16 (2) (2021) 78-88

## Teknika
http://journals.usm.ac.id/index.php/teknika
PENGARUH KEMIRINGAN STRAIGHT BLADE TERHADAP PENINGKATAN KEMAMPUAN SELF-STARTING TURBIN HIDROKINETIK ARTICULATING H-ROTOR
Desy Rianti 1 , Dwi Anung Nindito 2 , Raden Haryo Saputra 3

## Universitas Palangka Raya, Indonesia
DOI : http://dx.doi.org/10.26623/teknika.v14i2.kodeartikel

## Info Artikel
___________________ Sejarah Artikel: Disubmit 31-08-2021
Publish 30-12-2021 ___________________
Keywords:
articulating h-rotor; hydrokinetic; self-starting; flow velocity distribution _______________________ Abstrak ____________________________________________________________ Articulating H-Rotor merupakan pengembangan turbin H-Darrieus yang memiliki straight blade miring dengan tujuan memperbaiki self-starting yang buruk  karena dominasi gaya angkat ( lift ). Seberapa besar pengaruh kemiringan straight blade terhadap performa turbin menjadi penting diteliti. Studi ini bertujuan mengetahui pengaruh kemiringan straight blade turbin  Articulating  H-Rotor  untuk  mendongkrak  kemampuan self-starting .  Metode  uji eksperimental turbin hidrokinetik dilakukan di saluran air ( flume ) menggunakan 3 blade profil  NACA0018  dengan  memvariasi  kemiringan  sudut  0 o ( blade vertikal),  30 o ( blade mengembang)  dan  -30 o ( blade menguncup).  Hasil  yang  diperoleh  menunjukkan  bahwa turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan kemiringan blade 0 o memiliki nilai RPM yang  lebih  besar  dan  lebih  dominan  bekerja  dengan  gaya lift .  Turbin  hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan kemiringan blade 30 o menghasilkan torsi yang lebih tinggi dan  menambah  gaya  seret  ( drag )  sehingga  meningkatkan self-starting untuk  berotasi. Bentuk luas bidang tangkap turbin dengan kemiringan blade 30 o lebih mampu merespon energi kinetik yang ditimbulkan dari profil distribusi kecepatan aliran air. Hasil studi ini bisa memberi kontribusi dalam mendesain turbin H-Darrieus blade miring.

## Abstract
____________________________________________________________ The Articulating of H-Rotor is a development of the turbine from H-Darrieus which has a straight blade tilted with the aim of correcting poor self-starting due to the dominance of lift force. How likely is the influence of straight blade slope on turbine performance and it is important to be examined. This article describes the effect of straight blade slope of the Articulating H-Rotor turbine to increase the self-starting ability. Hydrokinetic turbine experimental test method was carried out in a water channel (flume) using  3 NACA  0018 profile blades with varying inclination angles of  0 o (vertical blade), 30 o (inflated blade) and  -30 o (cupped blade). The result indicated that the Articulating H- Rotor hydrokinetic turbine with a blade slope of 0 o had a larger RPM value and it was more dominant in working with lift force. The Articulating H-Rotor hydrokinetic turbine with a blade tilted of 30 o provides  higher  torque  and  increases  drag,  increasing  self-starting  for  rotation.  The  shape  of  the turbine frontal area with a blade slope of 30 o was better able to respond the kinetic energy that raised from the flow velocity distribution profile of the water flow. The results of this study can be used as a guide to the design of the tilted blade H-Darrieus turbine.
 Alamat Korespondensi: E-mail: dwi_anungnindito@eng.upr.ac.id
p-ISSN 1410-4202 e-ISSN 2580-8478

## PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  negara  kepulauan  yang  berpotensi  besar  untuk  menggunakan pembangkit listrik tenaga mikrohidro karena memiliki banyak sungai serta curah hujan yang tinggi (Erinofiardi, dkk. 2017; Edy Susilo, dkk. 2017). Hidrokinetik merupakan salah satu konversi energi dari aliran air seperti sungai, saluran buatan dan arus laut  (Khan, dkk. 2009; Yohanes, dkk. 2014). Pemanfaatan energi hidrokinetik dilakukan oleh turbin low head berjenis hidrokinetik yang memiliki kriteria desain dengan portabilitas baik, biaya murah, bertahan lama, dengan perawatan yang mudah (Tanier-Gesner, dkk. 2014) serta dapat digunakan sebagai PLTA yang berbasis teknologi lokal dengan skala kecil (Nindito & Kamiana, 2010). Turbin hidrokinetik memiliki tiga tipe yakni Horizontal Axis Turbine (HAT), Cross Flow Turbine dan Vertical Axis Turbine (VAT). Jenis turbin hidrokinetik tipe HAT, seperti Archimedes Spiral dengan penambahan ekor pengarah dan truncated cone (Pratama, dkk. 2020). Jenis turbin tipe VAT, seperti Darrieus, Spinning Top Daerrieus (Wardani, dkk. 2020), H-Darrieus, Turbin  DNA  yang  merupakan  pengembangan  turbin  Gorlov  (Antomo,  dkk.  2020),  Savonius  dan turbin Tornado Savonius (Yudistira, dkk. 2021a) yang terinspirasi dari bentuk profil kecepatan air (Nindito,  dkk.  2008).  H-Darrieus  merupakan  jenis  turbin  dengan  bilah  lurus  ( straight  blade )  yang kemudian berkembang menjadi turbin Articulating, Tilted dan Helical H-rotors (Tjiu, dkk. 2015).
