lunak CAD yaitu solidworks yang kemudia di ekspor ke ANSYS . Proses meshing dilakukan dengan menggunakan elemen yang tepat dan boundary conditions yang diterapkan pada titik tumpu atau fix support agar model mencerminkan kondisi nyata. Parameter variabel yang dianalisis yaitu bentuk geometri bilah, pada simulasi yang dijalankan menggunakan modal untuk memperoleh mode getar dan nilai natural frekuensi pada setiap mode. Hasil simulasi dinalaisis dan dibandingkan untuk mendapat nilai pengaruh bentuk geometri terhadap karakteristik vibrasi. Semua proses dilakukan secara bertahap untuk memastikan akurasi dan keandalan data yang mana nantinya akan digunakan sebagai dasar dalam pengambilan keputusan desain dan pengembangan pada bilah turbin angin sumbu horizontal agar lebih aman dan optimal.