Pendahuluan
Dalam upaya memenuhi kebutuhan energi terbarukan yang semakin meningkat, turbin angin telah menjadi salah satu teknologi utama untuk mengonversi energi kinetik angin menjadi listrik. Desain turbin angin konvensional, umumnya menggunakan tiga bilah lurus, telah terbukti andal selama bertahun-tahun. Namun, inovasi terbaru dalam desain bilah, seperti bilah toroidal, menunjukkan potensi untuk meningkatkan efisiensi energi melalui optimasi aerodinamis yang lebih baik.
Artikel ini bertujuan untuk menganalisis efisiensi energi yang dihasilkan oleh turbin angin toroidal dibandingkan dengan turbin angin konvensional terbaik dengan panjang bilah atau diameter yang sama. Analisis ini didasarkan pada simulasi numerik tanpa mempertimbangkan faktor material, stabilitas, atau keseimbangan struktur.
Metodologi
Studi ini menggunakan pendekatan simulasi numerik untuk membandingkan efisiensi turbin angin toroidal dan turbin angin konvensional. Parameter utama yang digunakan dalam simulasi meliputi:
Diameter turbin: Disamakan antara kedua desain untuk memastikan perbandingan yang setara.
Kecepatan angin: Disimulasikan pada variasi kecepatan yang umum, seperti 5 m/s, 10 m/s, dan 15 m/s.
Parameter bilah: Desain toroidal dioptimasi berdasarkan bentuk bilah yang melengkung untuk meminimalkan turbulensi dan memaksimalkan pemanfaatan energi angin.
Model CFD (Computational Fluid Dynamics): Simulasi dilakukan menggunakan perangkat lunak CFD untuk memprediksi distribusi aliran angin dan torsi yang dihasilkan.
Efisiensi dihitung berdasarkan perbandingan antara daya yang dihasilkan turbin () dan energi angin yang tersedia di swept area.
Hasil dan Diskusi
