## SIMULASI PENGGUNAAN DIFFUSER PADA TURBIN ANGIN SUMBU HORISONTAL UNTUK KENAIKAN DAYA
Sulistyo Atmadi *) , Ahmad Jamaludin Fitroh **)
*) Peneliti Pusat Teknologi Penerbangan, LAPAN **) Peneliti Kepakaran Aerodinamika, LAPAN email: sulistyoa@aerospaceitb.org

## ABSTRACT
One technique to improve the power output of a wind turbine is by implementing a diffuser, which is called the diffuser augmented wind turbine (DAWT). The area ratio between  the  inlet  and  outlet  of  the  diffuser  increases  the  flow  rate  inside  the  diffuser which  in  effect  produces  higher  output  power.  In  this  research,  a  2  meters    rotor diameter  was  used.  Diffuser  diameter  ratio  variation  of  2,  3,  4,  and  5  were  chosen which  provides  inlet  diameter  of  4,  6,  8,  and  10  meter  respectively.  Power  rotor coefficient is assumed to be constant of 0.30. Air speed distribution inside the diffuser is  calculated  using  CFD  method.  The  inlet  speed  to  the  diffuser  is  varied  to  give  4 different  speeds.  The  wind  angle  at  the  inlet  is  also  varied  at  0 º ,  30 º and  60 º .  The simulation result showed that at 0 degree angle, diffuser diameter ratio variation of 2, 3,  4,  and  5  will  increase  the  power  output  about  58,  622,  3169,  and  11519  times respectively. It also showed that the increase in the output power for diameter diffuser ratio of 2 at 0 º and 60 º angle is 58 and 4 times respectively.
Keywords: Wind turbine , Diffuser , CFD

## ABSTRAK
Salah  satu  cara  meningkatkan  daya  keluaran  turbin  angin  adalah  dengan menggunakan  diffuser.  Adanya  rasio  luas  kedua  lubang  pada  diffuser  menghasilkan kenaikan  kecepatan  sehingga  daya  yang  dihasilkan  juga  akan  semakin  besar.  Dalam penelitian  ini  diameter  rotor  dipilih  sebesar  2  meter.  Rasio  diameter  lubang  diffuser divariasikan sebesar 2, 3, 4, dan 5 kali sehingga diameter inlet diffuser masing-masing adalah  4,  6,  8,  dan  10  m.  Koefisien  daya  rotor  diasumsikan  konstan  sebesar  0,30. Distribusi  kecepatan  aliran  udara  di  dalam  diffuser  diperoleh  dari  simulasi menggunakan  salah  satu  piranti  lunak  berbasis CFD .  Udara  masuk  diffuser divariasikan  dengan  empat  kecepatan  yang  berbeda.  Sudut  angin  masuk  diffuser divariasikan sebesar 0 º , 30 º dan 60 º . Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada sudut angin 0 º , variasi rasio diameter lubang diffuser sebesar 2, 3, 4, dan 5 masing – masing menghasilkan kenaikan daya sebesar 58, 622, 3.169, dan 11.519 kali. Hasil simulasi juga  menunjukkan  bahwa  pada  rasio  diameter diffuser sama  dengan  dua,  kenaikan daya pada sudut 0 º dan 60 º masing – masing sebesar sekitar 58 dan 4 kali.
Kata kunci: Turbin angin, Diffuser, CFD

## 1  PENDAHULUAN
Kecepatan  angin  di  Indonesia rata-rata  lebih  kecil  dibandingkan beberapa negara di Eropa dan Amerika.
Kecepatan  angin  yang  rendah menyebabkan  daya  yang  dihasilkan
turbin  angin  menjadi  lebih  kecil  dari yang diharapkan.
Untuk mengatasi kondisi tersebut dengan diameter rotor yang sama, tetapi diperoleh  peningkatan  daya  keluaran turbin  angin,  salah  satu  cara  adalah dengan  meningkatkan  kecepatan  angin
yang  melalui  rotor.  Cara  tersebut  dapat direalisasikan  dengan  menggunakan diffuser (D.G.  Phillips,  P.J.  Richards,  R. G. J. Flay; K.M. Foreman, 1980; Michael Moeller  Jr  dan  Kenneth  Visser,  2008). Sketsa diffuser disajikan  dalam  Gambar 1-1.  Beberapa  bentuk  turbin  angin menggunakan Diffuser  Augmented  Wind Turbine ( DAWT )  yang  telah  dipasang  di negara lain disajikan dalam Gambar 1-2 (www.wind-works.org).
