Analisis Pengaruh Passive Variable-Pitch pada Turbin Sumbu Vertikal Darrieus Cascade terhadap Efisiensi Turbin Hidrokinetik Berbasis Computational Fluid Dynamics

Abstract

Ada banyak cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan performansi turbin hidrokinetik, diantaranya dengan penyusunan blade turbin secara rangkap pada satu lengan, atau biasa disebut dengan cascade dan juga penggunaan mekanisme passive variable – pitch, yaitu mekanisme yang mengatur blade sehingga dapat bergerak dengan sudut tertentu dengan diatur oleh stopper. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan studi eksperimental dan simulasi mengenai pengaruh penggunaan cascade foil terhadap performansi turbin, yang membuktikan bahwa susunan cascade pada turbin dapat meningkatkan performansi turbin. Dalam penelitian ini, dilakukan analisis mengenai pengaruh penggunaan passive variable – pitch pada turbin Darrieus sumbu vertikal yang disusun secara cascade terhadap performansi turbin. Berdasarkan simulasi yang dilakukan dengan metode CFD, didapatkan hasil bahwa semakin besar kecepatan aliran air, akan semakin besar pula nilai gaya dan torsi pada turbin. Namun nilai koefisien performansi (Cp) justru semakin turun seiring dengan peningkatan nilai kecepatan aliran, dimana Cp terbaik didapatkan pada kecepatan aliran 0,8 m/s dengan nilai Cp sebesar39,76%. Selain itu, pada penelitian ini juga dilakukan analisis karakteristik aliran, ditinjau dari pola tekanan dan streamline kecepatan untuk mengetahui pengaruh perubahan kecepatan aliran terhadap persebaran kecepatan aliran dan tekanan di sekitar turbin.