.png)
Pembangunan Ibu Kota Nusantara (IKN) menempatkan energi terbarukan sebagai elemen penting dalam mendukung keberlanjutan lingkungan dan efisiensi energi. Salah satu teknologi yang sangat potensial untuk dikembangkan adalah turbin angin tipe Darrieus, khususnya karena kemampuannya beroperasi pada kecepatan angin rendah hingga sedang, yang sesuai dengan karakteristik wilayah Kalimantan Timur.
Tim Turbin Angin Teknik Material dan Metalurgi (TMM) ITK merancang sudu turbin Darrieus berbasis airfoil NACA 4412 yang kemudian dimodifikasi menggunakan desain V-shape blade. Modifikasi ini bertujuan untuk meningkatkan stabilitas aerodinamika, memperluas area tangkapan angin, serta mengurangi fluktuasi torsi selama operasi.
Untuk meningkatkan performa struktural sudu berbahan Polylactic Acid (PLA), tim mengembangkan tiga konfigurasi struktur sandwich (infill) yang berbeda, yaitu: Re-entrance, Circular, Honeycomb.
Ketiga struktur ini dirancang untuk memperkuat integritas mekanik sudu tanpa menambah massa secara signifikan, sehingga tetap cocok untuk manufaktur 3D printing FDM yang umum digunakan pada prototipe turbin angin skala laboratorium maupun skala lapangan.
Tim melakukan simulasi menggunakan metode elemen hingga untuk mengevaluasi dua parameter utama: Konsentrasi tegangan (von Mises stress), Total deformasi
Pembebanan simulasi merepresentasikan kondisi aerodinamis ketika turbin beroperasi pada kecepatan angin yang umum terjadi di wilayah IKN.
Dari hasil pemodelan dan simulasi diperoleh bahwa:
a. Struktur re-entrance menunjukkan tegangan maksimum paling rendah,
b. Memiliki distribusi tegangan yang lebih merata,
c. Menghasilkan total deformasi paling kecil dibandingkan struktur circular dan honeycomb.
Dengan demikian, struktur re-entrance dinyatakan sebagai desain paling optimal untuk sudu turbin Darrieus berbahan PLA, baik dari segi kekuatan maupun kelenturan struktural.
Temuan ini membuktikan bahwa penggunaan struktur sandwich yang tepat dapat secara signifikan meningkatkan performa sudu, sehingga turbin angin berskala kecil dapat menjadi salah satu solusi penyedia energi mandiri di kawasan IKN — terutama untuk kebutuhan penerangan jalan, fasilitas publik, dan sistem monitoring lingkungan.
1. Ade Wahyu Yusariarta PP, S.T., M.T. – Ketua Peneliti (Teknik Material & Metalurgi / ITK)
2. Fikan Mubarok Rohimsyah, S.T., M.T. – Anggota Peneliti (Teknik Material & Metalurgi / ITK)
3. Diniar Mungil Kurniawati, S.T., M.T. – Anggota Peneliti (Teknik Material & Metalurgi / ITK)
1.Menghasilkan desain sudu turbin Darrieus berbahan PLA yang optimal dan ekonomis untuk aplikasi energi terbarukan di Ibu Kota Nusantara (IKN).
2.Menentukan struktur sandwich terbaik (re-entrance, circular, atau honeycomb) berdasarkan analisis tegangan dan deformasi menggunakan simulasi numerik.
3.Mendukung pengembangan teknologi turbin angin berskala kecil di wilayah angin rendah–sedang seperti IKN.
4. Menjadi referensi penelitian lanjutan untuk manufaktur 3D printing, uji mekanik, serta integrasi dengan sistem pembangkit hybrid energi terbarukan di kawasan IKN.