Turbin  H-Darrieus  sumbu  vertikal  bekerja  dengan  menggunakan  gaya  angkat  ( lift )  (ed-D ı ̂ n Fertahi,  dkk.  2018),  tidak  seperti  turbin  Savonius  yang  dominan  menggunakan  gaya  seret  ( drag ) (Yudistira, dkk. 2021b). Pembentukan koefisien lift dan drag tergantung bilangan Reynolds dan sudut serang pada turbin (Patel, dkk. 2017). Turbin H-Darrieus memiliki kelemahan berupa self-starting yang buruk. Self-starting merupakan kemampuan turbin berakselerasi dari diam ke kondisi Tip Speed Ratio secara kontinyu di jalur rotasi (Worasinchai, dkk. 2016). Turbin memiliki kemampuan self-starting jika dapat berakselerasi  ke kecepatan gerak bebasnya sehingga dapat mengikuti kurva torsi (atau daya) yang sesuai pada kondisi kecepatan aliran tetap (Bianchini, dkk. 2016). Upaya untuk meningkatkan self-starting turbin Darrieus telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Scungio, dkk. (2016) menambah blade turbin konvensional sehingga menjadi dua airfoil di tiap pasangan bilahnya. Octauria, dkk. (2021) dan Ichsan, dkk. (2021) menambahkan Omni Directional Guide Vanes (ODGV) untuk memusatkan arah aliran  menuju  bilah turbin  sehingga self-starting meningkat dengan  mekanisme  pengaliran  merujuk pada  studi  Shimokawa,  dkk.  (2012).  Profil blade dan  desain  turbin  yang  tepat  terbukti  mampu menambah  gaya  seret  sehingga  meningkatkan  kemampuan self-starting walaupun tanpa  komponen tambahan (Batista, dkk. 2015). Profil blade menggunakan airfoil NACA0018 memiliki karakteristik mampu melakukan self-starting (Asr, dkk. 2016) dan mengurangi torque ripples pada turbin (Nakashima, dkk.  2016).  Semakin  tebal  airfoil  yang  digunakan  maka  semakin  tinggi  koefisien drag ,  sehingga memberi karakteristik self-starting yang lebih baik pula (Arab, dkk. 2017). Performa turbin hidrokinetik ditunjukkan oleh parameter Coefficient of Power (Cp) dan nilai Tip Speed Ratio (TSR). Dai, dkk. (2011) menguji model pada turbin hidrokinetik H-Darrieus dengan menggunakan NACA0025 dan σ = 0,98, menghasilkan TSR = 1,94 dan Cp maks = 30,4%.  Brusca, dkk. (2015) menggunakan NACA0012, dengan 5 blade dan σ = 0,3 menghasilkan nilai TSR mendekati 3 dan Cp di antara 0,4 - 0,45. Gorle, dkk. (2016) menggunakan NACA0015 dengan 4 blade , kecepatan (V 0 ) = 1 – 3 m/s, menghasilkan TSR
= 1,5 – 3,5 dan Cp = 0,05 – 0,35. Wang, dkk. (2016) menggunakan NACA0018 dengan 3 blade , saat kecepatan  aliran  2  m/s  menghasilkan  TSR  =  2,2.  Kirke  &  Lazauskas  (2011)  menggunakan NACA0018 dengan 3 bilah, σ = 0,3 menghasilkan Cp = 0 – 0,5 dan TSR = 0 – 4,5. S elf-starting untuk meningkatkan  performa  turbin  H-Darrieus  di  studi  terdahulu  dilakukan  dengan  menambah blade , mengkombinasi  rotor  (turbin  hibrid),  merubah  bentuk  profil  dan  ukuran blade serta  menambah pengarah aliran.
