Perpustakaan Digital ITB

Energi angin di Indonesia dengan potensi sebesar 60,6 GW dapat dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB). Kecepatan angin rata-rata yang cenderung rendah hingga menengah di Indonesia dapat dimanfaatkan dan disinergikan terhadap teknologi turbin angin. Untuk menghadapi tantangan dan mencari solusi yang sesuai, diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai turbin angin yang mampu beroperasi efektif pada kecepatan angin rendah, yang berkisar antara 3 hingga 7 meter per detik. Salah satu faktor kunci yang memengaruhi kinerja turbin angin, khususnya turbin angin sumbu horizontal (Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT)), adalah Pemilihan profil airfoil dan desain sudu (blade) yang optimal. Penelitian ini fokus pada desain geometri dan dimensi airfoil, sudu, dan struktur-internal (web) sudu. Adapun tujuannya untuk meningkatkan nilai lift-to-drag ratio, coefficient of power (Cp), mendapatkan dimensi yang sesuai untuk menurunkan massa sudu pada Tip Speed Ratio (TSR) yang terpilih. Profil airfoil dan web yang digunakan meniru morfologi dan topologi tulang pelepah daun pisang. Desain awal airfoil dan sudu dianalisis menggunakan pendekatan Blade Element Momentum Theory (BEM Theory), Computer Fluid Dynamic Modelling (CFD Modelling) dan mekanika statis dengan memvariasikan kecepatan angin. Proses optimasi web sudu dilakukan dengan memadukan metode penggabungan fungsi aerodinamis dan struktur (Multi-objektif Aerodinamis dan Struktur) dengan tujuan meminimalkan massa sudu dan memaksimalkan torsi berdasarkan prinsip kelembaman massa. Hasil penelitian menunjukkan nilai lift-to-drag ratio airfoil maksimal menjadi 123,07 pada Re 700.000 dan Cp meningkat menjadi 0,46 pada TSR 6. Begitu juga dengan penurunan displacement sebesar 12% dibandingkan dengan web konvensional. Harapannya, airfoil dan sudu yang dikembangkan dalam penelitian ini akan berkontribusi dalam pengembangan turbin angin yang mampu beroperasi efisien pada kecepatan angin rendah di Indonesia.