Gambar 1-1: Sketsa diffuser
Notasi D 1 , V 1 , D 2 , dan V 2 masing – masing  berturut  turut  menyatakan diameter diffuser , kecepatan angin udara bebas,  diameter  rotor,  dan  kecepatan angin yang menerpa rotor.
Gambar 1-2b: Contoh DAWT bentuk bunga
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  secara  pasti  kenaikan  daya rotor akibat penggunaan diffuser , peningkatan daya dengan menggunakan diffuser ini  tidak  lepas  dengan  adanya rugi-rugi  ( losses ) yang  antara  lain disebabkan  adanya  sudut  arah  angin terhadap sumbu aksial rotor.

## 2  TINJAUAN  TEORI  DAN  BATASAN MASALAH

## 2.1 Tinjauan Teori
Berdasarkan  hukum  kekekalan massa,  pemampatan  luas  penampang akan  menghasilkan  peningkatan  kece- patan aliran seperti pada persamaan (2-1) (Anderson, John D., 1985). Pada kecepatan angin kurang dari 100 m/det, penurunan luas  penampang  akan  berbanding terbalik  dengan  kenaikan  kecepatan. Misalnya  rasio  antara  luas  diffuser dengan  luas  rotor  adalah  dua,  maka kecepatan  angin  yang  menerpa  rotor akan  menjadi  dua  kali  kecepatan  udara bebas.
ρ 1 A 1 V 1 = ρ 2 A 2 V 2 (2-1)
Notasi    ρ 1 ,  A 1 ,  ρ 2 ,  dan  A 2 pada persamaan (2-1) masing-masing
berturut  turut  menyatakan  kerapatan udara  bebas,  luas diffuser ,  kerapatan udara  tepat  di  depan  rotor,  dan  luas rotor. Pada kondisi aliran inkompresibel, harga ρ 1 dan ρ 2 dianggap sama. Dengan demikian  jika  diameter diffuser adalah dua kali diameter rotor, maka kecepatan angin  yang  menerpa  rotor  (V 2 )  menjadi empat kali kecepatan udara bebas (V 1 ).
Jika  koefisien  daya,  c P berharga konstan,  maka  kenaikan  daya  yang dihasilkan  adalah  pangkat  tiga  dari kenaikan  kecepatan  angin.  Hal  tersebut sesuai dengan persamaan (2-2) (David M Eggleston  &  Forrest  S  Stoddard,  1897; Erich  Hau,  2006  ;  Tony  Burton,  et.  al., 2001; Badawy MTS, Aly M E, 2000). Notasi P dalam persamaan tersebut menyatakan daya rotor.
P c V D P 3 2 8 1    (2-2)
Jika diameter diffuser adalah dua kali  diameter  rotor,  maka  kecepatan anginnya  akan  meningkat  menjadi empat  kali.  Dengan  demikian  secara teoritis  daya  yang  dihasilkan  rotor menjadi  64  kali  dari  daya  rotor  tanpa diffuser . Hal tersebut dapat dicapai pada kondisi  arah  angin  sejajar  atau  pada sudut  0  derajat  terhadap  sumbu  aksial rotor. Jika arah angin membentuk sudut terhadap  sumbu  aksial  rotor,  maka kecepatan  angin  yang  dapat  secara langsung  dikonversi  menjadi  daya adalah  kecepatan  angin  dalam  arah aksial  saja  sehingga  peningkatan  daya yang dihasilkan menjadi tidak optimal.

## 2.2 Batasan Masalah
Dalam  penelitian  ini  diameter rotor dipilih sebesar 2 m. Rasio diameter diffuser terhadap diameter rotor divariasi- kan berturut turut sebesar 2, 3, 4, dan 5 kali  sehingga  diameter diffuser masing- masing  menjadi  4,  6,  8,  dan  10  m. Panjang diffuser dipilih  sama  dengan diameter diffuser .  Variasi  diameter diffuser  tersebut  akan  disimulasi  hanya pada  sudut  aliran  0  derajat.  Variasi sudut  aliran  akan  disimulasi  hanya pada  diameter diffuser 4  m.  Dengan demikian  hasil  pengerjaan  ini  nantinya akan  dianalisis  dalam  dua  kelompok, yaitu analisis efek rasio diameter diffuser dan  analisis  efek  sudut  aliran  terhadap kenaikan  daya  rotor.  Variasi  geometri selanjutnya  disusun  ulang  dalam  Tabel 2-1.  Notasi  D rotor ,  D diffuser ,  L diffuser ,  dan  α masing–masing berturut turut menyatakan
diameter rotor, diameter diffuser , panjang diffuser ,  dan  sudut  aliran.  Bentuk diffuser sebagai  obyek  penelitian  ini adalah kerucut sempurna.

