Dikukuhkan Menjadi Guru Besar UNS, Prof. Danar Sampaikan Potensi Energi Angin di Perkotaan

FT UNS - Prof. Dominicus Danardono Dwi Prija Tjahjana dari Prodi Teknik Mesin dikukuhkan menjadi guru besar Bidang Ilmu Energi Angin pada Fakultas Teknik (FT) Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta. Pengukuhan tersebut berlangsung pada Selasa (29/8/2023) di Gedung Auditorium G.P.H. Haryo Mataram dalam Sidang Terbuka Senat Akademik UNS.

Prof. Dominicus Danardono Dwi Prija Tjahjana atau yang kerap disapa Prof. Danar merupakan guru besar ke-23 FT dan ke-268 UNS. Dalam pidato inagurasinya, beliau menyampaikan orasi berjudul ”Energi Angin Di Perkotaan: Menyongsong Masa Depan Berkelanjutan”.

Beliau menjelaskan bahwa populasi dunia terus bermigrasi ke daerah perkotaan dan semakin banyak peralatan yang memerlukan listrik sehingga kebutuhan energi listrik meningkat pesat. Seiring dengan itu, semakin berkurangnya cadangan energi fosil juga menyebabkan peningkatan permintaan sumber energi bersih dan berkelanjutan. Pemanfaatan energi angin di perkotaan muncul sebagai salah satu solusi yang menjanjikan untuk mengatasi tantangan lingkungan dan energi.

”Pemanfaatan energi angin di wilayah perkotaan di Indonesia sampai sekarang ini masih belum ada. Hal ini karena banyaknya kesulitan dan tantangan yang harus dihadapi dalam memanfaatkan energi angin. Aliran angin di dalam kota memiliki karakteristik yang unik dan selalu berubah tergantung pada arah angin, bentuk bangunan, dan sifat-sifat angin. Kondisi aliran angin di daerah perkotaan memiliki ciri khas sebagai aliran angin yang dipercepat secara lokal dan cenderung menghasilkan turbulensi, salah satunya akibat interaksi dengan bangunan,” jelasnya.

Selain itu, dalam memanfaatkan energi angin di perkotaan juga harus mempertimbangkan beberapa hal khusus, seperti lokasi yang terbatas, tingkat kecepatan angin yang rendah, dan dampak visual dan suara. Meskipun demikian, daerah perkotaan mempunyai peluang yang menjanjikan untuk memanen energi angin. Terlebih, semakin banyak gedung tinggi yang membuka peluang untuk menambahkan turbin angin pada bagian atap gedung (Building Mounted Wind Turbine).

“Posisi pemasangan turbin di atap gedung tinggi akan memperbesar peluang mendapat kecepatan angin yang tinggi dengan intensitas turbulensi yang lebih rendah. Selain itu, tidak perlu membangun menara tinggi untuk pemasangan turbin angin. Lalu, untuk mengatasi dampak visual dan suara, tipe turbin angin dengan sumbu vertical axis wind turbine (VAWT)  menjadi pilihan yang tepat untuk digunakan di daerah perkotaan,” imbuhnya.

Lebih lanjut, Prof. Danar menjelaskan bahwa VAWT mempunyai kelebihan berupa desain yang sederhana, kemudahan dalam manufaktur dan pemeliharaan, mampu beroperasi pada kecepatan angin rendah dan semua arah angin (omnidirectional) tanpa memerlukan mekanisme yaw, dan mempunyai tingkat kebisingan rendah saat beroperasi. Selain itu desain VAWT memungkinkan untuk disamarkan sehingga tidak merusak estetika gedung.

”Riset pengembangan tipe VAWT seperti Savonius, Crossflow, dan Darrieus H-rotor, baik secara eksperimen maupun pemodelan komputer sudah dilakukan. Hasilnya menunjukkan peningkatan efisiensi yang cukup signifikan jika dibandingkan turbin angin konvensional untuk tipe yang sama. Penambahan celah pada sudu (slotted blade) turbin angin Savonius mampu meningkatkan efissiensi sebesar 34%. Sedangkan pemakaian multiple layer pada turbin angin Savonius mampu meningkatkan efisiensi sebesar 17,6%,” terangnya.

Penelitian mengenai turbin angin crossflow memperoleh hasil bahwa jumlah sudu dengan efisiensi terbaik adalah 16 bilah sudu. Apabila crossflow akan disusun dalam suatu rangkaian windfarm, maka susunan terbaik adalah staggered dengan jarak tepi turbin masing masing adalah 0,5 x diameter luar turbin. Hasil-hasil riset sudah dipublikasikan, baik di jurnal internasional terindeks Scopus, dipresentasikan dalam seminar internasional, serta dipublikasikan dalam prosiding terindeks Scopus.

“Penelitian yang sedang berjalan saat ini adalah menambahkan vortex generator (VG) pada bilah sudu turbin angin Darrieus H-rotor. Turbin Darrieus H-rotor dikenal sebagai VAWT yang mempunyai efisiensi tinggi karena beroperasi berdasar lift system. Penambahan VG bertujuan untuk menunda terjadinya stall pada sudu turbin sehingga mampu menghasilkan gaya lift pada sudut serang tinggi. Penambahan VG mampu meningkatkan efisiensi sekitar 47%,” jelas Prof. Danar.

Selain pemilihan desain turbin angin yang sesuai, pengetahuan akan potensi energi angin pada suatu lokasi menjadi aspek yang penting. Karakteristik kecepatan angin yang berubah secara seasonal dan diurnal menyebabkan perlunya pengambilan data kecepatan angin di lokasi pemasangan yang direncanakan selama minimal 1 tahun dan idealnya 2 tahun. Dari hasil analisis data kecepatan angin secara mendalam, dapat diperoleh desain turbin angin yang sesuai dengan kebutuhan.

Humas FT-Aji.

Editor-Pratikno