BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Penggunaan energi alternatif merupakan suatu topik yang mulai banyak
dibahas. Hal ini disebabkan karena teknologi makin berkembang yang
menyebabkan manusia mulai mencari sumber-sumber energi baru dan terbarukan
untuk menggantikan sumber energi konvensional. Energi angin merupakan salah
satu energi yang mulai dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik ataupun
mengkonversinya ke energi mekanik untuk keperluan lain. Salah satu alat yang
digunakan untuk memanfaatkan energi angin adalah turbin angin. Menurut data
dari asosiasi energi angin dunia (WWEA), Indonesia menempati urutan ke-70
dunia dalam hal sistem konversi energi angin (SKEA) terpasang. Dalam hal-hal
pemanfaatan energi Indonesia untuk tahun 2010- 2015, Indonesia sudah
memasuki periode pemanfaatan energi angin dengan turbin skala menengah.
Terdapat berbagai faktor yang dapat mempengaruhi kinerja turbin angin tersebut.
Salah satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah perancangan sudu untuk turbin
angin yang meliputi ukuran (jari-jari rotor), penampang airfoil, panjang chord,
dan sudut sudu.
Angin sebagai sumber energi alternatif telah lama digunakan dalam sejarah
kehidupan manusia. Kecepatan angin di daratan Indonesia relatif lebih rendah
dibandingkan di belahan bumi lain, seperti halnya di daerah sub-tropis. Kecepatan
angin di daratan Indonesia rata-rata kurang dari 5 m/s. Salah satu cara untuk
memanfaatkan energi angin adalah dengan menggunakan turbin angin. Namun
kebanyakan turbin angin yang ada di pasaran didesain untuk kecepatan angin
yang tinggi, yang biasanya cocok untuk negara-negara sub-tropis di Eropa dan
Amerika. Oleh karena itu untuk memanfaatkan energi angin di Indonesia lebih
efektif diperlukan usaha yang lebih jeli lagi. Ada dua pendekatan yang mungkin
dilakukan, yaitu dengan mengembangkan teknologi rotor yang sesuai dengan
kecepatan
rendah
dan
memanipulasi
kecepatan
angin
sehingga
1
2
kecepatan angin pada rotor dapat lebih tinggi. Energi angin memanfaatkan kecepatan angin
guna memutar rotor pada turbin angin kemudian dikonversikan menjadi energi, sehingga
untuk mendapatkan daya yang optimal diperlukan kecepatan putar rotor turbin angin yang
cukup tinggi. Untuk memperoleh putaran turbin angin yang optimal dapat dilakukan dengan
2 cara yakni, variasi pada blade turbin dan penggunaan diffuser pada turbin angin.
Salah satu bentuk turbin angin yang akhir-akhir ini mulai dikembangkan adalah turbin
angin bersudu loopwing. Sebuah perusahaan di Jepang mulai mengembangkan turbin angin
dengan sudu berbentuk loop yang mempunyai dua sisi, yakni di depan dan di belakang.
Inovasi yang sedang dikembangkan adalah penambahan diffuser dengan tambahan variasi
flanged dan variasi inlet shroud.
Penggunaan tambahan flanged pada diffuser digunakan guna meningkatkan kemampuan
diffuser untuk menyerap aliran massa udara di lingkungan sekitar sehingga dengan
meningkatnya laju aliran massa putaran turbin angin juga semakin meningkat, begitu halnya
dengan tambahan inlet shroud diharapkan sama halnya dengan penggunaan flanged mampu
meningkatkan unjuk kerja turbin angin dengan menggunakan diffuser.
1.2. Rumusan Masalah
Dari permasalahan yang terjadi pada kinerja turbin angin, maka perlu dilakukan kajian
penelitian mengenai
“ Bagaimana karakteristik daya turbin angin bersudu loopwing apabila menggunakan
penambahan diffuser dengan variasi tambahan flanged dan variasi inlet shroud pada berbagai
kecepatan angin”
1.3. Batasan Masalah
Penelitian mengenai turbin angin ini dibatasai pada beberapa faktor:
1.
Model turbin angin yang dipakai dalam penelitian adalah :
Jenis turbin angin : turbin angin bersudu loopwing
3
Jumlah sudu
: tiga
Diameter rotor
: 50 cm
Penampang diffuser: bentuk lingkaran
Variasi flanged
Variasi inlet
: Variasi nilai h (height flanged)/D (diameter inlet)
a.
0,1
b.
0,3
:
a. panjang inlet 10 cm
b. panjang inlet 15 cm
c. panjang inlet 20 cm
Gambar 1.1. Penampang diffuser tambahan flanged dan inlet shroud
2.
Posisi poros dan diffuser diasumsikan berada pada posisi centerline
3.
Perubahan suhu (baik pada pagi ,siang, malam) dan faktor angin luar diabaikan
4.
Faktor getaran (vibration) dan gesekan (friction) diasumsikan kecil/ dapat diabaikan
5.
Kecepatan angin diasumsikan merata dan arahnya tegak lurus terhadap turbin angin
6.
Aliran fluida (angin) diasumsikan merupakan aliran yang bersifat incompressible, steady
state.
1.4. Tujuan Penelitian
Dalam penelitian yang dilakukan dalam rangka memenuhi Tesis , bertujuan pada :
1. Mengetahui pengaruh penambahan diffuser terhadap unjuk kerja turbin angin
bersudu loopwing
2. Mengetahui pengaruh penambahan diffuser dengan variasi flanged terhadap unjuk
kerja turbin angin bersudu loopwing
4
3. Mengetahui pengaruh penambahan diffuser dengan flanged dan variasi inlet shroud
terhadap unjuk kerja turbin angin bersudu loopwing
4. Mengetahui pengaruh variabel kecepatan angin terhadap unjuk kerja turbin bersudu
loopwing dengan penambahan diffuser , diffuser variasi flanged, diffuser dengan
flanged +variasi inlet shroud, dan tanpa diffuser
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dan hasil yang diperoleh dari hasil penelitian ini, dapat digunakan sebagai
berikut:
a. Sebagai peneliti, kalangan akademisi
Dapat digunakan sebagai referensi untuk pengembangan penelitian selanjutnya,
sehingga dapat ikut berkontribusi khususnya dalam hal teknologi ramah lingkungan
b. Industri
Pengembangan teknologi sumber daya energi yang dapat diperbaharui, serta mampu
menghasilkan energi dalam skala besar, sehingga ikut berpartisipasi menggalakkan
energi yang terbaharukan serta ramah lingkungan.