Desain dan Analisis Kekuatan Mekanik Sudu Turbin Angin Vertikal Tipe Savonius dengan Variasi Geometri Menggunakan Simulasi Numerik Berbasis Finite Element Analysis (FEA)

Kebutuhan energi listrik yang terus meningkat mendorong pengembangan sumber energi terbarukan, khususnya energi angin berkecepatan rendah yang sesuai dengan kondisi Indonesia. Turbin angin vertikal tipe Savonius menjadi alternatif yang potensial karena mampu beroperasi pada kecepatan angin rendah dan tidak bergantung pada arah angin. Namun, performa aerodinamika dan kekuatan struktural sudu sangat dipengaruhi oleh geometri dan material yang digunakan. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi geometri sudu turbin Savonius terhadap karakteristik aliran, respons struktural, dan performa turbin menggunakan pendekatan simulasi numerik terintegrasi Computational Fluid Dynamics (CFD) dan Finite Element Analysis (FEA) berbasis ANSYS Workbench R2 2025. Variasi geometri meliputi ketebalan plat, aspect ratio, dan arc angle dengan material AISI Stainless Steel 304. Hasil simulasi menunjukkan bahwa arc angle merupakan parameter paling dominan, mulai dengan tekanan minimum terendah sebesar −15,7829 Pa dan tekanan maksimum tertinggi sebesar 9,15677 Pa terjadi pada arc angle 180°. Serta kecepatan aliran maksimum sebesar 6,28 m/s pada arc angle 150°. Analisis FEA menunjukkan seluruh variasi berada pada kondisi aman dengan faktor keamanan sebesar 15. Performa optimal diperoleh pada ketebalan 2 mm, aspect ratio 1,3, dan arc angle 150° dengan efisiensi maksimum sebesar 44%.