Gabungkan Yaw-Based Monitoring dengan IoT, Mahasiswa UNS Berhasil Tingkatkan Kinerja Turbin HAWT
KISUTA.com - Penelitian terbaru mahasiswa Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta gabungkan sistem pemantauan berbasis yaw dengan teknologi Internet of Things (IoT). Sistem pemantauan berbasis yaw ini dirancang untuk memonitor kinerja Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) secara real-time. Inovasi tersebut lahir dari tim yang sukses mendapatkan pendanaan Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) Direktorat Pendidikan Tinggi, Riset, dan Teknologi (Diktiristek).
Kepada uns.ac.id, Alif Ilham selaku ketua tim menjelaskan, krisis sumber daya energi non-terbarukan semakin mendesak dunia untuk mencari alternatif energi yang berkelanjutan. Data yang mereka miliki menunjukkan kebutuhan Indonesia listrik yang digunakan 50,3% masih berasal dari energi non-terbarukan, yaitu batu bara.
Salah satu solusi yang menjanjikan adalah energi angin. Energi ini dapat diubah menjadi listrik melalui penggunaan turbin angin. Namun, HAWT yang menjadi salah satu jenis turbin memiliki kendala dalam menangkap angin dari berbagai arah. Hal tersebut mempengaruhi efisiensi operasional turbin.
Alif menuturkan, dalam upaya untuk mengatasi tantangan ini, ia bersama rekan timnya melakukan penelitian yang menggabungkan sistem pemantauan berbasis yaw dengan teknologi Internet of Things (IoT). Sistem pemantauan berbasis yaw ini telah dirancang untuk memonitor kinerja HAWT secara real-time. Fitur yang mereka rancang mencakup pemantauan berbagai parameter, seperti kecepatan angin, rotasi per menit (rpm), arus listrik, dan tegangan.
Prototipe efficient turbine ini menggunakan beberapa sensor. Sensor ACS712 digunakan untuk memantau arus dan sensor tegangan. Sensor wind vane digunakan untuk memantau arah datangnya angin. Ada pula sensor anemometer untuk memantau kecepatan angin. Beberapa komponen lain yang digunakan adalah mikrokontroler arduino nano, ESP8266 untuk mengirimkan data sensor, dan motor stepper sebagai aktuator.
“Parameter yang digunakan untuk gerakan yawing- based adalah nilai wind vane sensor untuk mendeteksi arah angin optimal dan voltage sensor untuk mencegah adanya overvoltage yang berakibat merusak generator,” terang Alif
Sistem yaw pada turbin HAWT merupakan sebuah aktuator yang akan menggerakkan blade agar menghadap pada arah datangnya angin. Melalui teknologi ini, efisiensi konversi energi dapat ditingkatkan. Selain itu, sistem yaw ini mampu untuk mengatasi adanya kerusakan generator akibat overvoltage dengan manipulasi kecepatan angin.
"Makanismenya yaitu motor stepper sebagai aktuator yang diletakkan pada mounting. Spur gear yang dihubungkan pada motor stepper akan memutar sehingga menggerakkan generator secara yaw," tambahnya.
Menurutnya, data yang diperoleh dari sistem pemantauan ini tidak hanya berguna untuk memantau kinerja, tetapi juga untuk mengidentifikasi potensi kerusakan pada HAWT, memungkinkan tindakan pencegahan dengan tepat waktu. Dengan demikian, sistem ini tidak hanya meningkatkan efisiensi operasional HAWT, tetapi juga mengurangi biaya pemeliharaan dan memperpanjang umur pakai turbin-turbin tersebut.
Hasil penelitian menemukan adanya perbandingan antara sistem konvensional dan sistem dengan yaw aktif sangat mengesankan. Turbin yang dilengkapi dengan sistem yaw aktif mampu menghasilkan daya yang signifikan lebih besar dibandingkan dengan turbin konvensional.
"Secara rata-rata, turbin konvensional menghasilkan 213 watt daya, sementara turbin yang dilengkapi dengan sistem yaw aktif mencapai output daya sebesar 296 watt. Artinya, terjadi peningkatan efisiensi sekitar 39%, yang signifikan meningkatkan kemampuan dalam menangkap energi angin," tutur Alif.
Hasil penelitian ini mengonfirmasi bahwa integrasi sistem yaw aktif dapat secara optimal menyesuaikan penyejajaran turbin dengan arah angin yang datang. Dengan demikian, sistem ini mampu meningkatkan kinerja keseluruhan sistem secara signifikan. Temuan Tim PKM UNS ini menjadi langkah maju dalam memanfaatkan potensi energi angin sebagai alternatif yang berkelanjutan dan efisien.* das-kisuta.com