Articulating  H-Rotor  seperti  yang ditunjukkan  pada Gambar  1a  merupakan  pengembangan turbin H-Darrieus berjenis VAT dengan straight blade miring yang diharapkan mampu merespon gaya fluida yang mengenai airfoil turbin (Bruce, dkk. 2010) seperti yang tertera pada Gambar 1b. Namun seberapa besar kemiringan sudut straight blade yang optimal dari turbin Articulating H-Rotor untuk
merespon gaya kinetik aliran air hingga kini belum pernah diteliti. Pengaruh sudut kemiringan straight blade pada  turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  menjadi  salah  satu  solusi  untuk  meninjau kemampuan self-starting yang optimal pada turbin ini. Peningkatan self-starting turbin Articulating H- Rotor saat berotasi diharapkan dapat menambah performa turbin menjadi lebih baik.
(a)                                                                                       (b)
Gambar 1 . (a). Perkembangan Rotor Turbin H-Darrieus 5) (b). Bentuk Profil Airfoil Straight Blade
Simetris dan Tidak Simetris
Sumber: Tjiu, dkk, 2015 dan Batista, dkk, 2015

## METODE
Metode  pengujian  turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  dilakukan  secara  eksperimental untuk mengetahui kemampuan self-starting dan kinerja turbin pada variasi kemiringan sudut straight blade tertentu.  Variasi  kemiringan straight  blade ( ϕ )  diujikan  pada  sudut  0 o ,  30 o dan  -30 o .  Turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor menggunakan 3 blade dengan airfoil simetris NACA0018. Kriteria Desain Turbin Hidrokinetik ditunjukkan pada Gambar 2.
(a) (b)
(c)
Gambar 2. Kriteria Desain Turbin Hidrokinetik; (a) Articulating H-Rotor ϕ = 0 o (b) Articulating H- Rotor ϕ = 30 o dan (c) Articulating H-Rotor ϕ = -30 o
Sumber: Tim Peneliti, 2021
Kriteria  desain  turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  pada  uji  eksperimental  dengan variasi  sudut  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Jari-jari  tengah  turbin  (R)  diukur  dari  setengah tinggi blade (1/2 h). Turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan 3 variasi sudut ini memiliki luas bidang tangkap (A f ) yang sama. Parameter dan dimensi Turbin Hidrokinetik Articulating H Rotor tertera pada Tabel 1.
Tabel 1 . Parameter dan Dimensi Turbin Hidrokinetik Articulating H-Rotor yang Diujikan
Parameter Satuan Dimensi turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor ϕ = 0 o ϕ = 30 o ϕ = -30 o Jari-jari turbin - Atas (Ra) [m] 0,128 0,182 0,074 - Tengah (R) [m] 0,128 0,128 0,128 - Bawah (Rb) [m] 0,128 0,074 0,182 Tinggi lengan blade (H) [m] 0,32 0,37 0,37 Chord (c) [m] 0,013 0,013 0,013 Tipe airfoil NACA0018 NACA0018 NACA0018 Luas bidang tangkap (A f ) [m 2 ] 0,082 0,082 0,082 Jumlah blade (n) 3 3 3 Soliditas ( σ ) 0,3 0,3 0,3 Sumber: Tim Peneliti, 2021
Tabel 1 menunjukkan parameter turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor beserta dimensi yang digunakan.  Mekanisme  pengujian  dilakukan  di  saluran  terbuka  berbentuk  prismatik  melalui  uji eksperimental yang merujuk pada studi yang dilakukan Shimokawa, dkk. (2012); Bambang Tutuko, dkk.  (2018).  Gambar  3  merupakan  skema  pengujian  turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor. Gambar 3 (bagian 1) merupakan tandon air yang diisi oleh pompa air dengan variasi debit konstan sehingga elevasi muka air tandon (Ht) tiap percobaan berbeda-beda tingginya. Perbedaan elevasi air di  bak  penampung  (tandon)  dengan  elevasi  muka  air  di  saluran  terbuka  segi  empat  ( flume ) menghasilkan kecepatan aliran (v) di flume yang bervariasi saat melakukan pengujian. Movable weir (bagian 6) berfungsi mengatur elevasi muka air pada saluran flume sehingga aliran yang terjadi adalah steady  flow .  Gambar  3  (bagian  2)  merupakan  tempat  pengukuran  profil  distribusi  kecepatan  aliran menggunakan alat current meter . Gambar 3 (bagian 3) merupakan letak pemasangan turbin di flume . Gaya pada turbin (bagian 4)  diukur menggunakan neraca pegas yang selanjutnya digunakan untuk menghitung nilai torsi. Pengukuran Rotasi Per Menit  (bagian 5) menggunakan tachometer .