## Tabel 2-1a: VARIASI GEOMETRI
D rotor (m) D diffuser (m) L diffuser (m) 2 4 6 8 10 4 6 8 10 Tabel 2-1b: VARIASI SUDUT ALIRAN D rotor (m) D diffuser (m) α (derajat) 2 4 0 30 60
Simulasi  dengan  memvariasikan diameter diffuser dilakukan  dengan seting  kecepatan  pada exit diffuser atau kecepatan  angin  menerpa  rotor  sama dengan 18 m/det. Meskipun dipilih seting kecepatan  tersebut,  nantinya  pasti  ada pengurangan  kecepatan  karena  adanya losses .  Simulasi  dengan  memvariasikan sudut  aliran  dilakukan  pada diffuser dengan  diameter 4 m dengan  kecepatan pada exit diffuser diseting berturut turut 6, 9, 12, 15, dan 18 m/det.
Simulasi dilakukan dengan empat kecepatan  yang  berbeda.  Perhitungan daya  rotor  didasarkan  pada  kondisi permukaan  laut,  yaitu  pada  kerapatan udara  1,225  kg/m 3 .  Kenaikan  daya dihitung dengan mengasumsikan koefisien daya berharga konstan sebesar 0,3.
Distribusi  kecepatan  angin  di dalam diffuser diperoleh  dari  simulasi menggunakan  salah  satu  piranti  lunak berbasis CFD . Untuk mempercepat waktu iterasi perhitungan, maka dalam penger- jaan  ini  geometri diffuser dimodelkan dengan skala diperkecil 10x.
Persamaan aliran yang digunakan hanya persamaan kekekalan  massa dan
momentum saja. Persamaan energi tidak dilibatkan dalam perhitungan CFD .
Persamaan kekekalan massa secara  langsung  dapat  menggunakan persamaan  (2-1).  Persamaan  kekekalan momentum  yang  diambil  dari  persamaan Navier-Stokes  ditulis  dalam  persamaan (2-3).  Notasi  ρ,  D/Dt,  v,  f,  dan masing–masing  berturut  turut  menyata- kan kerapatan udara, derivatif substantif,  kecepatan  udara,  gaya,  dan tensor yang menyatakan  gaya–gaya  pada permukaan.
(2-3)
Notasi    secara  umum  dirumus- kan seperti pada persamaan (2-4). Notasi σ  dan  τ  masing  menyatakan  tegangan normal dan tegangan geser.
(2-4)
Persamaan kekekalan momentum pada persamaan (2-3) sebenarnya merupakan  kumpulan  tiga  persamaan dengan  satu  persamaan  untuk  satu dimensi. Persamaan tersebut tidak dapat diselesaikan  secara  langsung.  Persamaan tersebut dapat diselesaikan dengan cara menambahkan  beberapa  persamaan bantu,  yaitu  persamaan  kekekalan massa dan beberapa kondisi batas.
Berdasarkan  pergerakan  partikel- nya,  jenis  aliran  digolongkan  menjadi aliran  laminar  dan  aliran  turbulen. Untuk  mengantisipasi  terjadinya  aliran turbulen, maka dalam perhitungan aliran diasumsikan  akan  menjadi  sebagian atau sepenuhnya aliran turbulen.
Terdapat  beberapa  jenis  model turbulensi.  Oleh  karena  aliran  udara bergerak dari diameter besar ke diameter kecil, maka diprediksi aliran udara akan mempunyai  tingkat  turbulensi  yang rendah. Dengan demikian dalam
perhitungan  ini  model  turbulensi  yang digunakan  adalah  model  turbulensi dengan  satu  persamaan  saja,  yaitu model turbulensi Spalart Allmaras .
Dalam  penyelesaian  persamaan  – persamaan fluida secara numerik ( CFD ), terdapat  parameter  kestabilan  iterasi, yaitu under  relaxation  factor .  Parameter tersebut dipilih sebesar mungkin asalkan  kestabilan  iterasi  tetap  terjaga. Dalam  penelitian  ini  dipilih under relaxation factor sebesar 0,6.

