PEMBUATAN MODEL DAN SIMULASI TURBIN ANGIN SUMBU HORIZONTAL DENGAN SUDUT BLADE PITCH AKTIF

Abstract

Model turbin angin dengan kendali active blade pitch adalah turbin angin dimana sudut blade pitch akan bergerak secara otomatis dengan cara menyesuaikan energi dari angin yang datang. Metode ini untuk menjaga kestabilan kecepatan pada rotor sehingga akan menghasilkan output yang relatif stabil. Aktuator yang digunakan untuk mengatur pergerakan blade adalah servomotor. Dalam penelitian ini akan dilakukan perancangan konstruksi mekanik model turbin angin dengan kendali active blade pitch. Selanjutnya akan dilakukan pemodelan kinematik dan pemodelan dinamik yang digunakan untuk perbandingan terhadap hasil eksperimen. Pemodelan kinematik ini menggunakan MATLAB SimMechanics untuk mendapatkan posisi sudut blade terhadap servomotor, serta menganalisa forward kinematics dengan menggunakan notasi parameter Denavit-Hartenberg (DH parameter) dan Robotic Tool Box. Pada pemodelan dinamik dilakukan dengan menggunakan MATLAB Simulink untuk mendapatkan perbandingan kecepatan putar shaft dengan kecepatan angin. Hasil simulasi pada SimMechanics hampir mendekati dengan model, dimana perbandingan eror rata-rata pada sudut servo dengan sudut blade pitch antara simulasi dengan eksperimen yaitu: 2,9% Dan hasil dari analisa forward kinematik menggunakan D-H parameter dan Robotic Tool Box didapatkan nilai end efector sama, yaitu P_x= 19,5 mm dan P_y = 110,4mm, sedangkan pada pengujian didapatkan nilai P_x= 11,5 mm dan P_y = 100,9 mm. Dan Perbandingan kecepatan angin, V_w (m/s) terhadap ω shaft turbin pada hasil eksperimen dengan hasil simulasi hampir mendekati yaitu eror rata-rata: 7,9%. Dan Pada kecepatan angin yang semakin tinggi dan amplitudo fluktuasi sinusoida pada 5º akan menghasilkan amplitudo kecepatan putar shaft, A_ω dan amplitudo torsi A_T akan  naik secara linear, yang selanjutnya dapat dimanfaatkan untuk perancangan sistem tertutup.