Optimalisasi Desain Turbin Wells pada Sistem Osilasi Kolom Air Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut Sebagai Upaya Meningkatkan Potensi Supply Energi Terbarukan pada Masyarakat Pesisir

Abstract

Laut Indonesia menyimpan potensi energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan sebagai pengganti energi fosil dalam memenuhi kebutuhan listrik. Pemanfaatan energi mekanik dari gelombang laut menjadi energi listrik dilakukan menggunakan teknologi Oscillating Water Column dan pengaplikasian turbin Wells. Penelitian dengan studi literatur ini, bertujuan untuk meningkatkan efisiensi turbin Wells dengan menentukan geometri, jumlah sudu, modifikasi panjang chord dan penggunaan pagar stall pada sudu. Pemilihan geometri dan jumlah sudu dilakukan menggunakan foil NACA 0010, 0015, 0020, dan 0025 dengan variasi jumlah sudu 6 dan 8. Tekanan dan kecepatan aliran udara diperoleh menggunakan software flow 3d sedangkan gaya angkat pada sudu turbin dianalisis dengan software Ansys CFX 14. Penambahan pagar pada sudu bertujuan untuk menunda stall dan memperluas rentang operasi. Dimensi pagar ditentukan menggunakan teknik optimasi surrogate-based.  Modifikasi pagar sudu NACA 0015 dan panjang chord menggunakan software CFD ANSYS CFX 16.1 untuk membandingkan efisiensi, torsi, dan koefisien input pada laju aliran berbeda antara turbin referensi dan modifikasi. Berdasarkan hasil modifikasi geometri dan jumlah sudu, foil NACA 0025 dengan 8 sudu menghasilkan nilai paling optimum untuk daya sebesar 3,64 kW dan efisiensi sebesar 64%. Pada penambahan pagar di sudu NACA 0015, peningkatan rentang operasi turbin berpagar dibanding turbin referensi sebesar 16,6%. Pada modifikasi panjang chord, perbandingan desain rekomendasi dan konvensional menunjukkan penurunan rata-rata entropi hasil sebesar 26,02% di seluruh rentang operasi sehingga mendukung keunggulan desain baru. Pemilihan profil, geometri, dan jumlah sudu turbin Wells yang sesuai serta pengaplikasian pagar stall dapat meningkatkan efisiensi turbin dalam menghasilkan daya optimal untuk dikonversi oleh generator menjadi energi listrik.