Gambar 3 . Skema Uji Eksperimental Turbin Hidrokinetik Articulating H-Rotor di flume
Sumber: Tim Peneliti, 2021
(a)
(b) (c)
Gambar 4 . Peralatan yang Digunakan (a) Current Meter (SEBA F1519) dan Digital Counter (BBE-
CNT001), (b) Neraca Pegas, (c) Tachometer (GM8905) Sumber: Tim Peneliti, 2021
(a) (b) (c)
Gambar 5 . Turbin hidrokinetik; (a) Articulating H-Rotor ϕ = 0 o , (b) Articulating H-Rotor ϕ = 30 o , dan (c) Articulating H-Rotor ϕ = -30 o
Sumber: Tim Peneliti, 2021
Gambar  4  menunjukkan  peralatan  yang  digunakan  dalam  uji  eksperimental  dan  Gambar  5 menunjukkan perletakan turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor menggunakan 3 blade dan 3  variasi kemiringan sudut straight blade . Ukuran flume yang digunakan yaitu lebar L f =0,6m, tinggi H f =0,6m dan kedalaman aliran saat pengujian H a =0,43m.
Paramater  geometri  turbin  hidrokinetik  meliputi  soliditas  dan  Aspek  Ratio  (AR).  Soliditas turbin  merupakan  parameter  utama  untuk  menentukan  geometri  turbin  sumbu  vertikal  seperti ditunjukkan pada persamaan (1):
D c . .    =
(1)
Berdasarkan persamaan (1), soliditas merupakan perbandingan antara perkalian jumlah bilah (N) dan panjang chord (c) [m] dengan diameter turbin (D) [m]. Aspek Rasio rotor Vertical Axis Turbine didefinisikan sebagai rasio antara tinggi blade (H) [m] dan diameter rotor (D) [m] seperti pada persamaan (2):
D H AR = (2)
Nilai Rotasi Per Menit (RPM) terukur dapat digunakan untuk mendapatkan nilai kecepatan sudut ( ω ) [rad/s] pada turbin, seperti pada persamaan (3):
60 2 RPM   =   (3)
Parameter kinerja turbin ditunjukkan oleh Tip Speed Ratio (TSR) dan nilai Power of Coefficient (Cp) . Tip Speed  Ratio didefinisikan  sebagai  rasio  antara  kecepatan  tangensial  di  ujung  bilah  turbin dengan kecepatan aliran seperti tertera pada persamaan (4):
V r TSR   . = = (4)
V adalah kecepatan aliran air [m/s], dan r adalah jari-jari rotor turbin [m]. Power of Coefficient (Cp) merupakan perbandingan antara daya turbin dengan daya air menurut persamaan (5):
3 5 . 0 AV P P C Available turbin p   = = (5)
P adalah daya (watt), ρ adalah massa jenis [kg/m 3 ],  adalah torsi [N.m] dan A adalah luas bidang tangkap [m 2 ].

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengukuran kecepatan aliran tiap variasi running percobaan uji ekeperimental disajikan dalam sebuah grafik profil kecepatan aliran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Distribusi Kecepatan Aliran ketika Pengujian Eksperimental di Saluran Flume
Sumber: Data Primer yang Diolah Tim Peneliti, 2021
Berdasarkan  profil  distribusi  aliran  yang  ditunjukkan  Gambar  6  diperoleh  bahwa  nilai kecepatan aliran akan mengecil saat mendekati dasar saluran dan meningkat saat mendekati tengah tampang  saluran  di  (y/D)  =  0,55  dimana  y  adalah  titik  pengukuran  kecepatan  dan  D  adalah kedalaman aliran. Nilai kecepatan kemudian menurun saat mendekati permukaan aliran. Kecepatan rerata (V 1 ) memiliki kecepatan yang tertinggi dan semakin menurun berturut-turut hingga V 5 . Tabel 2 menunjukkan hasil perhitungan dan perbandingan uji eksperimental berupa nilai torsi, Coefficient of Power , RPM dan Tip Speed Ratio pada 3 variasi sudut straight blade turbin hidrokinetik Articulating H- Rotor.
