Simulasi Aliran Air Turbin Ulir Pembangkit Listrik Mikrohidro dengan VariasiDebit Menggunakan Software Solidworks

Abstract

Sumber energi yang digunakan untuk mendapatkan listrik masih banyak menggunakan bahan bakar migas dan batubara, yang diperkirakan akan habis. Dengan adanya masalah ini, salah satu pembangkit listrik terbarukan yang dapat dimanfaatkan adalah sistem pembangkit listrik tenaga mikrohidro jenis turbin ulir (Arcimedes Screw). Tujuan penelitian ini yaitu untuk mambuat simulasi aerodinamik kecepatan dan tekanan dinamik aliran air menggunakan software solidworks, menganalisisis titik kritis turbin akibat adanya tekanan dinamik dan megevaluasi dampak aliran air. Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini yaitu dengan cara pengumpulan data hasil eksperimental kemudian mengkombinasikan dengan data pendukung software solidworks. Penelitian ini dilakukan dengan 3 variasi debit yaitu 0.01 m3/s, 0.015 m3/s dan 0.020 m3/s. Spesifikasi turbin ulir ini yaitu, panjang poros pipa 0.87 m, diameter ulir 0.35 m tinggi sudu 0.08 m, tebal sudu 0.002 m, diameter poros 0.19 m dengan ketebalan poros 0.005 mm, 6 buah sudu yang terbagi dalam 2 ulir dan sudut kemiringan poros 35 . Hasil penelitian dari simulasi ini yaitu, titik kritis turbin ulir terjadi disepanjang sudu screw bagian luar yang berdekatan dengan rumah turbin. Kecepatan aliran dan tekanan dinamik air terbesar terdapat pada debit 0.020 m3/s dengan kecepatan maksimum 4.97 m/s dan kecepatan rata-ratanya 3.623 m/s, tekanan dinamik maksimum 12400.66 Pa dan tekanan dinamik rata-ratanya 9644.96 Pa. The energy sources used to obtain electricity still mostly use oil and gas and coal fuels, which are expected to run out. Given this problem, one of the renewable power plants that can be utilized is a screw turbine type micro hydro power plant (Arcimedes Screw). The purpose of this research is to simulations the aerodynamic velocity and dynamic pressure of the airflow using solid works software, analyze the critical points of the tour due to the dynamic pressure and evaluate the impact of water flow. The research method used in this study is by collecting experimental data and then combining it with supporting data for solid works software. This research was conducted with 3 variations of discharge, namely 0.01 m/s, 0.015 m3/s and 0.020 m/s. The specifications of this screw turbine are, length of the pipe shaft is 0.87 m, thread diameter is 0.35 m, blade height is 0.08 m, blade thickness is 0.002 m, shaft diameter is 0.19 m with a shaft thickness of 0.005 mm, 6 blades are divided into 2 threads and 35 shaft tilt angle. The result of this simulation is that the critical point of the screw turbine occurs along the outer blade thread which is close to the turbine housing. The largest flow velocity and dynamic air pressure are at a discharge of 0.020 m3/s with a maximum speed of 4.97 m/s and an average speed of 3.623 m/s, a maximum dynamic pressure of 12400.66 Pa and an average dynamic pressure of 9644.96 Pa .