OPTIMASI DESAIN TURBIN ANGIN SAVONIUS HELIX PADA KONDISI KECEPATAN ANGIN FLUKTUATIF DI WILAYAH KEPULAUAN

Instalasi Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) skala kecil di Pulau Laguna menggunakan turbin Savonius Helix dengan target daya 300 Watt, namun pengukuran aktual pada kecepatan angin 7 m/s hanya menghasilkan daya 26,1 Watt dengan koefisien daya (Cp) sebesar 16,6%, jauh di bawah rentang teoritis 20–35%, sehingga terjadi performance gap yang signifikan. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan desain rotor turbin Savonius Helix melalui variasi tiga parameter geometri secara simultan, yaitu jumlah sudu (2 dan 3 sudu), aspect ratio (AR = 1,0; 1,5; 2,0; 2,5), serta penambahan end plate, guna meningkatkan nilai Cp pada kondisi kecepatan angin fluktuatif di wilayah kepulauan. Penelitian menggunakan metode hibrida yang menggabungkan observasi lapangan di Pulau Laguna dengan simulasi numerik berbasis Computational Fluid Dynamics (CFD) menggunakan ANSYS Fluent, model turbulensi k-ω SST, dan teknik sliding mesh 3D transient. Simulasi dilakukan pada tiga kategori kecepatan angin, yaitu rendah (4 m/s), sedang (5,5 m/s), dan tinggi (7 m/s), dengan seleksi desain menggunakan metode eliminasi parametrik bertahap. Hasil simulasi CFD menunjukkan bahwa konfigurasi 2 sudu menghasilkan Cp lebih tinggi dibandingkan 3 sudu, peningkatan aspect ratio secara konsisten meningkatkan Cp, dan penambahan end plate efektif mereduksi fenomena tip vortex sehingga meningkatkan perbedaan tekanan antara advancing blade dan returning blade. Konfigurasi optimal yang diperoleh adalah turbin Savonius Helix 2 sudu dengan aspect ratio 2,22 dan penambahan end plate, yang menghasilkan Cp tertinggi dan distribusi torsi paling stabil di antara seluruh variasi yang diuji. Desain ini mampu meminimalkan performance gap antara performa aktual dan teoritis, sehingga memberikan rekomendasi teknis yang dapat diimplementasikan untuk meningkatkan efisiensi sistem PLTB skala kecil di wilayah kepulauan Indonesia.