ANALISIS PERFORMA VERTICAL AXIS WIND TURBINE DENGAN VARIASI TSR MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS (CFD)

Abstract

Penelitian ini memaparkan hasil analisis simulasi vertical axis wind turbine (VAWT) tipe Daerrius sebagai salah satu pembangkit listrik terbarukan. Simulasi dilakukan menggunakan bantuan software computational fluid dynamics (CFD). Ansys Workbench 2024 R1 digunakan sebagai pre-processor untuk membuat boundary condition dan mesh yang akan digunakan dan Ansys Fluent 2024 R1 digunakan untuk mensimulasikan fenomena aliran fluida pada VAWT dengan domain 2D planar. Profil airfoil yang digunakan NACA0018 dengan panjang chord 0.2 m, diameter rotor 0.8 m, panjang bilah turbin 0.8 m serta jumlah bilah sebanyak 2 buah. Simulasi dilakukan secara transient dengan menggunakan viscous model k-ω SST untuk perlakuan kecepatan inlet 8 m/s dan 20 m/s variasi TSR 0.5 dan 0.7. Simulasi ini bertujuan untuk memperoleh nilai moment atau torsi, daya serta coefficient power (CP) dari VAWT. Nilai torsi untuk perlakuan 8 m/s varisasi TSR 0.5 dan 0.7 secara berturut adalah 0.7566 Nm dan 0.7408 Nm, perlakuan 20 m/s variasi TSR 0.5 dan 0.7 secara berturut 6.8546 Nm dan 8.7773 Nm. Nilai daya dan coefficient power tertinggi terdapat pada perlakuan 20 m/s variasi TSR 0.7 secara berturut sebesar 307.204 Watt dan 0.0980, sedangkan nilai terendah pada perlakuan 8 m/s variasi TSR 0.5 secara berturut sebesar 7.566 Watt dan 0.0377. Hubungan antara nilai CP dengan TSR dan kecepatan inlet akan berbanding lurus seiring dengan peningkatan nilai TSR dan kecepatan inlet. Lift force berperan penting dalam kasus VAWT untuk memutar poros pada turbin angin.