Perhitungan Dan Analisis Losses, Diameter Efektif Rotor, Dan Penyerapan Daya Dan Energi Pada Diffuser Augmented Wind Turbine (DAWT)

Penggunaan difuser pada turbin angin (DAWT) adalah untuk menaikkan kecepatan efektif sehingga daya yang dihasilkan juga akan meningkat. Penelitian ini terdiri dari tiga bagian, yaitu perhitungan dan analisis losses, penentuan diameter efektif rotor, dan perhitungan dan analisis energi yang dapat diserap oleh DAWT. Perhitungan dan analisis losses didasarkan pada adanya gesekan antara aliran udara dan permukaan difuser. Diameter rotor didasarkan pada daerah dalam difuser yang menerima sedikit gangguan atau turbulensi akibat adanya sudut aliran masuk difuser.

Perhitungan dan analisis daya didasarkan pada diameter efektif rotor tersebut. Daya tersebut selanjutnya dikonversi menjadi energi. Dalam penelitian ini DAWT diasumsikan tidak mempunyai sistem orientasi sehingga rotor menghadap ke satu arah saja. Arah dan frekuensi angin dipilih dalam tiga kondisi. Pada kondisi pertama, angin datang dari dua belas mata angin secara bergiliran dengan frekuensi yang sama selama 24 jam
sehingga setiap mata angin berdurasi dua jam sehari. Pada kondisi kedua, angin dari arah 90° dan 270° atau tegak lurus terhadap sumbu aksial turbin angin ditiadakan sehingga sepuluh mata angin lainnya berdurasi 2,4 jam sehari. Pada kondis ketiga, turbin angin diasumsikan dipasang di pantai sehingga secara umum angin datang dari dua arah, yaitu angin darat dan angin laut. Pada kondisi tersebut, angin diasumsikan datang dari arah sudut 0°, 30°, 150°, 180°, 210°, dan 330°. Dalam penelitian ini dipilih diameter inlet difuser 4 m, diameter exit difuser 2 m, koefisien daya rotor 0,3, kecepatan angin 5 m/det dan berharga konstan selama 24 jam sehari. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa terjadi losses yang cukup besar di dekat permukaan difuser, khususnya pada kondisi sudut aliran masuk difuser yang besar. Diameter rotor
ditetapkan sebesar 1,940 m. Hasil perhitungan energi menunjukkan bahwa energi yang diserap rotor dalam sehari pada kondisi tanpa difuser, menggunakan difuser pada kondisi pertama, kondisi kedua, dan kondisi ketiga, masing–masing sebesar 6.231, 54.361, 65.234, dan 101.316 kJ. Hasil tersebut menunjukkan bahwa penggunaan difuser pada turbin angin dapat meningkatkan energi listrik sebesar 9 hingga 16 kali.