Momen gaya tiang turbin angin di tengah laut (Komputasi Teknik)

Pada kesempatan ini, saya akan mencoba membuat program di Visual Basic untuk menghitung resultan gaya dan momen yang diderita penyangga tiang turbin angin berada di dasar laut.
Seperti kita ketahui bersama, pengembangan energi terbarukan sedang mengalami perkembangan yang pesat dan salah satunya adalah turbin angin.
Gambar berikut adalah contoh turbin angin yang berada di tengah laut.

Gaya yang bekerja pada tiang turbin angin diakibatkan aliran dari angin dan air laut. Gaya-gaya yang bekerja pada tiang turbin angin adalah sebagai berikut:

1. Gaya hidrostatik
w = rho x gravitasi x panjang batang x luas penampang

ρ = massa jenis air, 1000 kg/m3
g = gaya gravitasi, 9.8 m/s2
l = ketinggian per meter, 1 m
A = 1 m2 dengan menganggap gaya diukur per satuan luas.
sehingga w = ρ g h A = 1000 x 9.8 x 1 x 1 = 9800 N/m

Untuk momen yang bekerja pada gaya hidrostatik berdasarkan tabel momen bending maka didapatkan
M resultan = (wl)l/3
Asumsi panjang L = 20 m.
M = (9800 x 20 x 20 ) / 3 = 1306666.67 Nm

2.Gaya akibat tekanan air laut

Tekanan arus air laut sebesar 1 kg/cm2 per 10 meter, sehingga gaya akibat arus air laut adalah

w = 1 x 9.8 x 100000 / 10 = 9800 Nm

Panjang L=20 m , maka didapatkan momen sebesar

M = (9800 x 20 x 20 ) / 2 = 1960000 Nm

3. Gaya akibat angin laut

Kecepatan angin diketahui 7 knots, sehingga kecepatan dalam satuan SI adalah
v = 10 x 0.5144 m/s = 5.144 m/s
dengan massa udara 1 kg, maka gaya akibat angin laut adalah

F= (1 x 5.144)/1 = 5.14 N

M angin = F x l
= 5.14 x 60
= 308.4 Nm

M total = M1 + M2 + M3.

Berikut adalah coding untuk program menghitung momen gaya pada penyangga tiang turbin angin di dasar laut.

 

Kemudian setelah kita jalankan programnya maka akan muncul seperti gambar di bawah ini