Tabel 2 . Perbandingan RPM, Coefficient of Power, Torsi dan Tip Speed Ratio Turbin Hidrokinetik Articulating H-Rotor pada kemiringan sudut 0 o , 30 o dan -30 o Variasi Torsi [Nm] Rotasi Per Menit Cp TSR ϕ = 0 o 0,030 – 0,049 44,30 – 50,33 0,067 – 0,188 3,827 – 4,226 ϕ = 30 o 0,038 – 0,057 41,53 – 48,20 0,090 – 0,238 3,693 – 3,795 ϕ = -30 o 0,031 – 0,052 39,48 – 45,30 0,072 – 0,203 3,421 – 3,649
Sumber: data primer yang diolah tim peneliti, 2021
Hasil  grafik  hubungan  antara  kecepatan  aliran  dan  Rotasi  Per  Menit  (RPM)  pada  turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor ditunjukkan pada Gambar 7a. Berdasarkan grafik hubungan antara kecepatan  aliran  (V)  dan  Rotasi  Per  Menit  tersebut  terlihat  bahwa  nilai  RPM  turbin  hidrokinetik Articulating  H-Rotor  semakin  tinggi  dengan  meningkatnya  kecepatan  aliran.  Nilai  RPM  turbin hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  saat ϕ =  0 o lebih  besar  dibandingkan  turbin  hidrokinetik Articulating H-Rotor ϕ = 30 o dan ϕ = -30 o . Desain turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan kemiringan straight blade ( ϕ = 0 o ) memiliki pengaruh gaya lift yang lebih tinggi.
(a)                                                                                     (b)
Gambar 7. Hubungan Antara Kecepatan Aliran dengan (a) Rotasi Per Menit (RPM) (b)Torsi Sumber: data primer yang diolah tim peneliti, 2021
Gambar 7b merupakan grafik hubungan kecepatan aliran (V) dengan torsi pada turbin hidrokinetik Articulating  H-Rotor.  Berdasarkan  grafik  hubungan  kecepatan  aliran  (V)  dengan  torsi  tersebut menunjukkan bahwa meningkatnya kecepatan aliran menyebabkan nilai torsi semakin besar.  Nilai torsi saat straight blade miring sebesar 30 o lebih besar (lebih meningkat) dibandingkan saat straight blade turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dimiringkan -30 o dan 0 o . Hal ini menunjukkan bahwa turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan ϕ = 30 o menghasilkan gaya drag yang lebih besar sehingga self-starting pada turbin akan meningkat untuk melakukan rotasi. Hasil uji eksperimental hubungan antara nilai torsi di tiap sudut azimuth bisa dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8 . Hubungan Torsi ( τ ) di Setiap Sudut Azimuth ( θ ) pada Berbagai Kecepatan (V) Sumber: Data Primer yang Diolah Tim Peneliti, 2021
Berdasarkan Gambar 8 yang merupakan grafik hubungan antara torsi ( τ ) turbin pada tiap sudut azimuth ( θ ) akibat perubahan kecepatan aliran  saat uji eksperimen menunjukkan bahwa nilai torsi meningkat seiring dengan meningkatnya  kecepatan aliran pada turbin hidrokinetik Articulating H- Rotor. Pada hasil pengukuran torsi di sudut pengukuran 0 o , 120 o dan 140 o mengalami penurunan nilai torsi, karena posisi straight blade berada sejajar dengan arah aliran. Pada sudut 90 o , 210 o dan 330 o nilai torsi  meningkat  karena  posisi straight  blade tidak  sejajar  dengan  arah  aliran,  sehingga  membentuk sudut  serang  yang  tepat  untuk  berotasi.  Pada  pola  grafik  terlihat  bahwa  turbin  hidrokinetik Articulating H-Rotor  saat straight  blade dimiringkan ϕ =  30 o menunjukkan  peningkatan  torsi  yang lebih tinggi dibandingkan saat blade turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dimiringkan ϕ = 0 o dan ϕ = -30 o .
Kecepatan aliran dapat mempengaruhi nilai torsi pada turbin hidrokinetik Articulating H- Rotor. Gambar 9 merupakan grafik torsi yang terjadi di tiap sudut rotasi turbin. Grafik torsi yang dihasilkan ini memiliki 3 lobes rosette sesuai dengan jumlah bilah yang digunakan pada turbin.
