START

STUDI LITERATUR

MENGIDENTIFIKASI

PERMASALAHAN

PENGUMPULAN DATA :

- Kecepatan Angin

- Daya yang harus dipenuhi

PENGGAMBARAN MODEL

Pemilihan Pitch Propeller (0,2 ; 0,4 ; 0,6)

SIMULASI CFD

-Variasi dimensi blade

-Variasi jumlah blade

- Menentukan boundary condition

-Optimalisasi meshing

-Post prosesor

ANALISA ALIRAN

FLUIDA PADA

PITCH YANG

DIPILINH

VALIDASI

Optimal PerformanceNO

KESIMPULAN

END

Pada tugas akhir ini airfoil yang digunakan adalah tipe airfoil NACA 4412 yang mempunyai

pengertian sebagai berikut :

1. Jumlah 4 digit dalam 4412 digunakan untuk dimensi baling-baling (chord) yang kecil dan

untuk ukuran panjang di bawah 5 m.

2. Arti dari 4412 adalah sebagai berikut :

Angka pertama menunjukkan prosentase chamber maksimum pada chord (panjang airfoil)

sebesar 4%.

Angka kedua menunjukkan letak chamber maksimum dari leading edge sebesar 40%.

Angka ketiga dan keempat menunjukkan prosentase ketebalan maksimum airfoil pada

chord (maximum thincknes) sebesar 12%.

Kriteria penting dalam pemilihan airfoil adalah perbandingan koefisiensi lift dengan drag (Cl/Cd), semakin besar Cl/Cd

maka untuk kerja rotor makin baik.

Rotor yang berkecepatan rendah memiliki

torsi yang tinggi dan Rpm rendah. Sedangkan

rotor yang berkecepatan tinggi memiliki torsi

yang rendah dan Rpm tinggi.

Maka untuk membuat sebuah turbin angin

sebagai pembangkit listrik dibutuhkan sebuah

turbin angin yang memiliki torsi yang besar

sehingga dapat menahan beban berat yang

diakibatkan oleh generator dengan Rpm yang

besar agar dapat memperoleh daya yang

besar pula.

Pada tugas akhir ini dipilih variasi blade 2,

blade 3 dan blade 5.

Tip speed ratio adalah perbandingan kecepatan angin dengan kecepatan

ujung sudu. Tip speed ratio sangat menentukan lebar sudu, semakin tinggi

Tip speed ratio yang dipilih maka secara teoritis berdasarkan teori

momentum elemen sudu Cp akan semakin tinggi dan sudu akan semakin

ramping dan tipis.

“The tip speed ratio (TSR), 2 blades (9-10); 3 blades (6-8); 4+ blades (4-6).

The higher the tip speed ratio the higher the turbines rotational speed.”

Pada tugas akhir ini dipilih variasi TSR sebagai berikut sesuai dengan jumlah

blade.

Blade 2 : TSR 9, TSR 9.5, TSR 10.

Blade 3 : TSR 6, TSR 7, TSR 8.

Blade 5 : TSR 4, TSR 5, TSR 6.

Penentuan diameter blade

menyesuaikan dengan dimensi

squid fishing vessels dengan

ukuran 30 GT dengan lebar

5m dan panjang 22,5m.

Penentuan diameter ini

mempengaruhi bentuk dan

Coefficient Performance (CP)

dari blade.

Pada tugas akhir ini dipilih

variasi radius blade sebesar

1m ; 1,25m ; 1,5m.

Putaran TASH yang dihasikan dapat dicari dengan rumus:

n (rad/s) = v (m/s) x { TSR / r (m) }

Dimana : n = Rotational speed (rad/s)

v = Velocity of air = 3.11 m/s

TSR = Tip speed ratio

r = Radius blade (m)

Untuk menghitung daya yang dapat dihasilkan TASH digunakan rumus :

P (kW) = Q (Nm) x 2𝜋 x n (rpm) / 60000

Dimana : P = Power (kW)

Q = Torque (Nm)

n = Rotational speed (rpm) (1 rad/s = 9.5493 rpm)

Untuk menghitung daya pada generator digunakan rumus :

Pout = Pin x h

Dimana : Pout = Power generator (kW)

Pin = Power rotor/blade (kW)

h = Eficiency generators (93%-97%) = 97%

Blade

(Pcs)TSR

Radius

(m)

