Publisher

ITENASITENAS

Journal Rekayasa Hijau : Jurnal Teknologi Ramah LingkunganRekayasa Hijau : Jurnal Teknologi Ramah Lingkungan Abstract

Perubahan bentuk dan dimensi sudu akan menurunkan kinerja turbin angin. Perubahan bentuk dan dimensi sudu sangat dipengaruhi oleh kekakuan dan kekuatan sudu turbin tersebut. Pada kasus di lapangan, ditemui bahwa sudu turbin angin sumbu vertikal yang dibuat dengan bahan komposit serat karbon ternyata tidak memiliki kekakuan yang baik jika hanya dibuat dengan satu lapis (layer) serat karbon. Untuk mengatasi masalah kekakuan ini, maka dilakukan penambahan tulang penguat (stiffener rib) dari bahan yang sama pada sudu turbin angin. Pengujian yang telah dilakukan menunjukan bahwa penambahan tulang penguat pada sudu turbin angin sumbu vertikal telah menambah kekakuan sudu secara signifikan yang cenderung mengikuti grafik eksponensial. Kekakuan (K) sudu dengan tinggi tulang 6 mm adalah 0,0258 kg/mm. Kekakuan sudu dengan tinggi tulang 9 mm adalah 0,0740 kg/mm. Kekakuan sudu dengan tinggi tulang 12 mm adalah 0,2250 kg/mm. Di sisi lain, kekuatan lentur sudu turbin juga meningkat. Dengan penambahan tulang 6mm, kekuatan lentur maksimum (σmax) mencapai 4,008 kg/mm2, dengan penambahan tulang 9 mm kekuatan lentur mencapai 4,145 kg/mm2, dengan penambahan tulang 12 mm kekuatan lentur mencapai 4,544 kg/mm2.

Conclusion

Penambahan tulang rusuk penguat (stiffener rib) pada sudu turbin angin sumbu vertikal secara signifikan meningkatkan kekakuan dan kekuatan lentur sudu, dengan tren yang mengikuti fungsi eksponensial.Hasil pengujian menunjukkan peningkatan kekakuan dari 0,0258 kg/mm (tinggi tulang 6 mm) hingga 0,2250 kg/mm (tinggi tulang 12 mm) serta peningkatan kekuatan lentur dari 4,008 kg/mm² hingga 4,544 kg/mm².Berdasarkan perhitungan, untuk kondisi operasi tertentu, penggunaan tulang penguat setinggi 9 mm sudah mencukupi untuk mencapai kekakuan sudu yang diinginkan tanpa defleksi berlebih.

Future Research

Penelitian ini telah berhasil menunjukkan bahwa penambahan tulang penguat adalah metode yang sangat efektif untuk meningkatkan kekakuan dan kekuatan sudu turbin angin vertikal dari bahan komposit serat karbon. Namun, untuk mengoptimalkan temuan ini dan memahami penerapannya di dunia nyata, beberapa arah penelitian lanjutan sangat menjanjikan. Pertama, pengujian dalam penelitian ini bersifat statis, sehingga sebuah studi baru perlu dilakukan untuk menyelidiki bagaimana performa ketahanan aus (fatigue life) dan perilaku getar dari sudu yang sudah dimodifikasi saat dioperasikan secara dinamis dalam jangka waktu panjang. Kedua, penelitian ini hanya memvariasikan tinggi dari tulang penguat, maka sebuah penelitian selanjutnya bisa mengeksplorasi pengaruh berbagai bentuk geometri tulang, seperti bentuk segitiga, trapesium, atau bahkan struktur sarang lebah (honeycomb), terhadap efisiensi rasio antara kekakuan yang dicapai dengan berat total yang ditambahkan. Ketiga, dengan mempertimbangkan biaya tinggi material serat karbon, sebuah kajian menarik adalah dengan mengaplikasikan metode rekayasa penampang inersia yang sama pada material komposit yang lebih ekonomis seperti fiberglass atau serat alami, untuk menentukan potensinya dalam menciptakan turbin angin yang ramah anggaran namun tetap memiliki performa struktur yang handal.

Metadata

File size	1.04 MB
Pages	12
DMCA	Report