Perancangan Model Wind Turbine Hybrid Vertical Axis dan Horizontal Axis Sebagai Penghasil Energi Alternatif Untuk Mendukung Ketahanan Pangan
DOI:
https://doi.org/10.54706/senastindo.v7.2025.468Kata Kunci:
Wind Turbine Hybrid, Energi Alternatif, Ketahanan PanganAbstrak
Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) memiliki kemampuan start-up pada kecepatan angin rendah namun menghasilkan daya terbatas, sedangkan Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) mampu menghasilkan daya lebih besar pada kecepatan angin tinggi tetapi kurang efisien pada kondisi angin turbulen . Faktanya, angin bergerak dari berbagai arah, sehingga kondisi ini dinilai masih dapat dimanfaatkan secara optimal dalam pengelolaan energi berbasis wind tubine. Penelitian ini membahas perancangan model wind turbine Hybrid vertical axis dan horizontal axis sebagai penghasil energi alternatif yang berperan dalam mendukung ketahanan pangan. Metode penelitian melibatkan pemodelan dan pengujian eksperimental terhadap turbin konvensional tipe VAWT dan HAWT. Data keluaran dari masing-masing turbin kemudian dibandingkan dengan model Hybrid untuk menilai peningkatan performa dan efisiensi. Kombinasi keduanya dalam konfigurasi Hybrid mampu memanfaatkan keunggulan masing-masing, menghasilkan daya keluaran yang lebih konsisten, serta meningkatkan koefisien performa (Coefficient of Performance – Cp) hingga melampaui nilai turbin konvensional. Hasil penelitian yang diuji di Pantai dan di kawasan persawahan menunjukkan turbin Hybrid memiliki P angin sebesar 705,6 W dan menghasilkan P out sebesar 79 W dengan nilai Cp 0,112. Angka ini menunjukkan bahwa sekitar 11,2% dari total energi angin berhasil dikonversi menjadi energi listrik. Daya maksimum yang dihasilkan sistem Hybrid mencapai 27 watt pada kecepatan angin 7 m/s, dengan tegangan 10,5 volt dan arus 3,7 ampere. Pada kecepatan 6 m/s, daya yang dihasilkan sebesar 17 watt, sedangkan pada kecepatan rendah antara 1–2 m/s, tetap menghasilkan daya dengan rentang 0–0,1 watt. Desain wind turbine Hybrid yang dibuat berpotensi menjadi solusi energi alternatif yang efektif dalam mendukung sistem ketahanan pangan, khususnya di wilayah pesisir dengan potensi angin melimpah.
Unduhan
Referensi
[1] Y. I. Nakhoda and C. Saleh, “Rancang Bangun Kincir Angin Sumbu Vertikal Pembangkit Tenaga Listrik Portabel,” in Seminar Nasional Sains dan Teknologi Terapan III, Institut Teknologi Adhi Tama Surabaya, 2015.
[2] S. A. Nugroho, “Analisis Kinerja Turbin Angin Poros Horizontal Menggunakan Sudu Variasi Jumlah dan Bentuk,” Jurnal Rekayasa Mesin, vol. 2, no. 3, pp. 45–52, 2011.
[3] A. Betz, Introduction to the Theory of Flow Machines. Oxford, UK: Pergamon Press, 1920.
[4] E. Hau, Wind Turbines: Fundamentals, Technologies, Application, Economics. Berlin, Germany: Springer, 2013.
[5] M. Islam, D. S. K. Ting, and A. Fartaj, “Aerodynamic Models for Darrieus-Type Straight-Bladed Vertical Axis Wind Turbines,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 12, no. 4, pp. 1087–1109, 2008.
[6] C. Buana, M. Y. Yunus, M. R. Pratama, and M. S. Nurfaizi, “Uji Eksperimental Model Turbin Hybrid Savonius Bertingkat dan Darrieus Tipe H Rotor,” in Seminar Nasional Teknologi Energi Terbarukan, 2017.
[7] K. M. Garse, D. V. Khankal, and A. P. Pandhare, “Design & Optimization of Small Wind Turbine Blade,” Department of Mechanical Engineering, Sinhgad College of Engineering, Pune, 2022.
[8] J. F. Manwell, J. G. McGowan, and A. L. Rogers, Wind Energy Explained: Theory, Design and Application. Chichester, UK: Wiley, 2009.
[9] A. Lubis, “Energi Terbarukan dalam Pembangunan Berkelanjutan,” Jurnal Teknik Lingkungan, vol. 8, no. 2, pp. 155–162, 2007.
[10] R. Lubis, B. Mulyono, and E. Gunandhi, “Analisis Efisiensi Sistem Hybrid Energi Surya dan Angin untuk Daerah Pesisir,” Jurnal Energi Terbarukan Indonesia, 2017.
[11] M. R. Lubis, “Metode Hybrid Particle Swarm Optimization–Neural Network Backpropagation untuk Prediksi Hasil Pertandingan Sepak Bola,” Jurnal Teknologi Informasi dan Komputer, 2017.
[11] J. S. Setyono, F. H. Mardiansjah, and M. F. K. Astuti, “Potensi Pengembangan Energi Baru dan Energi Terbarukan di Kota Semarang,” Jurnal Rekayasa Energi dan Mekanika, vol. 2, no. 1, pp. 23–31, 2019.
[13] B. Junaidin, Perancangan Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) Skala Kecil, Skripsi (unpublished), Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto, Yogyakarta, 2017.
[14] Aisyah, “Ketahanan Pangan Nasional dan Tantangan Pembangunan Berkelanjutan di Indonesia,” Jurnal Ketahanan Nasional, 2020.
[15] M. Rahman, A. Setiawan, and P. Dewi, “Potential of Wind Energy in Supporting Sustainable Agriculture in Coastal Indonesia,” Indonesian Journal of Renewable Energy, vol. 9, no. 2, pp. 55–63, 2022.
[16] S. Kumar, R. Singh, and P. Gupta, “Renewable Energy Integration for Sustainable Agriculture Systems,” Renewable Energy Journal, vol. 178, pp. 451–463, 2023.
Unduhan
Diterbitkan
Cara Mengutip
Terbitan
Bagian
Kategori
Lisensi
Hak Cipta (c) 2025 Sultan Ghazy Elkasa Pallaguna, Ardian Infantono
Artikel ini berlisensiCreative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
