Pengaruh Jumlah Sudu Terhadap Performa Hidro-Turbin Savonius Sebagai Alternatif Desain Pengolahan EBT

Dandun Mahesa Prabowoputra(1*), Reza Azizul Nasa Al Hakim(2), Akhlis Rahman Sari Nurhidayat(3)

(1) Prodi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas jenderal Soedirman
(2) Prodi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas jenderal Soedirman
(3) Prodi Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas jenderal Soedirman
(*) Corresponding Author

Abstract

Kebutuhan energi listrik di Indonesia mengalami peningkatan sebesar 3% setiap tahunnya, sehingga berpengaruh pada ketersediaan sumber energi dari bahan bakar fosil. Lebih dari ±83% sumber energi listrik nasional dipasok dari sumber bahan bakar fosil. Penggunaan Energi Baru Terbarukan (EBT) pada pasokan listrik nasional pada kisaran 17%. Potensi  hidro-energi di Indonesia tercatat sebesar 94,3 GW pada tahun 2019. Hal tersebut menunjukkan energi hidro memiliki peluang yang besar dalam pengembangannya. Salah satu pengembangannya adalah melakukan pengembangan desain rotor pada turbin air jenis savonius. Savonius memiliki keunggulan memiliki stuktur yang sederhana dan dapat beroperasi pada kecepatan fluida yang rendah. Namun tipe savonius memiliki kelemahan memiliki efisiensi yang relatif rendah sehingga perlu dikembangkan lagi untuk meningkatkan performanya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jumlah sudu terhadap performa hidro-turbin dan jumlah sudu maksimal untuk mendapatkan performa terbaik dari hidro-turbin. Penelitian ini menggunakan metode Computational Fluid Dynamics dan menggunakan analisa desain faktorial. Perangkat lunak yang digunakan adalah Asys Student version dengan CFX Solver. Penelitian dilakukan pada jumlah sudu 3, 4 dan 5. Hasil menunjukkan bahwa savonius dengan 4 sudu menghasilkan Cpmax terbaik sebesar 16%. Hasil analisa desain faktorial menunjukan bahwa faktor TSR (Tip Speed Ratio) dan jumlah sudu memiliki pengaruh yang signifikan dan terdapat interaksi antara kedua faktor tersebut

Keywords

Savonius, Hidro-turbin,

Full Text:

PDF

References

Dewan Energi Nasional. 2019. Outlook Energi Indonesia 2019. ISSN 2527-3000.

Prabowoputra, D.M., Sartomo, A., Suyitno., 2020. The effect of pressure and temperature on biodiesel production using castor oil. AIP Conference Proceedings 2217, 030051.

Sartomo, A., Prabowoputra, D.M., Suyitno., 2020. Factorial design of the effect of reaction temperature and reaction time on biodiesel production. AIP Conference Proceedings 2217, 030052.

BPPT. "Indonesia Energy Outlook 2018". Jakarta; 2018.

Triasiwi, W., Masrukhi, Mustofa, A.,†Rancang Bangun Turbin Cross-Flow Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (Pltmh) Skala Laboratoriumâ€, Vol. 13 No. 1 (2017) Hal.: 29-35.

As’ad, M.M.I., Febrianto, A.J. dan Prabowoputra, D.M., 2021. Analisa Performa Hidro-Turbin Cross-Flow Dengan Sudut Diameter Runner 10° Dan Jumlah Sudu 8, 16, Dan 24 Menggunakan Metode CFD. Journal of Mechanical Engineering, 5(1), pp.21-26.

Prabowoputra, D.M., Purwanto. dan Febrianto, A.J., 2021. Pengaruh Jumlah Sudu 8, 12, 16 Dan 20 Terhadap Performa Hidro-Turbin Cross-Flow Dengan Sudut 15° Menggunakan Metode Computational Fluids Dynamics. Journal Of Mechanical Engineering And Mechatronics, 6(2), pp.88-94.

Garmana, A., Arifin and Rusdianasari, F., 2021. CFD Analysis for Combination Savonius and Darrieus Turbine with Differences in the Number of Savonius Turbine Blades, International Conference on Artificial Intelligence and Mechatronics Systems (AIMS), 2021, pp. 1-5, doi: 10.1109/AIMS52415.2021.9466009.

Pratama, A., Nindito, D.A. and Saputra, R.H., 2021. Studi Eksperimental Sistem Pengarah Aliran Pada Turbin Hidrokinetik Archimedes Spiral. Jurnal Teknik, 19(1), pp.1-11.

