Analisis Kinerja Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Spiral Pada Kecepatan Angin Rendah
DOI:
https://doi.org/10.31851/053mdt66Keywords:
Energi terbarukan, turbin angin sumbu vertikal, kecepatan angin rendah, torsi motor rendahAbstract
Penelitian ini bertujuan menganalisis kinerja turbin angin sumbu vertikal (VAWT) tipe spiral skala kecil pada kecepatan angin rendah di Indonesia, sebagai upaya pengembangan energi terbarukan yang sesuai dengan karakteristik angin lokal. Metode yang digunakan adalah pendekatan eksperimental, meliputi pengujian laboratorium dengan angin buatan dan pengujian lapangan menggunakan angin alami. Parameter yang diukur mencakup kecepatan angin, putaran rotor (RPM), tegangan, arus, dan daya listrik yang dihasilkan. Hasil pengujian laboratorium menunjukkan turbin dapat beroperasi pada kecepatan cut-in sekitar 2 m/s, dengan daya maksimum 17 W pada kecepatan angin 8–9 m/s. Pengujian lapangan pada lokasi Dermaga Tanjung Api-Api menghasilkan daya maksimum hanya 0,689 W dengan kecepatan angin 4–5,5 m/s. Analisis tip speed ratio (TSR) dan koefisien daya (Cp) menunjukkan nilai TSR sekitar 1,6 dan Cp hanya 0,074, jauh di bawah nilai optimal untuk turbin heliks. Faktor utama yang membatasi daya keluaran adalah luas sapuan turbin yang kecil, desain bilah yang belum optimal, torsi rotor yang rendah, serta generator yang terlalu besar untuk skala turbin. Meskipun daya listrik rendah, turbin tetap mampu menggerakkan inverter dan menghasilkan tegangan AC 220 V. Temuan ini memberikan informasi penting mengenai keterbatasan performa turbin skala kecil pada angin rendah dan menjadi dasar bagi pengembangan desain bilah, kesesuaian generator, dan sistem penyimpanan energi agar turbin angin skala kecil dapat beroperasi lebih efisien dan andal di Indonesia
References
[1] M. Faisal, I. Ayu, and S. Adnyani, “Analisis potensi energi angin sebagai pembangkit listrik tenaga bayu skala mikro di Kabupaten Dompu,” Dielektrika, vol. 9, no. 1, pp. 26–32, 2022.
[2] L. Li, I. Chopra, W. Zhu, and M. Yu, “Performance analysis and optimization of a vertical-axis wind turbine with a high tip-speed ratio,” Energies, vol. 14, no. 4, 2021, doi: 10.3390/en14040996.
[3] C. Sranpat, S. Unsakul, P. Choljararux, and T. Leephakpreeda, “CFD-based performance analysis on design factors of vertical axis wind turbines at low wind speeds,” Energy Procedia, vol. 138, pp. 500–505, 2017, doi: 10.1016/j.egypro.2017.10.235.
[4] D. H. Didane, M. R. Behery, M. Al-Ghriybah, and B. Manshoor, “Recent progress in design and performance analysis of vertical-axis wind turbines: A comprehensive review,” Processes, vol. 12, no. 6, 2024, doi: 10.3390/pr12061094.
[5] A. F. Arib and A. Ansori, “Pengaruh kecepatan angin terhadap kinerja turbin angin sumbu vertikal 5 kW menggunakan nozzle konvergen di Sumber Manjing Wetan Kabupaten Malang,” Prosiding Seminar Nasional, 2025.
[6] M. O. Moussa, “Experimental and numerical performance analysis of a small three-blade wind turbine,” Renewable Energy, 2020.
[7] P. H. M. Adam and M. R. Nasution, “Analisa pengaruh perubahan kecepatan angin pada pembangkit listrik tenaga angin terhadap daya yang dihasilkan generator DC,” Jurnal Teknik Elektro, pp. 1–7, 2019.
[8] K. Song, H. Huan, and Y. Kang, “Aerodynamic performance and wake characteristics analysis of Archimedes spiral wind turbine rotors with different blade angle,” Energies, vol. 16, no. 1, 2023, doi: 10.3390/en16010385.
[9] D. Han, Y. G. Heo, N. J. Choi, S. H. Nam, K. H. Choi, and K. C. Kim, “Design, fabrication, and performance test of a 100-W helical-blade vertical-axis wind turbine at low tip-speed ratio,” Energies, vol. 11, no. 6, 2018, doi: 10.3390/en11061517.
[10] P. Pitriadi, R. Bachmid, and I. M. Susanto, “Perancangan kincir angin sumbu vertikal empat sudu dengan kelengkungan 90°,” 2018.
[11] F. Rahman, I. Nurjannah, H. N. Sari, A. Christian, and M. K. Hidayat, “Optimalisasi metode blade turbin angin sumbu horizontal,” Otopro, vol. 18, no. 2, pp. 59–64, 2023, doi: 10.26740/otopro.v18n2.p59-64.
[12] A. Akbar, “Analisa daya turbin angin sumbu horizontal profil NACA 0015 dengan variasi jumlah blade,” 2018.
[13] S. A. Ulfiah, A. Rahman, S. D. Nugroho, and F. A. Arsal, “Analisa prototipe pembuatan PLTB skala kecil pada Laboratorium Teknik Listrik di Politeknik Negeri Padang,” Jurnal Informatika dan Teknik Elektro Terapan, vol. 13, no. 2, 2025, doi: 10.23960/jitet.v13i2.6395.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Nofi Ansah, Herman Yani, Sudirman Yahya, Mahesa Prima Yoga, Muhammad Aziz
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Jurnal Ampere is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.