1 2 9 1 534,50 267,28 14,95 0,97 14,50

2 2 9 1,25 665,30 213,83 14,89 0,97 14,44

3 2 9 1,5 784,70 178,19 14,64 0,97 14,20

4 2 9,5 1 423,60 282,13 12,51 0,97 12,13

5 2 9,5 1,25 438,40 225,71 10,36 0,97 10,05

6 2 9,5 1,5 501,10 188,09 9,86 0,97 9,57

7 2 10 1 378,90 296,98 11,78 0,97 11,42

8 2 10 1,25 646,70 237,59 16,08 0,97 15,60

9 2 10 1,5 768,80 197,99 15,93 0,97 15,45

10 3 6 1 1152,80 178,19 21,50 0,97 20,86

11 3 6 1,25 1145,70 142,55 17,09 0,97 16,58

12 3 6 1,5 1104,30 118,79 13,73 0,97 13,32

13 3 7 1 959,60 207,89 20,88 0,97 20,25

14 3 7 1,25 1038,20 166,31 18,07 0,97 17,53

15 3 7 1,5 1116,70 138,59 16,20 0,97 15,71

16 3 8 1 339,90 237,59 8,45 0,97 8,20

17 3 8 1,25 426,70 190,07 8,49 0,97 8,23

18 3 8 1,5 439,30 158,39 7,28 0,97 7,06

19 5 4 1 418,70 118,79 5,21 0,97 5,05

20 5 4 1,25 489,10 95,03 4,87 0,97 4,72

21 5 4 1,5 512,90 79,20 4,25 0,97 4,12

22 5 5 1 828,10 148,49 12,87 0,97 12,48

23 5 5 1,25 856,70 118,79 10,65 0,97 10,33

24 5 5 1,5 897,10 98,99 9,30 0,97 9,02

25 5 6 1 522,60 178,19 9,75 0,97 9,45

26 5 6 1,25 623,00 142,55 9,30 0,97 9,02

27 5 6 1,5 761,20 118,79 9,46 0,97 9,18

Noh

Gen

Power

Generator

(kW)

T A S HTorque

(Nm)

Speed

(Rpm)

Power

(kW)

y = -0,0823x + 232,21

0

50

100

150

200

250

300

350

0 500 1000 1500

Speed (

Rpm

)

Torque (Nm)

Torque Vs Speed

Torque Vs Speed

Linear (Torque VsSpeed)

y = 0,0285x + 7,1719

0

5

10

15

20

25

0 100 200 300 400

Pow

er

(kW

)

Speed (Rpm)

Speed Vs Power

Speed Vs Power

Linear (Speed VsPower)

y = 0,0122x + 3,6746

0

5

10

15

20

25

0 500 1000 1500

Pow

er

(kW

)

Torque (Nm)

Torque Vs Power

Torque Vs Power

Linear (Torque VsPower)

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131415161718192021222324252627

Pow

er

(kW

)

Tipe of Blade

Power Generator

Dengan mempertimbangkan kebutuhan daya panerangan pada kapal sebesar 32 KW, maka

dipilih tipe blade yang paling otimal untuk mencukupi kebutuhan daya penerangan pada

kapal ini yaitu tipe TASH 11 dengan jumlah 3 blade, radius 1.25 m dan TSR 6 yang dapat

menghasilkan daya sebesar 16.58 kW.

Jadi untuk memenuhi kebutuhan daya penerangan, kapal ini membutuhkan 2 unit TASH.

Pgenerators = Protor x h x 2

= 16.58 x 0.97 x 2

= 32.16 kW (Memenuhi)

Pada gambar 5 menunjukkan desain dari simulasi squid fishing vessels pada saat kapal

berlayar atau sedang bersandar di pelabuhan. Posisi boom turbin angin sejajar dengan

boom yang lain sehingga tidak mengganggu stabilitas kapal dan turbin masih dapat bekerja.

Sedangkan pada gambar 6 menunjukkan desain dari simulasi squid fishing vessels pada saat

proses penangkapan ikan. Posisi boom pada turbin angin berlawanan dengan boom yang

lain. Ini bertujuan untuk menambah stabilitas kapal pada saat menjaring ikan.

Setelah melewati berbagai tahap permodelan dan simulasi maka pada

penelitian Tugas Akhir ini dapat diambil kesimpulan bahwa desain blade yang

optimal untuk diterapkan pada squid fishing vessels adalah blade dengan

jumlah daun 3 buah, nilai dari tip speed rasio 6 dan diameter sebesar 2.5

meter. Dengan demikian penerapan sumber daya alternatif pengganti bahan

bakar fosil yang ramah lingkungan pada squid fishing vessels dapat

diaplikasikan dengan memasang 2 unit turbin angin sumbu horizontal pada

kapal.