Salam sejahtera Pak Dai dan teman teman sekalian, perkenalkan nama saya Maydi Addison dengan NPM 2306209492. Pada kesempatan kali ini saya ingin merangkum ilmu yang telah saya dapatkan dari menggunakan Artificial Intelligence DAI5 dan bertanya mengenai turbin Francis.
Sebagai mahasiswa Sistem Konversi Energi 02, saya merasa cara belajar ini adalah cara belajar modern. Dengan mengandalkan AI saya bisa mengumpulkan informasi dengan lebih cepat. Sehingga proses belajar juga menjadi lebih efisien karena sisa waktunya dapat saya gunakan untuk belajar hal lain. Waktu saya untuk proses memahami materi juga menjadi lebih cepat karena saya bisa meminta AI untuk menjelaskan dalam bahasa yang mudah dimengerti.
Pada penulisan esai kali ini saya akan menggunakan framework DAI5 untuk menjadikan esai dan proses pemahaman menjadi lebih terstruktur.
- Deep Awareness of I
Saya menyadari bahwa saya dapat belajar adalah karena segala hal pendukung yang saya punya, seperti pikiran, makanan, dan akses informasi. Memahami betapa saya dikarunia oleh Tuhan Yang Maha Esa membuat saya sadar bahwa belajar menjadi kewajiban saya agar saya tidak menyia-nyiakan karunia tersebut.
Tubin Francis memang merupakan ciptaan manusia tetapi manusia hanya bisa menciptakan hal tersebut hanya ketika Tuhan menghendakinya. Saya sadar bahwa dengan memahami sistem konversi energi pada turbin francis maka saya juga turut memahami apa yang telah Tuhan ciptakan.
- Intention
Tujuan pembelajaran saya adalah mempelajari cara kerja turbin francis dan mencari keunggulan dari turbin ini dibandingkan dengan turbin lain. Dengan adanya tujuan saya bisa mempelajari turbin francis dengan lebih terarah.
Niat saya merupakan memahami konsep dri turbin francis sehingga saya bisa menganalisis turbin francis serta memahami kapan dan dalam kondisi apa turbin francis harus digunakan. Konsep aplikasi yang diharapkan adalah saya penerapan teori teori sistem konversi energi dari turbin francis ini.
- Initial Thinking
Menurut AI DAI5, turbin Francis adalah jenis turbin angin yang dirancang khusus untuk kondisi angin yang lebih lemah di wilayah pesisir dengan karakteristik “terbang” atau “nyaris terbang” (high-speed winds). Perbedaannya dengan turbin lain adalah bentuk bilah (blade) yang uniknya, yang memungkinkan turbin ini untuk lebih efisien memanfaatkan angin yang lebih lemah.
Oleh karena itu, urbin francis yang didesain untuk mengoptimalkan energi dari angin (sebagai sumber energi kinetik) yang rendah membuat turbin ini cocok di daerah dengan angin yang tidak terlalu kencang.
Analisis cara kerja turbin francis
Turbin francis dibuat dengan prinsip kerja penciptaan udara (air induces vortex) yang diawali dengan pembentukan udara di sekitar bilah turbin. Gumpalan udara/ vortex yang sangat besa diselaraskan dengan bilah untuk menciptakan kondisi stabil. Kondisi yang stabil inilah yang kemudian menghasilkan energi. Kondisi ini jugayang memungkinkan angin lemah tetap bisa digunakan. Energi kinetik akhirnya diubah menjadi energi listrik melalui generator.
- Idealization
Pada tahap ini, saya mengidealisasikan kondisi kondisi yang sangat cocok menggunakan turbin ini:
- Wilayah pesisir karena kualitas angin yang biasanya cukup lemah
- Pembangkita listrik tenaga angin di wilayah berkelanjutan karena turbin menghasilkan listrik secara konsisten dan stabil.
- Permukaan yang berkelanjutan karena turbin francis lebih mudah digunakan dengan berbagai jenis permukaan
Idealisasi selanjutnya yang bisa dilakukan adalah dengan menganggap bahwa turbin lain memiliki kemiripan satu dengan yang lain. Sehingga kita dapat menemukan perbedaan dan keunggulan turbin francis. Keunggulan dari turbin ini meliputi:
- Efisiensi lebih tinggi
Menghasilkan energi lebih besar dibandingkan turbin lain terutama ketika kondisi angin lemah
- Stabilitas lebih baik
Bentuk bilah yang unik dari turbin francis memberikan stabilitas turbin yang baik sehingga penggunaan penstabil tidak digunakan sebanyak turbin lain.
- Pengurangan meaterial
Material yang diperlukan tidak terlalu mahal sehingga bisa meminimalkan biaya pembuatan.
- Instruction Set
Pada tahap ini saya membuat instruction set untuk membedah sistem konversi energi pada turbin francis karena dengan adanya instruksi yang jelas maka proses analisis akan menjadi lebih mudah dan terarah.
- Analisis pengaruh vortex
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, turbin bekerja dengan memanfaatkan pembentukan gumpalan udara. Gumpalan udara ini penting karena gumpalan udaralah yang menjadi sumber energi kinetik untuk menggerakkan bilah turbin.
- Analisis perubahan energi dari energi kinetik menjadi energi listrik
Pada turbin terdapat sebuah rotor dan generator. Rotor terbuat dari baja dan memiliki spiral berbentuk kompleks. Ketika spiral berubah posisi, terbentuklah rotor skew (perbedaan sudut yang tidak merata) yang kemudian akan memicu rotasi. Sedangkan generator yang merupakan inti dari sistem ini berbentuk axial motor atau blade runner. Generator berputar ketika vortex mengalir melalui rotor (bilah).
- Menyelaraskan vortex-blade (vortex-blade alignment)
Tahap ini penting dilakukan ketika vortex yang terlalu besar bergerak ke arah yang berlawanan dan menyebabkan turbulensi. Akibatnya, turbulensi akan mendorong bilah turbin lebih kuat.
- Menentukan persamaanย utama yang digunakan sebagai fundamental perhitungan kerja turbin
Persamaan bernoulli
- v = v_โ + v_a (Kecepatan angin v)
- A_x = A_x + A_y (Pergeseran aliran udara)
- A_y = A_y + A_z (Pergeseran udara)
Persamaan rotasi Newton
- ฯ = Iฮฑ (Di mana ฯ adalah gaya rotasi, I adalah momen inersia, dan ฮฑ adalah sudut rotasi)
Sekian esai ini saya tulis dengan berkat Tuhan yang Maha Esa, bila ada kesalah saya mohon maaf. Terima kasih.
