Simulasi Pengujian Kinerja Kendali Pitch Turbin Angin Berbasis Matlab Simulink

Nuryanti Nuryanti; Abyanuddin Salam; Adrian Julianto

doi:10.24036/jtev.v7i2.113214

Simulasi Pengujian Kinerja Kendali Pitch Turbin Angin Berbasis Matlab Simulink

Nuryanti Nuryanti⁽¹⁾, Abyanuddin Salam⁽²⁾, Adrian Julianto⁽³⁾,
(1) Politeknik Manufaktur Bandung

Indonesia
(2) Politeknik Manufaktur Bandung

Indonesia
(3) Politeknik Manufaktur Bandung

Indonesia

Corresponding Author

DOI : https://doi.org/10.24036/jtev.v7i2.113214

Full Text:

Language : en

Abstract

Angin adalah salah satu sumber energi terbarukan yang memiliki potensi cukup besar untuk dimanfaatkan. Dalam pengoperasiannya turbin angin memiliki range kecepatan angin kerja yaitu cut-in dan cut-off. Kecepatan angin melebihi cut-off dapat membahayakan komponen penyusun turbin angin akibat lonjakan energi yang dihasilkan. Maka dari itu, diperlukan mekanisme pengaturan kecepatan turbin dengan kendali pitch angle. Untuk meminimalisir faktor kegagalan dalam penelitian, digunakanlah simulasi ujicoba untuk mendapatkan hasil yang terbaik sebelum direalisasikan. Perancangan sistem kendali pitch angle agar turbin dapat melakukan pengereman saat kecepatan angin melebihi batas cut-off turbin. Simulasi kendali pitch turbin angin berbasis matlab Simulinkdimana pergerakan mekanis nya dapat dianimasikan sehingga dapat ditinjau secara visual. Dengan menggunakan bilah tipe NACA 0015 dan panjangnya 40 cm disimulasikan pergerakan putaran beserta system kendalinya dengan menggunakan system fisik pneumatic dan system fisik elektrik. Hasil penelitian berupa rancangan konstruksi mekanik turbin angin yang disematkan mekanisme pengubah pitch angle menggunakan dua jenis aktuator yaitu silinder pneumatik dan motor stepper. Turbin angin harus dapat melakukan pengereman ketika kecepatan angin diatas 20 m/s serta kecepatan rotasi tidak diperbolehkan melebihi 40 RPM. Dengan mengubah-ubah variable kecepatan angin dapat diketahui respon pengereman jika kecepatan di atas 20m/s. Pengujian lainnya yaitu jika menggunakan salah satu kecepatan angin yang dibuat konstan arah dan kecepatannya, dengan mengubah-ubah sudut serang dari sudut -90^o sampai +90^o akan diperoleh kecepatan putar maksimal saat sudut bilah 15^o. Dari simulasi ini didapatkan pula hasil respon pengereman dimana actuator pneumatic memiliki waktu respon 1.7 menit sedangkan actuator elektrik 2 menit, dengan demikian respon aktuator pneumatik lebih baik daripada aktuator elektrik.

Keywords

turbin angin, pitch, pneumatik, elektrik, cut-off

References

H. Ismail, “Desain Blade Angle Pitch Control Pada Turbin Angin Tipe Propeller Menggunakan Fuzzy Logic Controller Di Pantai Pancer Puger Jember,” Universitas Jember, 2016.

Arifin, “Optimasi Daya pada Sistem Turbin Angin Menggunakan Kontrol Pitch Angle dengan Fuzzy Logic Control ( Aplikasi pada Kecepatan Angin Daerah Nias Utara ),” Universitas Sumatera Utara, 2017.

F. Zhou and J. Liu, “Pitch Controller Design of Wind Turbine Based on Nonlinear PI/PD Control,” Shock Vib., vol. 2018, pp. 1–14, Oct. 2018, doi: 10.1155/2018/7859510.

Z. Dzulfikri, “Rancang Bangun Penerapan Jaringan Saraf Tiruan Untuk Memprediksi Arah Angin Pada Pengontrolan Yaw Purwarupa Turbin Angin,” Bandung Polytechnic of Manufacturing, 2019.

Ismail and T. Arrahman, “Perancangan Turbin Angin Sumbu Horizontal Tiga Sudu Dengan Kapasitas 3 MW,” Presisi, vol. 6, no. 3, p. 113, 2017.

E. L. Pahlevi and S. Yana, “Pengaturan Pitch Angle Turbin Angin Berbasis Kendali Logika Fuzzy (Aplikasi Pada Data Angin Daerah Medan Tuntungan dan sekitarnya),” J. Singuda Ensikom Vol.14, vol. VOL.14 NO., no. 1, pp. 89–94, 2016.

M. Ramadhan, “Rancang Bandung Kontrol Pitch Pada Prototipe Turbin Angin Berbasis Servo Pneumatik,” Bandung Polytechnic of Manufacturing, 2018.

N. Hadi, S. Satwiko, and K. Natalia, “Karakteristik Wind Turbine Tipe Horizontal Tiga Sudu Menggunakan Wind Tunnel Sederhana,” pp. 3–6, 2013.

A. M. Siregar, “Rancang Bangun Wind Tunnel Sederhana Untuk Alat Pendukung Studi Eksperimental,” J. Ilm. Mek. Tek. Mesin ITM, vol. 2, no. 2, pp. 92–97, 2016.

A. Musyafa’, “DESIGN AND DEVELOPMENT OF FUZZY LOGIC CONTROLLER ON THE PITCH ANGLE OF THE WIND TURBINE FOR ELECTRICAL POWER OPTIMIZATION IN THE EAST JAVA WIND FARM - INDONESIA,” Sepuluh Nopember Institute of Technology, 2012.

J. V. Tuapetel, I. A. Triprayoga, and P. M. Santika, “Analisis Dan Pengujian Kinerja Turbin Angin Savonius 4 Sudu,” J. Tek. Mesin ITI, vol. 3, no. 2, p. 46, 2019, doi: 10.31543/jtm.v3i2.307.

ph. D. DaviD A. Spera, Wind Turbine Technology, Second Edi. 2009.

H. Ameur and K. Boukhadia, “Numerical Study of the Air Flow over a NACA 0015 Wind Turbine Airfoil,” no. April, 2018, doi: 10.20944/preprints201804.0002.v1.