Studi Numerik Pengaruh Sudut Deflektor terhadap Kinerja Turbin Savonius Ganda tersusun Side-by-side untuk Sudu Returning di Dekat Dinding Kanal

Abstract

Energi air merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber penyedia energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air. Salah satu jenis turbin yang dapat digunakan untuk memanfaatkan energi adalah turbin Savonius. Turbin air Savonius merupakan salah satu fokus penelitian untuk pemanfaatan energi air. Turbin air savonius ini cocok digunakan untuk memanfaatkan energi aliran yang relatif kecil seperti kanal. Penelitian ini dilakukan dengan menambah pelat penutup sebagai deflector pada sudu returning didekat dinding kanal untuk 2 turbin yang disusun side by side dengan variasi sudut kemiringan deflector untuk mendapatkan kinerja turbin yang optimum. Metode yang digunakan adalah secara numerik yaitu Computational Fluid Dynamics menggunakan software ANSYS FLUENT R1 2023. Penelitian ini menggunakan simulasi dalam 2 Dimensi dengan kecepatan aliran fluida air 0,2 m/s dan 0,3 m/s dan variasi sudut kemiringan deflector yang digunakan adalah 6o; 12o; 24o; 44o; 57o; 64o; 65o; 81o; 90o. Penelitian dilakukan dengan menganalisa coefficient of power (CoP), coefficient of moment (Cm), coefficientof static torque (CTS), velocity counter, pressure countur dan turbulent intensity. Hasil yang diperoleh dari studi ini yaitu penambahan deflektor pada sisi upstream menyebabkan peningkatan torsi positif yang dihasilkan turbin disebabkan perbedaan tekanan sisi cekung dan cembung advancing turbin yang semakin tinggi dan lebih besar dari beda tekanan pada sisi cekung dan cembung returning pada turbin dengan sudut deflektor 6°; 12°; 24° sehingga Coefficient of Power pada turbin lebih tinggi dibandingkan dengan Turbin tanpa deflektor. Penambahan deflektor pada sudut 44°, 57°, 64° dapat meningkatkan torsi negatif turbin sehingga Coefficient of Power menurun. Penambahan deflektor pada sudut deflektor 65°, 81°, 90° mengakibatkan aliran fluida cenderung menuju celah antar turbin air Savonius sehingga turbin dapat berputar secara efektif. Turbin air Savonius masih dapat berputar / beroperasi pada penambahan deflektor dengan sudut ≤64° dan pada sudut ≥65° Turbin air Savonius tidak dapat berputar secara efektif. Coefficient of power maksimum turbin air Savonius sebesar 0,424 pada deflektor sudut 24° dan meningkatkan Performa Turbin sebesar 20,72% sehingga penambahan deflektor dengan sudut ≤24° dapat meningkatkan Performa Turbin Air Savonius. ================================================================================================================================= Water energy is one of the renewable energy sources that can be used as an electrical energy source through hydroelectric power plants. One type of turbine to be used to utilize the energy is Savonius Turbine. Savonius Water Turbine is one focus of research to utilize water energy. Savonius Water Turbine was suitable for utilizing the energy of relatively small flows such as canals. This research was carried out by adding the plate as a deflector in front of the returning blade near canal walls for 2 turbines arranged side by side with varying deflector angles to obtain optimum turbine performance. The method used is Computational Fluid Dynamics using the software ANSYS FLUENT R1 2023. This research uses two-dimensional simulation with fluid flow velocities of 0,2 m/s and 0,3 m/s and variation deflector angles is 6o; 12o; 24o; 44o; 57o; 64o; 65o; 81o; and 90o. Research is carried out by analyzing the coefficient of power (CoP), coefficient of the moment (Cm), coefficient of static torque (CTS), velocity contour, pressure contour and turbulent intensity. The result obtained from this research is adding the deflector on the upstream side causes an in increase positive torque produced by the turbine caused by the pressure difference on the concave and convex sides of the advancing turbine getting higher and higher than different pressure on the concave and convex sides of the returning turbine with the deflector angle 6°; 12°; 24° so the Coefficient of Power of Turbine higher than Turbine without deflector. Addition deflector angles 44°, 57°, 64° can increase the negative torque so the Coefficient of Power decreases. In addition the deflector angles 65°, 81°, 90° cause fluid flow to tend towards the gap between the Savonius water turbines so that the turbines can rotate effectively. Savonius water turbine still rotates in addition the deflector with an angle ≤64° and in an angle ≥65° The Savonius water turbine cannot rotate effectively. The maximum coefficient of power of the Savonius water turbine is 0.424 at a deflector angle of 24° and increases the performance of the turbine by 20,72% so adding a deflector with an angle of ≤24° can improve Savonius Water Turbine Performance