Simulasi Pengujian Kinerja Kendali Pitch Turbin Angin Berbasis Matlab Simulink

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.