Prabowoputra, D.M., 2020. Investigasi Pengaruh Rotor Multi-Stage Terhadap Performa Turbin Air Savonius Menggunakan Metode CFD, UNS (Sebelas Maret University)).

Nadhief, M.I., Prabowoputra, D.M., Tjahjana, D.D.P.J. and Hadi, S., 2020. Experimental study on the effect of variation of blade arc angle to the performance of savonius water turbine flow in pipe. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 9(5).

Wenehenubun, F., Saputra, A. and Sutanto, H., 2015. An experimental study on the performance of Savonius wind turbines related with the number of blades. Energy procedia, 68, pp.297-304.

Mahmoud, N. H. 2012. An experimental study on improvement of Savonius rotor performance. Alexandria Engineering Journal. Volume 51(1), pp. 19–25. doi: 10.1016/j.aej.2012.07.003.

Prabowoputra, D.M., Hadi, S., Prabowo, A.R. and Sohn, J.M., 2020. Performance investigation of the savonius horizontal water turbine accounting for stage rotor design. Wind Energy, 970, pp.1-96.

Patel, V., Bhat, G., Eldho, T.I. and Prabhu, S.V., 2017. Influence of overlap ratio and aspect ratio on the performance of Savonius hydrokinetic turbine. International Journal Of Energy Research, 41(6), pp.829-844.

Delbari, S.H., Nejat, A., Ahmadi, M.H., Khaleghi, A. and Goodarzi, M., 2019. Numerical modeling of aeroacoustic characteristics of different savonius blade profiles. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. doi: 10.1108/HFF-12-2018-0764.

Prabowoputra, D.M., Hadi, S., Prabowo, A.R. and Sohn, J.M., 2020. Performance assessment of water turbine subjected to geometrical alteration of Savonius rotor. In Proceedings of the 6th International Conference and Exhibition on Sustainable Energy and Advanced Materials (pp. 351-365). Springer, Singapore.

Thiyagaraj, J., Rahamathullah, I., Bharathiraja, R., Anbuchezhiyan, G. and Ponshanmugakumar, A., 2021. Influence of various augmentation devices on the performance characteristics of modified four bladed fixed flip type savonius hydrokinetic turbine. Materials Today: Proceedings.

Prabowo, A.R. and Prabowoputra, D.M., 2020. Investigation on Savonius turbine technology as harvesting instrument of non-fossil energy: Technical development and potential implementation. Theoretical and Applied Mechanics Letters, 10(4), pp.262-269.

Prabowoputra, D.M., Prabowo, A.R., Bahatmaka, A. and Hadi, S., 2020. Analytical Review of Material Criteria as Supporting Factors in Horizontal Axis Wind Turbines: Effect to Structural Responses. Procedia Structural Integrity, 27, pp.155-162.

Basumatary, M. and Biswas, A., 2016. Numerical simulation of two-bladed Savonius water turbine with deflector. International Journal of Renewable Energy Technology, 7(4), pp.383-402.

Sharma, S. & Sharma, R.K. 2017. CFD investigation to quantify the effect of layered multiple miniature blades on the performance of Savonius rotor. Energy Conversion and Management, 144, pp. 275–285.

Kerikous, E. & Thévenin, D.2019. Performance enhancement of a hydraulic Savonius turbine by optimizing overlap and gap ratios. in ASME 2019 Gas Turbine India Conference, GTINDIA 2019. doi: 10.1115/GTINDIA2019-2670.

Prabowoputra, D.M., Hadi, S., Sohn, J.M. and Prabowo, A.R., 2020. The effect of multi-stage modification on the performance of Savonius water turbines under the horizontal axis condition. Open Engineering, 10(1), pp.793-803.

Purwanto., Budiono., Hermawan., Prabowoputra, D.M., 2022. Simulation Study on Cross Flow Turbine Performance with an angle of 20 ° to the variation of the number of blades. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 11(1).

Prabowo, A.R., Tuswan, T., Prabowoputra, D.M. and Ridwan, R., 2021. Deformation of designed steel plates: An optimisation of the side hull structure using the finite element approach. Open Engineering, 11(1), pp.1034-1047.

Prabowoputra, D.M., Prabowo, A.R., Hadi, S. and Sohn, J.M., 2020. Assessment of turbine stages and blade numbers on modified 3D Savonius hydrokinetic turbine performance using CFD analysis. Multidiscipline Modeling in Materials and Structures.

Montgomery, Douglas C. (2017) Design and analysis of experiments. (John Wiley & sons, 2017)

Refbacks

  • There are currently no refbacks.