Turbin Angin Vertikal Sudu Aerofoil NACA 0018 Series Berbasis Konstruksi Helical/Twist Terhadap Variasi Sudut Sudu

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan turbin Gorlov dengan geometri sudu aerofoil NACA 0018 terhadap variasi sudut bukaan sudu untuk mendapatkan karakteristik unjukkerja turbin yang optimal. Secara spesifik penelitian ini bertujuan untuk : (1) merancang model-model sudu helical/twist turbin Gorlov menggunakan sudu aerofoil NACA 0018; (2) membuat model-model turbin Gorlov terhadap variasi sudut bukaan sudu 50, 100, 150, dan 200; (3) menguji dan mengambil data turbin Gorlov terhadap variasi sudut sudu 50, 100, 150, dan 200; (4) mengkaji optimasi sudut bukaan sudu turbin Gorlov dan analisis optimasi model turbin Gorlov tersebut yang difungsikan sebagai penggerak mula untuk mendapatkan karakteristik yang optimum; (5) mengkaji analisis pemodelan numerik/analisis modeling (analisis struktur menggunakan software ANSYS dan analisis aerodinamis menggunakan software Fluent, Computational Fluid Dynamics/CFD). Metode penelitian ini meliputi beberapa tahap mulai perancangan/desain, pembuatan, assembling dan installing, pengujian alat, dan analisis. Secara ringkas sebagai berikut, Tahap awal adalah menyiapkan cetakan sudu aerofoil NACA 0018 series dan mulai dibuat sudu aerofoil dengan ketebalan sudu/thickness maksimum 18% dari lebar sudu/chord. Material sudu dibuat dari campuran serat kayu, ram, resin epoksi dengan perbandingan tertentu. Kemudian diameter turbin 550 mm dan tinggi/panjang turbin adalah 800 mm. Turbin Gorlov dibuat 4 model rotor masing-masing dengan sudut sudu tertentu. Rotor Gorlov dihubungkan dengan poros dan prony break. Pada tahap dihasilkan 4 model penggerak turbin angin Gorlov. Tahap selanjutnya adalah uji karakteristik model dengan variabel penelitian sudut bukaan sudu 50, 100, 150, 200. Kinerja turbin yang paling baik adalah yang menghasilkan koefisien daya paling tinggi. Hasil pengujian diperoleh nilai Coefficient of Power tertinggi 0,0727 dengan tsr 0,263 daya turbin 7,059 watt pada putaran 195,5 rpm pada sudut bukaan sudu 15°. Nilai Tip Speed Ratio (TSR) tertinggi sebesar 0,3321 yang terdapat pada sudut bukaan sudu 20°. Coefficient of Toque (Ct) turbin tertinggi pada sudut sudu 15° sebesar 0,0830 dengan nilai Tip Speed Ratio (TSR) 0,263 pada putaran 239,3 rpm dengan torsi 0,075 Nm.

Kata kunci : NACA 0018, Sudut Bukaan Sudu, Sudu Heliks, Turbin Gorlov