Design Winglet Blade And Sistem Controller Wind Turbine Dalam mendesain blade dibutuhkan panjang Chrod disetiap section, twist angle, pitch angle dan profil airfoil sebagai variabel untuk membuat blade, faktor yang penting dari mendesain blade adalah mengetahui panjang karakteristik dari blade dapat di gambarkan sebagai berikut

Jadi dari seketsa tersebut, panjang blade yang optimum memberikan pengaruh gaya-gaya yang akan dikonversi menjadi Daya turbin adalah 126 cm, sedangkan bagian struktural sebagai akar kekuatan blade sebesar 35 cm Besarnya HUB dapat dicari degan menggunakanL HUB = 0.1 x R L = panjang (m)R = jari-jari blade (m)profil airfoil yang akan digunakan pada setiap section dalam blade adalah yang memiliki Gaya lift yang tinggi pada kecepatan angin rendah, karena input dari kecepatan angin hanya berkisar antara 4-6 m/s, oleh karena itu perlu mencari jenis airfoil tersebut pada database

3.1. Desain SuduDari penjelasan diatas dapat dibuat rancangan turbin dengan mengasumsikan Tempertaur lingkungan diabaikan karena perubahan temperatur di wilayah Bantul tidak terlalu besar sehingga berpengaruh kecil pada (massa jenis fluida), maka dapat ditulis sebagai berikutPangin = anginA V3 Pturbin = anginR2V3Cpket :Kecepatan angin = V = 4-6 m/sKerapatan udara = = 1,225 kg/m3Daerah sapuan = A = R2Jari-jari blade = R

Dengan nilai koefisien power (Cp) sebesar 0,45. Koefisien power (Cp) adalah perbandingan antara daya ideal yang dapat diserap oleh turbin dengan daya realnya. Pada turbin angin daya ideal yang bisa diserap hanyalah 59% dari bezt Limit. Dari rumus diatas dapat dilihat bahwa semakin besar Luas penampang atau Swept area maka semakin besar daya yang dikeluarkan maka kami membuat Rmax = 3/2= 1,5mPturbin = .1,225 . 3,14 . 1,52 .53 .0.45Pturbin = 243,4 wattDaya output yang kan dikonvert dari mekanik ke elektrik dengan menggunakan generator dengan effisisensi() 0,9 adalahPelectrik = 0,9 . Pturbin = 219 watt

Tip Speed Ratio (TSR)Tip speed ratio adalah perbandingan dari kecepatan ujung blade yang berputar dengan kecepatan dari aliran udara.Gambar 3.1.b Kurva perbandingan Cp, CT dan untuk berbagai jenis turbin angin

Dari gambar kurva diatas dapat dilihat bahwa turbin dengan jumlah blade 3 memiliki koefisien yang paling besar dengan TSR(tip speed ratio) max 4-5. Dari konsep di atas, maka kami memilih jumlah sudu sebanyak tiga buah. Untuk pemilihan TSR dapat menggunakan grafik diatas atau dengan menggunakan persamaan TSR max yaitu :

Rumus : = 4 / B = 4,2 ket: B = jumlah sudu yang akan digunakan yaitu tiga buah.

untuk mendesain blade dibutuhkan pemilihan kecepatan angin rata-rata agar desain blade maximal mengkonversi angin pd kecepatan tersebut, sedangkan dalam memperkirakan kekuatan blade dapat menggunakan kecepatan angin maximum atau lebih agar struktur blade tetap awet meskipun dalam kondisi kecepatan angin yang besar. Maka dapat diketahui bahwa kecepatan angin rata-rata adalah 5m/s sedangkan maximum dapat diambil 15m/s. Untuk mengetahui kecepatan pada tip blade dapat dicari dengan rumus :

= Maka : =

= kecepatan sudut (rad/s)R = Jari jari blade (m)V= kecepatan angin (m/s) R = kecepatan tip blade (m/s)= TSR (tip speed ratio)

karena R adalah kecepatan blade pada ujung maka dapat dicari distribusi kecepatan blade pada setiap radius, untuk mengetahui kecepatan blade pada daerah root maka

r = x R ket : r = kecepatan putar blade pada jari-jari tertentu (m/s)

dari data R dapat dicari rotasi per menit (RPM) pada blade dengan rumus R =sehingga RPM =

sehingga dengan persamaan diatas dapat dilihat nilai r di root dan tip blade serta RPM pada range kecepatan angin 4m/s - 15 m/s seperti pada tabel berikut V angin R (150cm) (tip) r (24cm) (root)RPM

416,83,2107,006369

5214133,757962

625,24,8160,509554

729,45,6187,261146

833,66,4214,012739

937,87,2240,764331

10428267,515924

1146,28,8294,267516

1250,49,6321,019108

1354,610,4347,770701

1458,811,2374,522293

156312401,273885

DesainDari informasi diatas dapat diambil data kecepatan angin 5 m/s untuk pembuatan blade karena pengambilan rata-rata kecepatan angin pada area bantul berkisar antara 4-6 m/s, maka dari seketsa awal dapat diambil range jari-jari pada blade yang memberikan pengaruh aerodynamic

Sehingga blade akan dianalisa pada posisi Xi dan Xj yaituXi = 0,24 mXj = 1,5 mUntuk menganalisa aliran pada blade dapat dengan menggunakan Renolds Number yaituRe = Ket : - viskositas absolut fluida dinamis = 1,79 10-5 - kerapatan (densitas) fluida = 1,225 kg/m3Vs- kecepatan resultan fluida (m/s)l- lebar karakteristik pada blade (chord ) (m)

untuk mengetahui kecepatan resultan antara kecepatan angin dan kecepatan putaran blade maka dapat dihitung dengan penjumlahan vektor yaitu

Gambar Segitiga kecepatan

Vrr

V

V result = Ket : = inflow angle (derajat)

Sehingga didapatkan hasil sebagai berikut

r(m)V angin(m/s) r (m/s)Vresultan (m/s)Re (degree)

0,2453,366,02408561839,4256,0989

0,354,26,52993167032,1149,96974

0,3655,047,09940872878,0144,77173

0,4255,887,71844579232,6540,37585

0,4856,728,37606185983,3136,651

0,5457,569,06386293043,8433,47968

0,658,49,77548100348,830,76272

0,6659,2410,50607107848,728,41895

0,72510,0811,25195115505,426,38287

0,78510,9212,01026123289,724,60188

0,84511,7612,7787913117923,03374

0,9512,613,55581139155,321,64444

0,96513,4414,33993147204,620,4064

1,02514,2815,13005155315,519,29719

1,08515,1215,92528163478,718,29842

1,14515,9616,7248817168717,3949

1,2516,817,5282617993416,57401

1,26517,6418,33493188214,715,82521

1,32518,4819,14446196524,815,13962

1,38519,3219,95651204860,814,50975

1,44520,1620,77079213219,713,9292

1,552121,58703221598,713,3925

Maka dari hasil tersebut aliran pada blade saat kecepatan 5 m/s termasuk aliran laminar (Re