Penulis : Ariyana Dwiputra Nugraha (1); RENDIANTO AGINTA (2); Ardi Wiranata, S.T., M. Eng., Ph.D (3) ; ADRIYAN C SITANGGANG (4); Eko Supriyanto (5); Fefria Tanbar (6); Ir. Muhammad Akhsin Muflikhun, S.T., MSME., Ph.D (7)
Results in Engineering (SJR Q1), terbit Maret 2025
DOI : https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.103885
Sebuah penelitian terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Results in Engineering mengungkapkan bahwa desain turbin angin vertikal (Vertical Axis Wind Turbine/VAWT) model Rose menunjukkan kinerja paling unggul dibandingkan dengan model Aeroleaf dan Tulip. Studi ini dilakukan oleh tim peneliti dari PLN Research Institute dan Universitas Gadjah Mada yang meneliti efisiensi tiga model turbin untuk aplikasi pembangkitan listrik alternatif di lingkungan perkotaan dan pedesaan.
Penelitian ini didasarkan pada kebutuhan akan energi bersih untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil. Indonesia memiliki potensi energi angin yang signifikan, mencapai 154,9 GW, yang dapat dimanfaatkan melalui pengembangan turbin angin kecil di wilayah perkotaan maupun pedesaan.
Turbin Rose, yang dirancang dengan bentuk menyerupai kelopak bunga, dibuat menggunakan teknologi manufaktur aditif (additive manufacturing). Model ini kemudian diuji secara numerik dan dibandingkan dengan turbin Aeroleaf, yang sering digunakan dalam konsep
“pohon angin” di Eropa, serta turbin Tulip, yang telah dioptimalkan untuk mengurangi efek turbulensi.
Penelitian ini menggunakan pemodelan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk menganalisis performa turbin pada kecepatan angin 3 m/s, 6 m/s, dan 9 m/s. Hasilnya menunjukkan bahwa Rose memiliki efisiensi daya tertinggi di antara ketiga model. Pada kecepatan angin 9 m/s, Rose mampu menghasilkan daya 2,34 W, lebih tinggi dibandingkan dengan Aeroleaf (2,27 W) dan Tulip (1,76 W).
Selain itu, turbin Rose menunjukkan stabilitas putaran yang lebih baik dengan tip speed ratio (TSR) sebesar 0,79 pada kecepatan 3 m/s. TSR yang stabil ini membantu meningkatkan efisiensi dalam mengubah energi angin menjadi daya listrik.
Pengujian eksperimental juga dilakukan dengan memasang turbin pada generator listrik dan mengamati intensitas cahaya LED yang dihasilkan. Turbin Rose mampu menghasilkan pencahayaan LED yang lebih terang dan stabil dibandingkan dua model lainnya, membuktikan bahwa daya listrik yang dihasilkan lebih besar.
Selain performa teknis, penelitian ini juga menganalisis Energy Payback Period (EPP), yaitu waktu yang dibutuhkan turbin untuk menghasilkan energi setara dengan energi yang digunakan dalam pembuatannya. Turbin Rose memiliki EPP paling rendah, terutama pada kecepatan angin 9 m/s dengan nilai 0,402, yang berarti lebih cepat mencapai titik impas dibandingkan dengan Aeroleaf (0,419) dan Tulip (0,541).
Dengan hasil ini, turbin Rose dinilai sebagai solusi terbaik untuk pembangkitan listrik berbasis energi angin di lingkungan perkotaan dan pedesaan. Efisiensinya yang tinggi pada kecepatan angin rendah hingga menengah membuatnya ideal untuk diaplikasikan di wilayah dengan potensi angin sedang, seperti pesisir dan daerah padat bangunan. Studi ini membuka peluang bagi pengembangan teknologi VAWT yang lebih optimal untuk memenuhi kebutuhan energi terbarukan, baik untuk skala kecil maupun besar. Dengan implementasi yang tepat, turbin Rose dapat menjadi langkah maju dalam transisi energi bersih di Indonesia dan dunia.
Kontributor: Rita Yulianti, S.IP.