Mahasiswa FT UNS Berhasil Tingkatkan Kinerja Turbin HAWT Melalui Yawing-Based Monitoring Berbasis IoT

FT UNS - Empat mahasiswa Fakultas Teknik (FT) Universitas Sebelas Maret (UNS) Surakarta menggabungkan sistem pemantauan berbasis yaw dengan teknologi Internet of Things (IoT). Mereka adalah Alif Ilham Virdaus (Teknik Elektro), Ivan Abdhira Sukriyandoko (Teknik Elektro), Aldi Fahli Muzaqih (Teknik Mesin), dan Alfido Marchandi Faizatama (Teknik Mesin). Sistem pemantauan tersebut dibuat untuk memonitor  kinerja Horizontal Axis Wind Turbine (HAWT) secara real-time.

Berkat ide tersebut, mereka berhasil lolos dalam Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) 2023. Ketua tim, Alif Ilham mengatakan bahwa adanya krisis sumber daya energi non-terbarukan membuat dunia mencari alternatif energi berkelanjutan. Berdasarkan data, kebutuhan listrik di Indonesia masih di-supply dari energi non-terbarukan, yaitu batu bara.

“Salah satu alternatif lain yang memiliki peluang besar adalah energi angin. Energi ini dapat diubah menjadi listrik dengan memanfaatkan turbin angin. Namun, HAWT juga memiliki kendala dalam menangkap angin dari berbagai arah sehingga mempengaruhi efisiensi operasional turbin,” jelasnya, Jumat (3/11/2023).

Berawal dari latar belakang tersebut, Alif dan 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 dirancang meliputi pemantauan berbagai parameter, seperti kecepatan angin, rotasi per menit (rpm), arus listrik, dan tegangan.

“Terdapat beberapa sensor yang digunakan dalam prototipe efficient turbine ini. Sensor ACS712 digunakan untuk memantau arus dan sensor tegangan. Sensor wind vane digunakan untuk memantau arah datangnya angin. Ada juga 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,” imbuhnya.

Lebih lanjut, Ia menjelaskan bahwa parameter yang digunakan dalam gerakan yawing-based adalah nilai wind vane sensor untuk mendeteksi arah angin optimal dan voltage sensor untuk mencegah adanya overvoltage yang berakibat merusak generator.

“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. Mekanismenya yaitu motor stepper sebagai aktuator yang diletakkan pada mounting. Spur gear yang dihubungkan pada motor stepper akan memutar sehingga menggerakkan generator secara yaw,” terangnya.

Penelitian yang dilakukan di bawah bimbingan Ir. Feri Adriyanto, S.Pd., M.Si., Ph.D. ini menghasilkan temuan bahwa integrasi sistem yaw aktif dapat secara optimal menyesuaikan penyejajaran turbin dengan arah angin yang datang. Oleh karena, sistem ini dapat meningkatkan kinerja seluruh sistem secara signifikan. Alif berharap agar temuan ini dapat menjadi salah satu upaya dalam memanfaatkan potensi angin sebagai energi alternatif yang berkelanjutan dan efisien.

Humas FT-Aji.

Editor-Pratikno.