Electronic Theses and Dissertation

Energi angin merupakan salah satu energi terbarukan yang banyak digunakan karena mudah diperoleh dan juga
mengurangi ketergantungan menggunakan energi dari fosil. Salah satu teknologi pemanfaatan dari energi angin ini
adalah turbin angin. Namun, operasi turbin angin dipengaruhi oleh lingkungan, terutama lapisan batas atmosfer di
lokasi pemasangan. Studi ini menemukan bahwa variabilitas kondisi lingkungan memengaruhi kinerja turbin angin
sumbu horizontal. Jenis lapisan batas, tinggi lapisan batas, dan kecepatan angin memengaruhi unjuk kerja turbin.
Selain itu, perubahan yang terjadi pada kondisi lapisan batas atmosfer berdampak pada efisiensi operasional turbin
angin. Untuk mengetahui seberapa pengaruhnya lapisan batas atmosfer dilakukanlah penelitian pada turbin angin
sumbu horizontal. Namun, itu semua memerlukan biaya dan waktu sehingga dilakukan uji numerik Computational
Fluid Dynamics. Penelitian ini melakukan perbandingan pengaruh lapisan batas atmosfer pada turbin angin dan tanpa
pengaruh lapisan batas atmosfer dengan tujuan untuk melihat perbedaan wake dan unjuk kerja dari turbin angin
tersebut. Dimulai dari pembuatan geometri 3 dimensi turbin lalu proses meshing sehingga dapat memulai analisa
numerik dan memperoleh data. Dari hasil simulasi didapatkan turbin yang memiliki panjang bilah 2.9 m tanpa
dipengaruhi profil angin lapisan batas atmosfer memiliki efisiensi tertinggi sebesar 48 % dengan kecepatan terendah
4 m/s dan sebesar 37 % efisiensi jika dipengaruhi oleh lapisan batas atmosfer. Daya tertinggi diperoleh pada kecepatan
6 m/s dengan daya sebesar 733.07 Watt dan 601.85 Watt untuk yang dipengaruhi lapisan batas atmosfer. Hasil ini
menunjukkan pengaruh profil angin lapisan batas atmosfer membuat efisiensi maupun daya turun karena kecepatan
yang diberikan tidak stabil dan lebih kecil dari pada yang tanpa dipengaruhi lapisan batas atmosfer.

Wind energy is one of the renewable energies that is widely used because it is easily obtained and also reduces dependence on using fossil fuels. One of the technologies utilising wind energy is wind turbines. However, the operation of wind turbines is affected by the environment, especially the atmospheric boundary layer at the installation site. This study found that the variability of environmental conditions affects the performance of horizontal axis wind turbines. Boundary layer type, boundary layer height, and wind speed affect turbine performance. In addition, changes in atmospheric boundary layer conditions impact the operational efficiency of the wind turbine. To find out how influential the atmospheric boundary layer is, a study was conducted on a horizontal axis wind turbine. However, it is costly and time-consuming so a Computational Fluid Dynamics numerical test was conducted. This study compares the effect of atmospheric boundary layer on wind turbines and without the effect of atmospheric boundary layer in order to see the difference in wake and performance of the wind turbine. Starting from the creation of a 3- dimensional geometry of the turbine and then the meshing process so that it can start numerical analysis and obtain data. From the simulation results, it is found that the turbine which has a blade length of 2.9 m without being influenced by the atmospheric boundary layer wind profile has the highest efficiency of 48% with the lowest speed of 4 m/s and 37% efficiency when influenced by the atmospheric boundary layer. The highest power is obtained at a speed of 6 m/s with a power of 733.07 Watt and 601.85 Watt for those affected by atmospheric boundary layers. These results show that the influence of the atmospheric boundary layer wind profile makes the efficiency and power decrease because the given speed is unstable and smaller than that without the influence of the atmospheric boundary layer.