## 3 HASIL DAN ANALISIS
Distribusi kecepatan angin
diperoleh  dari  simulasi  menggunakan salah  satu  piranti  lunak  berbasis CFD . Bentuk mesh yang  digunakan  untuk geometri diffuser dengan  rasio  diameter sama  dengan  dua  disajikan  dalam Gambar  3-1.  Bentuk mesh untuk  rasio diameter  yang  lain  serupa  dengan gambar tersebut namun tentunya dengan  jumlah grid yang  sedikit  lebih banyak.  Seperti  yang  telah  disebutkan dalam paragraf sebelumnya bahwa untuk mempercepat  iterasi  perhitungan,  maka dalam  pengerjaan  ini  geometri diffuser dimodelkan dengan skala diperkecil 10x. Dengan  demikian  jumlah grid yang diperlukan  menjadi  lebih  sedikit.  Jumlah grid selengkapnya disajikan dalam Tabel 3-1.
Tabel 3-1: JUMLAH GRID Diameter Diffuser (m) Jumlah Grid (nodal) 4 6 8 10 36.000 54.000 72.000 90.000
Hasil  simulasi  berupa  kontur kecepatan  aliran  udara  disajikan  dalam dua  kelompok  perbandingan,  yaitu kelompok perbandingan variasi diameter diffuser dan  kelompok  perbandingan sudut  aliran.  Kedua  kelompok  tersebut masing–masing disajikan dalam Gambar 3-2 dan 3-3. Kontur kecepatan selengkapnya disajikan dalam Lampiran.
Gambar 3-1a: Bentuk mesh udara dalam diffuser (tampak samping)
Gambar 3-1b: Bentuk mesh udara dalam diffuser tampak depan
Gambar 3-1c: Bentuk mesh udara dalam diffuser tampak miring
Gambar 3-2a: Distribusi  kecepatan  pada sudut  0 0 pada  rasio  dia- meter = 2
Gambar 3-2b: Distribusi  kecepatan  pada sudut  0 0 pada  rasio  dia- meter = 3
Gambar 3-2c: Distribusi  kecepatan  pada sudut  0 0 pada  rasio  dia- meter = 4
Gambar 3-2d: Distribusi  kecepatan  pada sudut  0 0 pada  rasio  dia- meter = 5
Gambar 3-3a: Distribusi  kecepatan  pada rasio  diameter  =  2  dan sudut aliran = 30 0
Gambar 3-3b: Distribusi  kecepatan  pada rasio  diameter  =  2  dan sudut aliran = 60 0
Gambar  3-3b  menyajikan  kontur kecepatan  dalam diffuser pada  kondisi sudut  aliran  60  derajat.  Dalam  gambar tersebut  dapat  dilihat  bahwa  kecepatan aliran di permukaan bawah sangat kecil. Hal  ini  menunjukkan  bahwa  terjadi separasi aliran di daerah tersebut.
Selain  disajikan  dalam  bentuk kontur  kecepatan,  hasil  simulasi  dapat juga  disajikan  secara  kuantitatif  dalam Tabel 3-2 dan 3-3. Tabel 3-2 menyajikan efek  rasio  diameter  terhadap  kenaikan kecepatan,  kenaikan  daya  rotor,  dan losses . Tabel 3-3 menyajikan efek sudut aliran  terhadap  parameter  yang  sama dengan  Tabel  3-2  namun  hanya  untuk rasio diameter sama dengan dua. Notasi V x1 dan  V x2 masing-masing  menyatakan kecepatan  angin  dalam  arah  aksial  di diffuser dan  di  rotor.  Notasi  p 01 dan  p 02 masing–masing  menyatakan  tekanan total angin di diffuser dan di rotor. Notasi α menyatakan sudut aliran. Notasi  P dan P’ masing–masing menyatakan daya rotor
sebelum  dan  sesudah  menggunakan diffuser .
Tabel 3-2a: KENAIKAN  KECEPATAN  TO- TAL PADA α = 0 0
D 1 /D 2 V 1 (m/det) V 2 (m/det)
V 1 /V 2 2,0 3,0 4,0 5,0 4,54 2,03 1,1 0,76 17,80 17,66 17,66 17,72 3,92 8,70 15,12 23,26
Hasil  dalam  Tabel  3-2a  di  atas menunjukkan  bahwa  harga  V 2 tidak mencapai  18  m/det.  Hal  tersebut disebabkan losses dalam diffuser .
