Pengaruh Airfoil dan Jumlah Sudu pada Perancangan Vertikal Axis Wind Turbine (VAWT) untuk Kecepatan Angin Rendah

Sholichan Sholichan, Aep Saepul Uyun, Bangun Novianto, Fitriani Fitriani, Riki Firmandha Ibrahim, Didik Sugiyanto

Abstract


Abstrak

Selain potensi angin karena bentuk geografisnya, Indonesia juga memiliki potensi angin yang dapat dimanfaatkan dari  pergerakan arus lalu lintas di jalan raya atau jalan tol. Pergerakan kendaraan  berkecepatan tinggi di jalan raya menghasilkan angin lokal, yang  dapat digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Angin lokal ini memiliki variabilitas yang lebih kecil, terutama jika lalu lintas  jalan raya  konstan. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mendesain Vertical Axis Wind Turbine yang dapat bekerja pada kecepatan angin rendah. Pada pendekatan teoritis, software Qblade digunakan  untuk menganalisa beberapa jenis Airfoil yaitu NACA 0012, NACA 0013, NACA 0014, NACA 0015, NACA 0016 dengan variasi sudu 2, 3 dan 4 angka pada masing-masing konfigurasi aerodinamis. Koefisien performa turbin angin sumbu vertikal yang optimal dapat diperoleh pada simulasi turbin yang menggunakan airfoil NACA 0016 sebesar 1,33 dengan konfigurasi jumlah sudu adalah empat buah pada TSR 3,5 sehingga diperoleh daya sebesar 87,78 watt pada kecepatan angin 5 m/s dan kecepatan putar 300 rpm. 

Kata kunci: VAWT, Darrieus, Qblade 

 

Abstract

Apart from wind potential due to its geographical shape, Indonesia also has wind potential which can be exploited from the movement of traffic flow on highways or toll roads. The movement of high-speed vehicles on the highway generates local wind, which can be used to generate electrical energy. These local winds have less variability, especially if road traffic is constant. The main objective of this research is to design a vertical axis wind turbines to operate in low wind speed. In the theoretical approach, Qblade software is used to analyze several types of airfoils, namely NACA 0012, NACA 0013, NACA 0014, NACA 0015, NACA 0016 with 2, 3 and 4 number blade variations on each aerodynamic configuration. The optimal vertical axis wind turbine performance coefficient can be obtained in a turbine simulation that uses a NACA 0016 airfoil of 1.33 with a configuration of four blades at a TSR of 3.5 so that a power of 87.78 watts is obtained at a wind speed of 5 m/s and rotating speed 300rpm. 

Keywords: VAWT, Darrieus, Qblade 

 


Full Text:

PDF

References


A. I. Altmimi, M. Alaskari, O. I. Abdullah, A. Alhamadani, and J. S. Sherza, “Design and Optimization of Vertical Axis Wind Turbines Using QBlade,” pp. 1–11, 2021.

C. Lapointe and H. Gopalan, “Numerical Investigation of Mini Wind Turbines Near Highways,” J. Sol. Energy Eng. Trans. ASME, vol. 138, no. 2, pp. 1–4, 2016, doi: 10.1115/1.4032428.

Chen, F., Zhang, L., Huai, X., Li, J., Zhang, H., & Liu, Z. (2017). Comprehensive performance comparison of airfoil fin PCHEs with NACA 00XX series airfoil. Nuclear Engineering and Design, 315, 42–50. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2017.02.014

Dewan Energi Nasional (DEN), Bauran Energi Nasional 2020. 2020.

E. Pane, “Optimasi perancangan turbin angin vertikal tipe darrieus untuk penerangan di jalan tol,” no. November, pp. 1–2, 2017.

H. Beri and Y. Yao, “Double Multiple Stream Tube Model and Numerical Analysis of Vertical Axis Wind Turbine,” vol. 2011, no. July, pp. 262–270, 2011, doi: 10.4236/epe.2011.33033.

J. Liu, H. Lin, and J. Zhang, “Review on the technical perspectives and commercial viability of vertical axis wind turbines,” Ocean Eng., vol. 182, no. April, pp. 608–626, 2019, doi:10.1016/j.oceaneng.2019.04.086.

Q. Li, T. Maeda, Y. Kamada, J. Murata, K. Furukawa, and M. Yamamoto, “Effect of number of blades on aerodynamic forces on a straight-bladed Vertical Axis Wind Turbine,” Energy, vol. 90, pp. 784–795, 2015, doi: 10.1016/j.energy.2015.07.115.




DOI: https://doi.org/10.52447/jktm.v8i1.6681

Refbacks

  • There are currently no refbacks.