Pemodelan Kekuatan Bilah Turbin Angin Horisontal Multimaterial

  • Manty Aldilani Ikaningsih Universitas Jenderal Achmad Yani
  • Deny Bayu Saefudin Universitas Jenderal Achmad Yani

Abstract

Pada penelitian ini, bilah turbin multimaterial yang akan dibuat adalah bilah tipe sumbu horisontal (HAWT). Bilah ini dibuat dengan menggunakan material batang Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP), Expandable Polystyrene (EPS) dan lembaran vinil (vynil sheet). Bagian inti bilah dibuat dari EPS yang disisipi dengan 2 batang CFRP berpenampang lingkaran berdiameter 2 mm. Bagian permukaan bilah dilapisi dengan lembaran vinil. Gaya aerodinamika yang digunakan sebagai data masukan FEA diperoleh dari hasil perhitungan pada kecepatan angin maksimum 7 m/s dengan kecepatan putar rotor 650 rpm. Gaya aerodinamika tersebut merupakan hasil analisa dengan menggunakan Blade Element-Moementum Theory (BEMT) pada penelitian yang terpisah. Hasil simulasi FEA menunjukkan bahwa tegangan Von Mises maksimum sebesar 473,3 MPa terjadi pada bagian CFRP, tepatnya pada batang CFRP yang terletak pada titik pusat penampang airfoil bilah (CFRP-A). Oleh karena itu, dilakukanlah perbaikan desain dengan cara mengubah dimensi penampang CFRP yang menerima tegangan maksimum (CFRP-A) dari diameter 2 mm menjadi 3 mm. Dengan penambahan ukuran diameter batang CFRP, diharapkan tegangan Von Mises maksimum akan mengalami penurunan. Hal tersebut terbukti, hasil simulasi bilah dengan diameter CFRP-A 3 mm menghasilkan tegangan Von Mises maksimum yang lebih kecil dari bilah dengan CFRP-A 2 mm, yakni 60,45 MPa. Faktor keamanan minimum dari bilah pun berubah dari semula 0,63 menjadi 4,96, diikuti dengan pengurangan harga defleksi total dari 6,42 mm menjadi sekitar 1,6 mm.

Downloads

Download data is not yet available.

References

ACH Foam Technologies. (2018). EPS vs XPS, Apples to Apples Comparison of Rigid Foam Insulation. Denver: ACH Foam Technologies. Diambil dari https://www.achfoam.com/ACH/media/ACH/docs/Foam-Control/EPS-vs-XPS.pdf
Autodesk Inc. (2017). Material Library - Autodesk Inventor Professional 2017. California: Autodesk Inc.
Cahyono, M. A., Nf, H., Tinggi, S., & Adisutjipto, T. (2015). ANALISIS PEMILIHAN DESAIN STRUKTUR DAN PEMBUATAN PURWARUPA BILAH TURBIN ANGIN KOMPOSIT. Jurnal Angkasa, VII, 31–44.
Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites [SubsTech]. (2012). Diambil 6 April 2018, dari http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=carbon_fiber_reinforced_polymer_composites
Kong, C., Choi, S., Park, H., & Kim, S. (2009). Design of Foam Core Sandwich Composite Blade for A Small Scale Wind Turbine System Considering Fatigue Life. In International Comittee on Composite Material 17 (hal. 1–10). Edinburgh: ICCM.
PT. Beton Elemenindo Putra. (2012). White Paper - b-panel ® Building System. Bandung Barat.
PT. Beton Elemenindo Putra. (2018). Full Catalogue B-Panel and B-Foam. Bandung Barat: PT. Beton Elemenindo Putra.
R.R.Chang, T.H.Chiang, Y. C. T. and C. Y. S. (2011). Normalization Process Technique of Composite Foam-filled Sandwich Wind Turbine Blades. Procedia Engineering, 14, 1988–1995. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.07.250
Roy, D. (2015). Typical Physical Properties of Expanded Polistyrene. Kharagpur.
Published
2018-07-08
How to Cite
IKANINGSIH, Manty Aldilani; SAEFUDIN, Deny Bayu. Pemodelan Kekuatan Bilah Turbin Angin Horisontal Multimaterial. Jurnal Teknik: Media Pengembangan Ilmu dan Aplikasi Teknik, [S.l.], v. 17, n. 1, p. 27-35, july 2018. ISSN 2580-2615. Available at: <http://jurnalteknik.unjani.ac.id/index.php/jt/article/view/67>. Date accessed: 16 dec. 2019. doi: https://doi.org/10.26874/jt.vol17no1.67.