(a)                                                                                         (b)
(c) Gambar 9 . Grafik Torsi dengan 3 Lobes Rosette : (a) Turbin Articulating H-Rotor ϕ = 0 o , (b) Turbin Articulating H-Rotor ϕ = 30 o dan  (c) Turbin Articulating H-Rotor ϕ = -30 o
Sumber: Data Primer yang Diolah Tim Peneliti, 2021
Gambar 10 . Hasil Perbandingan Nilai Cp dan TSR Turbin Hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan Turbin Hidrokinetik Studi Sebelumnya Sumber: Data Primer yang Diolah Tim Peneliti, 2021
Berdasarkan persamaan 3 dan persamaan 4 dapat diketahui bahwa perubahan kecepatan aliran dan RPM mempengaruhi hasil Tip Speed Ratio (TSR). Grafik hubungan TSR dan Cp yang terjadi pada 3 variasi sudut straight blade pada turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor jika dibandingkan dengan studi sebelumnya ditunjukkan pada Gambar 10. Berdasarkan grafik TSR dan Cp menunjukkan bahwa turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor ϕ = 0 o memiliki nilai Tip Speed Ratio (TSR) yang lebih besar dari  pada  saat straight blade turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor dimiringkan ϕ =  30 o ,  namun memiliki perolehan Coefficient of Power (Cp) dengan hasil yang lebih kecil. Selisih Cp yang dihasilkan turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor saat kemiringan straight blade ϕ = 0 o dan ϕ = 30 o sebesar 26,39%  dan  TSR  menurun  sebesar  4,22%.  Turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  dengan kemiringan blade ϕ = -30 o menghasilkan Cp yang yang lebih besar dari pada turbin Articulating H- Rotor ϕ = 0 o . Selisih nilai Cp turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor saat ϕ = 0 o dan ϕ = -30 o sebesar 7,84%  dan  TSR  menurun  sebesar  9,99%.  Uji  eksperimental  yang  dilakukan  dalam  studi  kali  ini menggunakan NACA0018 dengan 3 straight blade turbin dan memvariasikan sudut bilah ϕ = 0 o , 30 o , -30 o , menghasilkan σ = 0,3, TSR = 3,421 – 4,226 dan Cp = 0,067 – 0,238 saat diujikan pada rentang kecepatan rerata aliran 0,151 m/s – 0,173 m/s. Dibandingkan dengan pengujian yang dilakukan Dai, dkk.  (2011),  Brusca,  dkk.  (2015),  Gorle,  dkk.  (2016)  dan  Wang,  dkk. (2016),  turbin  hidrokinetik Articulating  H-Rotor  memiliki  TSR  yang  tinggi  dan  Cp  yang  rendah  pada  kecepatan  aliran  yang rendah. Jika dibandingkan dengan uji eksperimental yang dilakukan Kirke & Lazauskas (2011), nilai TSR turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor hampir mendekati namun menghasilkan nilai Cp yang lebih rendah.

## SIMPULAN
Uji eksperimental turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor studi ini dilakukan menggunakan profil simetris NACA0018 dengan 3 straight blade turbin dan variasi kemiringan sebesar ϕ = 0 o , 30 o dan -30 o sehingga diperoleh kemiringan sudut yang mampu meningkatkan self-starting turbin. Desain turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor saat blade 0 o memiliki nilai RPM yang lebih besar sehingga mempengaruhi  gaya lift .  Bentuk  proyeksi  turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  dengan  sudut kemiringan  30 o mampu  meningkatkan  luas  tangkap  turbin  saat  aliran  air  menerpa  badan  turbin. Bentuk  proyeksinya  menyerupai  bentuk  profil  distribusi  kecepatan  aliran  yang  dihasilkan  saat pengujian.  Luas  tangkap  turbin  hidrokinetik  Articulating  H-Rotor  dengan blade dimiringkan  30 o terbukti  mampu  menangkap  aliran  distribusi  kecepatan  yang  memiliki  bentuk  menyerupai  bentuk proyeksi luas tangkap turbin. Hal ini menghasilkan torsi yang lebih besar, akibatnya gaya drag yang terjadi  pun  lebih  besar  sehingga  kemampuan self-starting pada  turbin  menjadi  meningkat  saat melakukan rotasi. Berdasarkan berbagai variabel pengujian yang telah dilakukan, turbin hidrokinetik Articulating H-Rotor dengan sudut 30 o menghasilkan performa yang paling baik.

