Perpustakaan Digital ITB

Indonesia sebagai negara tropis dengan kekayaan alam yang melimpah memiliki potensi energi listrik yang bersumber dari energi terbarukan dengan total potensi panas bumi lebih dari 400 Gigawatt, pembangkit surya memiliki tambahan 11 Megawatt, potensi energi angin dan air mencapai 150 Gigawatt. Salah satu potensi energi terbarukan yang melimpah adalah potensi air pada head rendah. Teknologi turbin yang memanfaatkan aliran air pada tinggi jatuh air rendah dapat menjadi alternatif penyediaan energi listrik. Pada penelitian kali ini dilakukan proses desain untuk mendapatkan rancangan sudu pengarah dan sudu gerak, pada kinerja terbaik dari turbin air dengan kriteria free vortex untuk selanjutnya dilakukan analisa antara hasil numerik atau error menggunakan CASCADE dengan simulasi numerikal menggunakan program Ansys, akan didapat perbedaan agar dapat dilakukan perbaikan. Metodologi desain berlandaskan metoda desain pada buku Performance Turbomachinery oleh R.I Lewis, selanjutnya desain menggunakan aplikasi CASCADE, komputasi Re.Des dan aplikasi STACK sehingga didapatkan titik koordinat sudu turbin. Dilanjutkan dengan gambar desain tiga dimensi menggunakan aplikasi Autodesk Inventor dan Ansys untuk mendapatkan hasil berupa medan kecepatan, performansi rotor sebagai acuan evaluasi terhadap kinerja turbin air dengan kriteria free vortex. Pada penelitian ini dihasilkan informasi terkait turbin air aliran aksial tipe propeller free vortex menggunakan desain dengan sudu pengarah sebanyak 13 sudu dan sudu gerak sebanyak 5 sudu. Diameter hub sebesar 0,2 m dan diameter sudu 0,4 m. Analisis sudu-sudu terbagi pada 11 segmen dengan masing-masing segmen memiliki ketebalan sebesar 18,18 mm. Karakteristik nilai torsi dan daya yang dihasilkan pada turbin air aliran aksial tipe propeller free vortex pada head rendah menggunakan CASCADE, Re.Des dan simulasi numerik Ansys. Daya yang dihasilkan sebesar 13.677,38 watt pada simulasi numerik Ansys lebih rendah 747,98 watt dari hasil analisis menggunakan CASCADE sebesar 14.425,36 watt. Nilai kesalahan antara kedua metoda (analisis CASCADE, Re.Des dan simulasi numerik), pada aliran masuk memiliki nilai rata-rata error sebesar 3,22% dan pada aliran keluar sebesar 2,81%.