SISTEM KONTROL SUDUT PITCH BILAH TURBIN ANGIN MENGGUNAKAN LOGIKA FUZZY UNTUK VARIABLE SPEED VERTICAL AXIS WIND TURBINE (VAWT)

Abstract

Turbin angin sumbu vertikal atau VAWT (Vertical Axis Wind Turbine) merupakan turbin angin yang memiliki struktur mekanik tegak ke atas dengan bilah-bilah turbin yang berputar terhadap sumbu-z tegak lurus. Berdasark an hasil eksperimen diperoleh bahwa terdapat hubungan antara kecepatan putaran turbin yang memutar generator dengan keluaran tegangan dan daya yang dihasilkan, sehingga diperlukan upaya mengendalikan kecepatan turbin angin agar dapat berputar sesuai setpoin yang ingin dicapai. Kontribusi dari penelitian ini berupa pengembangan sistem kontrol berbasis logika Fuzzy untuk mengendalikan kecepatan turbin VAWT dengan hanya menggunakan umpan balik berupa kecepatan turbin angin. Hal ini berbeda dengan penelitian sebelumnya dimana kecepatan angin dan keluaran daya dijadikan sebagai umpan balik. Untuk mengetahui karakteristik dari kecepatan turbin dan keluaran tegangan, serta hubungan antara kecepatan turbin dan kecepatan angin dengan variasi sudut pitch bilah, maka pengujian dilakukan dalam skala laboratorium dengan menggunakan blower. Untuk merancang rule base (aturan) Fuzzy, maka karakteristik dari respon turbin angin terhadap kecepatan angin diteliti terlebih dahulu. Kemudian kontroller berbasis logika Fuzzy dibuat dan diimplementasikan. Untuk menguji efektivitas kontroller Fuzzy yang dibuat, maka implementasi dilakukan pada turbin VAWT sedangkan simulasi diterapkan pada model PMSG turbin angin melalui Simulink/Matlab. Berdasarkan hasil pengujian melalui simulasi dan eksperimen dengan mengukur kinerja respon sistem kontrol menggunakan Integral Absolut Error (IAE) untuk masing-masing nilai setpoin kecepatan turbin (35, 45, 85, dan 100 RPM) diperoleh bahwa untuk nilai setpoin kecil maka nilai IAE akan semakin besar dibandingkan setpoin yang lebih tinggi. Persentase nilai rata-rata IAE untuk simulasi adalah 10,25% lebih tinggi dibandingkan dengan eksperimen. Hal ini kemudian menunjukkan bahwa pengendalian kecepatan turbin pada kecepatan rendah relatif lebih sulit dibandingkan dengan kecepatan turbin lebih tinggi.