Tabel 3-2b: KENAIKAN  KECEPATAN  AK- SIAL PADA α = 0 0
D 1 /D 2 V x1 (m/det) V x2 (m/det) V x1 /V x2 2,0 3,0 4,0 5,0 4,54 2,03 1,17 0,76 17,58 17,33 17,15 17,19 3,87 8,53 14,69 22,58
Hasil  dalam  Tabel  3-2b  menun- jukkan bahwa V x2 lebih kecil dari V 2 . Hal tersebut  disebabkan  bentuk diffuser sebagai  kerucut  yang  mempunyai  tiga komponen kecepatan.
Tabel 3-2c:  EFEK  RASIO  DIAMETER
TERHADAP LOSSES PADA α = 0 0
D 1 /D 2 p 01 (bar) p 02 (bar) losses (%) 2,0 3,0 4,0 5,0 101.523 101.523 101.523 101.523 101.523 101.518 101.517 101.519 0,000 0,005 0,006 0,004
Hasil  dalam  Tabel  3-2c  menun- jukkan  bahwa losses yang  dihasilkan sangat  kecil,  yaitu  sekitar  0,005  %.  Hal tersebut  disebabkan  bentuk diffuser yang  mengerucut  sehingga  tidak  ada
separasi aliran. Dengan demikian losses yang dihasilkan hanya dari gesekan.
Tabel 3-2d:KENAIKAN DAYA PADA α = 0 0
D 1 /D 2 P (Watt) P’ (Watt) P’/P 2,0 3,0 4,0 5,0 53,9 4,8 0,9 0,3 3136,5 3004,1 2912,4 2929,9 58,2 621,7 3169,1 11518,5
Hasil dalam tabel di atas menun- jukkan bahwa rasio kenaikan daya yang dihasilkan  sangat  pesat.  Berdasarkan persamaan  (2-1),  secara  teoritis  rasio diameter  menghasilkan  kenaikan  rasio kecepatan  secara kuadratik.  Berdasarkan persamaan  (2-2),  secara  teoritis  kenaikan rasio  kecepatan  akan  menghasilkan kenaikan  daya  pangkat  tiga.  Dengan demikian  rasio  kenaikan  diameter diffuser secara teoritis akan menghasilkan kenaikan daya pangkat enam.
Selain  dalam  bentuk  tabel,  hasil simulasi  dalam  Tabel  3-2  dapat  juga disajikan  dalam  bentuk  grafik.  Hasilnya disajikan dalam Gambar 3-4.
Gambar 3-4a: Efek D 1 /D 2 terhadap kenaikan kecepatan
Gambar 3-4b: Efek D 1 /D 2 terhadap rasio kenaikan daya
Tabel 3-3a: KENAIKAN  KECEPATAN  TO- TAL PADA D 1 /D 2 = 2
α (deg)
V 1 (m/det) V 2
(m/det) V 2 /V 1 0
30 60 1,53 2,26 3,02 3,77 4,54 2,06 3,06 4,11 5,14 6,19 3,52 5,31 7,14 8,93 10,75 5,93 8,85 11,86 14,81 17,80 5,92 8,84 11,85 14,79 17,78 5,65 8,44 1,32 14,13 17,00 3,87 3,92 3,93 3,93 3,92 2,87 2,89 2,88 2,88 2,87 1,60 1,59 1,58 1,58 1,58
Tabel 3-3b: KENAIKAN  KECEPATAN  AK- SIAL  PADA D 1 /D 2 = 2
α (deg) V x1 (m/det) V x2 (m/det) V x2 /V x1 0 30
60 1,53 2,26 3,02 3,77 4,54 1,81 2,69 3,61 4,51 5,43 1,93 2,91 3,90 4,87 5,85 5,85 8,74 11,72 14,62 17,58 5,85 8,73 11,70 14,60 17,56 5,55 8,29 11,11 13,87 16,68 3,82 3,87 3,88 3,88 3,87 2,83 3,25 3,24 3,24 3,24 1,58 2,85 2,85 2,85 2,85
Tabel 3-3c: EFEK  α  TERHADAP LOSSES PADA D 1 /D 2 = 2 α (deg) p 01 (Pa) p 02 (Pa) losses (%)
0 101.347 101.374 101.413 101.462 101.347 101.374 101.413 101.462 0,000 0,000 0,000 0,000