## DAFTAR PUSTAKA
Antomo,  T.,  Kamiana,  I. M., &  Nindito,  D.  A.  (2020).  Analisis  Pengembangan Hidrokinetik  Turbin  Gorlov Akibat Penambahan Luas Bidang Tangkap. Teknika: Jurnal Sains Dan Teknologi , 16 (2), 159 – 170
Arab,  A.,  Javadi,  M.,  Anbarsooz,  M.,  &  Moghiman,  M.  (2017).  A  Numerical  Study  on  the  Aerodynamic Performance and the Self-Starting Characteristics of a Darrieus Wind Turbine Considering its Moment of Inertia. Renewable Energy , 107 , 1 – 29
Asr, M. T., Nezhad, E. Z., Mustapha, F., & Wiriadidjaja, S. (2016). Study on Start-Up Characteristics of H- Darrieus Vertical Axis Wind Turbines Comprising NACA 4-Digit Series Blade Airfoils. Energy , 112 , 528 – 537 Bambang Tutuko, Diah Setyati Budiningrum, (2018). Kajian Aspek Teknis Kapasitas Tampung Sistem Drainase Perumahan Tlogosari Kota Semarang, TEKNIKA, Vol 13. No. 1 10.26623/teknika.v13i1.1865 Batista, N. C., Melício, R., Mendes, V. M. F., Calderón, M., & Ramiro, A. (2015). On a Self-Start Darrieus Wind
Turbine: Blade Design and Field Tests. Renewable and Sustainable Energy Reviews , 52 , 508 – 522 Bianchini,  A.,  Ferrari,  L.,  &  Magnani,  S.  (2016).  Start-Up  Behavior  of  a  Three-Bladed  H-Darrieus  VAWT: Experimental and Numerical Analysis. Proceedings of the ASME Turbo Expo (2011) 1 811-820 , 1 , 1 – 10 Bruce, E. B., Riversong, D., & Eagle. (2010). Vertical Axis Wind Turbine with Articulating H-Rotor . No. US 7,677,862 B2
Brusca, S., Cucinotta, F., Galvagno, A., Lanzafame, R., Mauro, S., & Messina, M. (2015). Oscillating Water Column Wave Energy Converter by means of straight-bladed Darrieus turbine. Energy Procedia , 82 , 766 – 773 Dai, Y. M., Gardiner, N., Sutton, R., & Dyson, P. K. (2011). Hydrodynamic Analysis Models for the Design of Darrieus-Type Vertical-Axis Marine Current Turbines. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part M: Journal of Engineering for the Maritime Environment , 225 (3), 295 – 307 Ed-D ı ̂ n Fertahi, S., Bouhal, T., Rajad, O., Kousksou, T., Arid, A., El Rhafiki, T., Jamil, A., & Benbassou, A. (2018). CFD Performance Enhancement of a Low Cut-in Speed Current Vertical Tidal Turbine Through the Nested Hybridization of Savonius and Darrieus. Energy Conversion and Management , 169 (February), 266 – 278
Edy Susilo, Bambang Sudarmanto, Bambang Purnijanto (2017). Kajian Empiris Sumur Resapan Pada Tanah Silt, TEKNIKA, Vol. XII No. 2, Oktober 2017: 1-4
Erinofiardi, Gokhale, P., Date, A., Akbarzadeh, A., Bismantolo, P., Suryono, A. F., Mainil, A. K., & Nuramal,
A. (2017). A Review on Micro Hydropower in Indonesia. Energy Procedia , 110 (December 2016), 316 – 321
Gorle,  J.  M.  R.,  Chatellier,  L.,  Pons,  F.,  &  Ba,  M.  (2016).  Flow  and  Performance  Analysis  of  H-Darrieus Hydroturbine  in  a  Confined  Flow:  A  Computational  and  Experimental  Study. Journal  of  Fluids  and Structures , 66 , 382 – 402
Ichsan, N., Nindito, D. A., & Saputra, R. H. (2021). Uji Eksperimental Pengaruh Dimensi Lebar Rectifier Guide Vanes terhadap Kinerja Turbin Hidrokinetik Savonius. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil , 7 (2), 96 – 106 Khan, M. J., Bhuyan, G., Iqbal, M. T., & Quaicoe, J. E. (2009). Hydrokinetic Energy Conversion Systems and Assessment  of Horizontal and Vertical Axis Turbines for  River  and  Tidal  Applications:  A  Technology Status Review. Applied Energy , 86 (10), 1823 – 1835
Kirke,  B.  K.,  &  Lazauskas,  L.  (2011).  Limitations  of  Fixed  Pitch  Darrieus  Hydrokinetic  Turbines  and  the Challenge of Variable Pitch. Renewable Energy , 36 (3), 893 – 897
Nakashima, K., Watanabe, S., Matsushita, D., Tsuda, S., & Furukawa, A. (2016). Performance Prediction of Darrieus-Type Hydroturbine with Inlet Nozzle Operated in Open Water Channels. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science , 49 (10), 1 – 10
Nindito, D.A, Istiarto, & Kironoto, B. (2008). Simulasi Numeris Tiga Dimensi Kantong Lumpur Bendung Sapon. Civil Engineering Forum , XVIII/1 , 712 – 724.
