Simulasi Numerik Aerodinamika Turbin Angin Poros Horizontal Hybrid Solar Cell

Alpan Hadi

Alpan Hadi Universitas Gadjah Mada

Abstract

Simulasi numerik dilakukan untuk mendapatkan karakteristik aerodinamika turbin angin poros horizontal hybrid solar cell. Sistem hrybrid pada penelitian ini menggunakan turbin angin poros horizontal (3 blade) sebanyak 3 rotor yang pasang di depan solar cell. Dengan adanya turbin angin di depan solar cell diharapkan dapat menjadi sistem pendingin bagi permukaan solar cell.

Penelitian ini dilakukan dengan cara simulasi menggunakan Ansys Fluent. Domain simulasi rotor berbentuk persegi dengan lebar dan tinggi sebesar 8D × 6D (D= Diameter rotor), panjang domain sebesar 11D, bagian upstream rotor sebesar 2D dan downstream sebesar 9D. Metode simulasi pada penelitian ini dibagi 2 yaitu: metode Flow Driven Rotor (FDR) Simulation dan Multiple Reference Frame (MRF) Simulation. Metode FDR digunakan untuk mendapatkan karakteristik kecepatan putaran rotor, medan aliran dan intensitas turbulen. Metode MRF digunakan untuk mendapatkan nilai torsi. Nilai torsi kemudian digunakan untuk mendapatkan nilai daya.

Hasil simulasi berupa data angka, data visual dan grafik. Kecepatan putar maksimum yang dihasilkan rotor 1 sebesar 852,67 rpm, rotor 2 sebesar 834,18 rpm dan rotor 3 sebesar 845,7 rpm. Terjadi penurunan kecepatan angin di belakang turbin karena sebagian sudah diekstraksi menjadi putaran. Intensitas turbulen yang terjadi di daerah downstream 3% - 15%. Daya maksimal yang dihasilkan oleh ketiga rotor sebesar 111,07 Watt dengan CP sebesar 0,364.

References

Anderson, J. (1995). Computational Fluid Dynamics. New York. McGraw-Hill.

Ansys, Inc. (2017). Ansys Fluent User Guide. Cononsborg. Southpointe.

Ansys, Inc. (2017). Ansys Fluent Theory Guide. Cononsborg. Southpointe.

Azmi, A. A. (2017). Simulasi Numerik Wake Effect Terhadap Performa Turbin Angin Susunan Non-Staggered Far Wake dan Near Wake. Tesis Program Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada.

Cole, J. Davis, 2012 Computational Modeling Of Wind Turbine Wake Interactions. Master's Dissertation Department of Civil and Environmental Engineering, Colorado State University.

Irawan, Y. H. (2017). Simulasi Numerik Peningkatan Performa Counter Rotating Wind Turbines Terhahap Single Rotating Wind Turbines. Tesis Program Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada.

Ismail. (2016). Optimisasi Desain Konfigurasi Ladang Angin: Studi Kasus Di Pantai Selatan Purworejo Jawa Tengah. Disertasi Program Pascasarjana Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada.

Rahman, M. M., Hasanuzzaman, M., & Rahim, N. A. (2015). Effects Of Various Parameters On PV-Module Power And Efficiency. Energy Conversion and Management, 103, 348–358.