STUDI NUMERIK OPTIMASI KINERJA HORISONTAL AXIS WIND TURBINE (HAWT) PADA POTENSI ANGIN TROPIS

摘要

Metode numerik yang digunakan adalah Computational Fluid Dynamics(CFD) pada penelitian ini berupa program komersial yaitu FLUENT. Disain Horisontal Axis Wind Turbin (HAWT) menggunakan metode Blade Element Moment (BEM) sehingga didapatkan konfigurasi twist dan chord length terhadap radius blade turbin. Kajian penelitian ini dilakukan pada Tip Speed Rasio (TSR) 8 dan variasi blade yang dioptimalisasikan 3 jenis yaitu: uniform ideal blade, uniform linearized blade dan mixed ideal blade. Uniform ideal blade didapatkan dari BEM kemudian digunakan profil NREL S-833 di sepanjang radius, sedangkan untuk uniform linearized blade merupakan hasil BEM yang dilanjutkan dengan proses linierisasi. Mixed ideal blade merupakan rekomendasi dari NREL dengan konfigurasi(r/R) 0.4, 0.75, dan 0.95 airfoil NREL S-835, NREL S-833, dan NREL S-834. Kecepatan aliran free stream yang digunakan antara 1-15 m/s dan kondisi fluida berputar digunakan moving mesh reference dengan putaran 510rpm. Hasil validasi daya yang dihasilkan antara numerik dan ekperimen rata-rata kesalahan sebesar 24, kesalahan tersebut semakin meningkat seiring dengan kenaikan kecepatan. Hal ini disebabkan akibat fenomena separasi aliran 3D di tip dan hub. Hasil optimasi HAWT didapatkan pada 6 m/s pada setiap metode ,yaitu : uniform ideal blade, uniform linearized blade dan mixed ideal blade sebesar 36.8, 29.6 dan 38. Oleh karena itu proses linerisasi BEM tidak efektif sebab hanya bertujuan mempermudah proses fabrikasi saja, sedangkan konfigurasi profil airfoil dapat meningkatkan kinerja HAWT sebesar 1.2.