Sudut aliran = 0 derajat 0 5 10 15 20 25 1 2 3 4 5 6 D1/D2 K e n a ik a n k e c e p a ta n V1/V2 Vx1/Vx2 Sudut Aliran = 0 derajat 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 1 2 3 4 5 6 D1/D2 R a s io K e n a ik a n
D a y a
30 60 101.523 101.347 101.374 101.413 101.462 101.523 101.347 101.374 101.413 101.462 101.523 101.523 101.347 101.374 101.413 101.462 101.523 101.345 101.370 101.407 101.452 101.509 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,004 0,006 0,010 0,014 Tabel 3-3d: KENAIKAN DAYA PADA D 1 /D 2 = 2 α (deg) P (Watt) P’ (Watt) P’/P (rata- rata)
0 30 60 2 7 16 31
54 5 17 40 78 137 25 87 210 411 716 116 386 929 1805 3137 115 384 925 1797 3124 98 328 791 1539 2676 55,9 58,1 58,6 58,4 58,1 22,8 23,2 23,0 22,9 22,8 3,9 3,8
3,8 3,7
3,7 57,8 22,9 3,8
Hasil  simulasi  dalam  Tabel  3-3 dapat disajikan dalam bentuk yang lain, yaitu  secara  langsung  hubungan  antara sudut  aliran  terhadap  kenaikan  performa untuk  setiap  harga  seting  V 2 .  Hasilnya disajikan dalam Tabel 3-4.
Tabel 3-4a: EFEK  α  TERHADAP  V  PADA D 1 /D 2 = 2 α (deg) V 1 (m/det) V 2 (m/det) V 2 /V 1 0 30 60 1,53 2,06 3,52 5,93 5,92 5,65 3,87 2,87 1,60
0 30 60 0 30 60 0 30 60 0 30 60 2,26 3,06 5,31 3,02 4,11 7,14 3,77 5,14 8,93 4,54 6,19 10,75 8,85 8,84 8,44 11,86 11,85 11,32 14,81 14,79 14,13 17,80 17,78 17,00 3,92 2,89 1,59 3,93 2,88 1,58 3,93 2,88 1,58 3,92 2,87 1,58 Tabel 3-4b: EFEK α TERHADAP V x α (deg) V x1 (m/det) V x2 (m/det) V x2 /V x1
0
30 60 0 30 60 0 30 60 0 30 60 0 30 60 1,53 1,81 1,93 2,26 2,69 2,91 3,02 3,61 3,90 3,77 4,51 4,87 4,54 5,43 5,85 5,85 5,85 5,55 8,74 8,73 8,29 11,72 11,70 11,11 14,62 14,60 13,87 17,58 17,56 16,68 3,82 2,83 1,58 3,87 3,25 2,85 3,88 3,24 2,85 3,88 3,24 2,85 3,87 3,24 2,85 Tabel 3-4c: EFEK α TERHADAP LOSSES α (deg) p 01 (Pa) p 02 (Pa) losses (%)
0 30 60 0 30 60 101.347 101.347 101.347 101.374 101.374 101.374 101.347 101.347 101.345 101.374 101.374 101.370 0,000 0,000 0,002 0,000 0,000 0,004
0 30 60
0 30 60
0 30 60 101.413 101.413 101.413 101.462 101.462 101.462 101.523 101.523 101.523 101.413 101.413 101.407 101.462 101.462 101.452 101.523 101.523 101.509 0,000 0,000 0,006 0,000 0,000 0,010 0,000 0,000 0,014 Tabel 3-4d: EFEK α TERHADAP KENAIK- AN DAYA α (deg) P (Watt) P’ (Watt) P’/P 0 30 60 0
30 60
0 30 60 0
30 60 0
30 60 2,1 5,1 25,2 6,6 16,6 86,6 15,9 40,2 210,4 30,9 78,4 410,8 54,0 136,8 715,8 115,8 115,3 98,5 385,6 383,8 328,2 928,8 924,7 791,2 1804,8 1797,4 1538,9 3136,5 3124,1 2675,7 55,9 22,8 3,9 58,1 23,2 3,8 58,6 23,0 3,8 58,4 22,9 3,7 58,1 22,8 3,7
Hasil  simulasi  dalam  Tabel  3-3 dan  3-4  selanjutnya  dirangkum  dalam bentuk rata– rata sehingga menjadi lebih sederhana.  Hasilnya  disajikan  dalam Tabel 3-5 dan Gambar 3-5.
