Perpustakaan Digital ITB

Dampak negatif lingkungan dari pembakaran bahan bakar fosil dan semakin berkurangnya sumber daya alam ini, telah menumbuhkan minat akan sumber energi yang dapat diperbaharui, seperti energi angin. Sumber energi ini merupakan sumber daya alam yang murah dan ada di mana–mana tapi hal ini tentu masih memerlukan studi lebih lanjut agar dapat memaksimalkan pemanfaatannya. Untuk membuat energi angin ini menjadi bernilai ekonomis, adalah penting untuk meningkatkan efisiensi dari mengubah energi angin menjadi energi mekanis. Kemajuan aerodinamika turbin angin telah membawa turbin dengan konsep disain yang baru dimana turbin dirancang dengan gejala stall yang dapat terkontrol. Dari semua aspek yang berbeda dalam proses ini, aerodinamika rotor adalah suatu faktor kunci penentu dalam mencapai tujuan tersebut. Penggunaan turbin angin komersil skala besar telah diperluas ke seluruh dunia, namun demikian industri turbin angin masih menghadapi berbagai kesulitan dalam mencapai turbin dengan efisiensi yang optimum, hal ini disebabkan oleh ketidakmampuan yang cukup dalam meramalkan perubahan beban dan daya outputnya. Suatu metode perancangan dengan serangkaian perhitungan melalui algoritma pemograman bahasa Fortran dan simulasi melalui CFD atau program Fluent telah dikembangkan, yang mana biaya dan waktu yang diperlukan dalam optimasi perancangan suatu blade turbin angin dapat diminimalkan. Metode perancangan ini dirumuskan berdasarkan teori aerodinamika turbin angin, yakni BEM (blade element momentum). Dalam simulasi, digunakan versi Fluent 6.1, baik secara dua dimensi maupun tiga dimensi. Simulasi secara dua dimensi dilakukan untuk mengetahui karakteristik airfoil yang digunakan sepanjang span (profil airfoil s816, s817 dan s818). Simulasi secara tiga dimensi bertujuan untuk mengetahui fenomena gelombang aliran di sekitar rotor. Model simulasi yang digunakan adalah model formulasi kecepatan relatif atau model multiple reference frames (MRF) dengan model viscous k - & untuk aliran incompressible. Perancangan dan analisis rotor turbin angin yang menggunakan pemograman bahasa Fortran maupun simulasi dengan program Fluent menunjukkan hasil yang cukup baik. Terlihat dari hasil analisa kecepatan aliran pada ujung blade atau kecepatan tip–nya adalah 62,3 m/s melalui Fortran atau 64 m/s melalui Fluent pada kecepatan aliran angin 12 /s (dengan selisih perhitungan 1,02 %). Sementara gaya thrust yang terjadi pada rotor turbin dari hasil perhitungan adalah 50920,47 N melalui Fortran atau 51444,663 N melalui Fluent pada kecepatan angin 12 m/s (selisih perhitungan 2,6 %). Atau secara keseluruhan rotor dengan precone 10o lebih optimal daripada rotor tanpa precone, walaupun besarnya daya keluaran untuk rotor tanpa precone lebih besar daripada rotor dengan precone 10o.