Nindito, D.A, & Kamiana, I. M. (2010). Perencanaan Model PLTA Skala Kecil Berbasis Teknologi Lokal di Daerah Pemukimam Tepi Sungai. Jurnal PROTEKSI, 2(2), 1 – 7
Octauria, E. P., Nindito, D. A., & Saputra, R. H. (2021). Uji Eksperimental Pengaruh Sudut Omni Directional Guide Vanes Terhadap Performa Turbin Hidrokinetik Darrieus. EKSERGI Jurnal Teknik Energi , 17 (2), 95 – 108 Patel, V., Eldho, T. I., & Prabhu, S. V. (2017). Experimental Investigations on Darrieus Straight Blade Turbine for Tidal Current Application and Parametric Optimization for Hydro Farm Arrangement. In International Journal of Marine Energy (Vol. 17). Elsevier Ltd
Pratama, A., Nindito, D. A., & Saputra, R. H. (2021). Studi Eksperimental Sistem Pengarah Aliran Pada Turbin Hidrokinetik Archimedes Spiral. Jurnal Teknik , 19 (1), 1 – 11 Scungio, M., Arpino, F., Focanti, V., Profili, M., & Rotondi, M. (2016). Wind Tunnel Testing of Scaled Models of a Newly Developed Darrieus-Style Vertical Axis Wind Turbine with Auxiliary Straight Blades. Energy Conversion and Management , 130 , 60 – 70
Shimokawa,  K.,  Furukawa,  A.,  Okuma,  K., Matsushita, D., & Watanabe,  S.  (2012).  Experimental  Study on Simplification  of  Darrieus-Type  Hydro  Turbine  with  Inlet  Nozzle  for  Extra-Low  Head  Hydropower Utilization. Renewable Energy , 41 , 376 – 382 Tanier-Gesner,  F.,  Stillinger,  C.,  Bond,  A.,  Egan,  P.,  &  Perry,  J.  (2014).  Design,  Build  and  Testing  of  a Hydrokinetic H-Darrieus Turbine for Developing Countries. IEEE Power and Energy Society General Meeting , 2014 - Octob (October), 1 – 5
Tjiu, W., Marnoto, T., Mat, S., & Ha, M. (2015). Darrieus Vertical Axis Wind Turbine for Power Generation I : Assessment of Darrieus VAWT Configurations. Renewable Energy , 75 , 50 – 67 Wang, Y.,  Sun, X. J.,  Zhu, B., Zhang, H.  J., & Huang, D. G.  (2016).  Effect  of  Blade Vortex  Interaction on Performance of Darrieus-Type Cross Flow Marine Current Turbine. Renewable Energy , 86 , 316 – 323 Wardani,  C.  S.,  Nindito,  D.  A.,  &  Jaya,  A.  R.  (2020).  Inovasi  dan  Desain  Turbin  Hidrokinetik  Darrieus Berdasarkan Bentuk Distribusi Kecepatan Aliran. Media Ilmiah Teknik Sipil , 9 (1), 32 – 43 Worasinchai, S., Ingram, G. L., & Dominy, R. G. (2016). The Physics of H-Darrieus Turbine Starting Behavior. Engineering for Gas Turbines and Power , 138 (June 2016), 1 – 11 Yohanes Sandy Setiadi, Wisnu Suharto, Diah setiati B, (2014). Perhitungan Volume Kolam Retensi Muktiharjo Kidul  Semarang  Berdasarkan  Data  Curah  Hujan  Harian  Maksimum  Kawasan  Kali  Tenggang,  Jurnal TEKNIKA, Vol. 9 No.2
Yudistira, R., Nindito, D. A., & Saputra, R. H. (2021a). Kinerja Turbin Hidrokinetik Tornado Savonius. Jurnal Teknika: Jurnal Teoritis Dan Terapan Bidang Keteknikan , 4 (2), 181 – 186 Yudistira, R., Nindito, D. A., & Saputra, R. H. (2021b). Uji Eksperimental Pengembangan Turbin Hidrokinetik Savonius Berdasarkan Bentuk Profil Distribusi Kecepatan Aliran. RekaRacana: Jurnal Teknik Sipil , 7 (1), 1 – 11