Tabel 3-5: EFEK α PADA D 1 /D 2 = 2 α (deg) V 2 /V 1 (rata2) V x2 /V x1 (rata2) losses (%) P’/P (rata2) 0 30 60 3,91 2,88 1,59 3,87 3,16 2,60 0,000 0,000 0,007 57,8 22,9 3,8
Gambar 3-5a: Efek  α  terhadap  kenaikan kecepatan
Gambar 3-5b: Efek  α  terhadap  rasio  ke- naikan daya
Hasil  dalam  Tabel  3-5  dan Gambar  3-5 menunjukkan  bahwa semakin  besar  sudut  aliran,  maka  rasio kecepatan yang dihasilkan juga semakin kecil.  Dengan  demikian  rasio  kenaikan daya  yang  dihasilkan  juga  menjadi berkurang.

## 4  KESIMPULAN
Penggunaan diffuser dapat meng- hasilkan  kenaikan  kecepatan  angin  dan daya  rotor.  Kenaikan  daya  rotor  yang dihasilkan  secara  langsung  dipengaruhi oleh  rasio  diameter diffuser dan  sudut aliran.
Hasil  simulasi  dan  perhitungan menunjukkan  bahwa  pada  sudut  angin 0 º , variasi rasio diameter lubang diffuser sebesar  2,  3,  4,  dan  5  masing-masing menghasilkan  kenaikan  daya  sebesar 58,  622,  3.169,  dan  11.519  kali.  Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa pada rasio  diameter diffuser sama  dengan dua,  kenaikan  daya  pada  sudut  0 º dan 60 º masing-masing  sebesar  sekitar  58 dan  4  kali.  Dengan  demikian  sebaiknya adanya  sudut  aliran  dihindari  agar kenaikan daya menjadi maksimum.
D1/D2 = 2 0 1 2 3 4 5 0 10 20 30 40 50 60 alpha (deg) K e n a ik a n k e c e p a ta n V2/V1 Vx2/Vx1 D1/D2 = 2 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 alpha (deg) R a s io K e n a ik a n Daya

## DAFTAR RUJUKAN
Anderson, John D., 1985. Fundamentals of  Aerodynamics ,  Mc.  Grawhill company, Singapore.
Badawy MTS, Aly M E, 2000. Gas Dynamics Analysis  of  The  Performance  of Diffuser Augmented  Wind  Turbine , Mechanical Engineering Department, National  Research  Center,  Dokki, Cairo, Egypt.
D.G. Phillips, P.J. Richards, R.G.J. Flay, Diffuser Development for a Diffuser Augmented  Wind  Turbine  Using Computational  Fluid  Dynamics , Department  of  Mechanical  Engi- neering, The University of Auckland,
New Zealand.
David M Eggleston & Forrest S Stoddard,
1897. Wind  Turbine  Engineering
Design ,  Van  Nostrand  Reinhold,
New York.
Erich  Hau,  2006. Wind  Turbine  Funda- mentals,  Technologies,    Application, Economics , Springer, Berlin.
K.M. Foreman, 1980. Preliminary Design and  Economic  Investigation  of Diffuser  Augmented  Wind  Turbine (DAWT) ,  Research  Department, Grumman Aerospace Corporation, Bethpage, New York.
Manual FLUENT
Michael  Moeller  Jr  dan  Kenneth  Visser, 2008. Analysis of Diffuser Augmented Wind  Turbine ,  Department  of
Mechanical and Aeronautical
Engineering, Clarkson University. Tony  Burton, et. al.,  2001. Wind  Energy Hand Book , John Willey & Sons. www.wind-works.org.

## LAMPIRAN

## Kontur Kecepatan (m/det)
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 6 m/det Sudut aliran = 0 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 6 m/det Sudut aliran = 30 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 6 m/det Sudut aliran = 60 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 9 m/det Sudut aliran = 0 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 9 m/det Sudut aliran = 30 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 9 m/det Sudut aliran = 60 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 12 m/det Sudut aliran = 0 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 12 m/det Sudut aliran = 30 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 12 m/det Sudut aliran = 60 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 15 m/det Sudut aliran = 0 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 15 m/det Sudut aliran = 30 º
Rasio diameter = 2 Seting kecepatan exit diffuser = 15 m/det Sudut aliran = 60 º