Pada penelitian ini, bilah turbin multimaterial yang akan dibuat adalah bilah tipe sumbu horisontal (HAWT). Bilah ini dibuat dengan menggunakan material batang Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP), Expandable Polystyrene (EPS) dan lembaran vinil (vynil sheet). Bagian inti bilah dibuat dari EPS yang disisipi dengan 2 batang CFRP berpenampang lingkaran berdiameter 2 mm. Bagian permukaan bilah dilapisi dengan lembaran vinil. Gaya aerodinamika yang digunakan sebagai data masukan FEA diperoleh dari hasil perhitungan pada kecepatan angin maksimum 7 m/s dengan kecepatan putar rotor 650 rpm. Gaya aerodinamika tersebut merupakan hasil analisa dengan menggunakan Blade Element-Moementum Theory (BEMT) pada penelitian yang terpisah. Hasil simulasi FEA menunjukkan bahwa tegangan Von Mises maksimum sebesar 473,3 MPa terjadi pada bagian CFRP, tepatnya pada batang CFRP yang terletak pada titik pusat penampang airfoil bilah (CFRP-A). Oleh karena itu, dilakukanlah perbaikan desain dengan cara mengubah dimensi penampang CFRP yang menerima tegangan maksimum (CFRP-A) dari diameter 2 mm menjadi 3 mm. Dengan penambahan ukuran diameter batang CFRP, diharapkan tegangan Von Mises maksimum akan mengalami penurunan. Hal tersebut terbukti, hasil simulasi bilah dengan diameter CFRP-A 3 mm menghasilkan tegangan Von Mises maksimum yang lebih kecil dari bilah dengan CFRP-A 2 mm, yakni 60,45 MPa. Faktor keamanan minimum dari bilah pun berubah dari semula 0,63 menjadi 4,96, diikuti dengan pengurangan harga defleksi total dari 6,42 mm menjadi sekitar 1,6 mm.

Bakteri yang menempel dan menumpuk di sikat gigi dapat mengakibatkan timbulnya infeksi atau penyakit dalam rongga mulut. Oleh karena itu, material antibakteri mulai banyak diteliti untuk menghambat pertumbuhan bakteri, bahkan membunuh bakteri. Pada penelitian ini dilakukan studi awal mengenai polymer matrix composite (PMC) dengan matriks epoksi yang didoping dengan nanopartikel ZnO sebagai material antibakteri pada sikat gigi. Matriks epoksi, hardener dan nanopartikel ZnO dicampur hingga homogen dan selanjutnya dicetak seperti sikat gigi. Perbandingan resin dan hardener divariasikan 1R:1H dan 2R:1H dengan variasi jumlah nanopartikel ZnO sebesar 0%; 0,6% dan 0,9%. Pengujian X-Ray Diffraction (XRD), kekerasan, Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan bending dilakukan untuk mengetahui karakteristik PMC yang dihasilkan. Nilai kekerasan dari PMC dengan doping nanopartikel ZnO 0%; 0,6% dan 0,9% berturut-turut adalah 55,6; 58,5; 60,5 untuk 1R:1H dan 73,3; 74,3; 74,8 untuk 2R:1H. Berdasarkan data hasil pengujian didapat bahwa nilai kekerasan semakin tinggi seiring dengan meningkatnya jumlah nanopartikel ZnO dan jumlah resin yang digunakan. Untuk pengujian sifat antibakteri, penambahan jumlah nanopartikel ZnO mengakibatkan peningkatan sifat antibakteri dari PMC.

Percobaan pembuatan bilah turbin angin dengan bahan kayu dan styrofoam dilakukan dengan tujuan agar pada kecepatan tertentu bilah dapat rusak. Kerusakan ini dipusatkan pada bagian styrofoam yang memiliki tingkat ketahanan pembebanan di bawah kayu. Kerusakan bilah tersebut nantinya akan melindungi generator agar tidak mengalami overspeed. Pada penelitian ini, desain bilah turbin angin yang digunakan berasal dari lembaga penelitian Lentera Angin Nusantara. Bilah turbin angin yang dibuat adalah tipe taperless, dimana ukuran bilah sama dari pangkal hingga ujung. Modifikasi bilah turbin angin dilakukan berdasarkan hasil simulasi performa bilah turbin angin dengan menggunakan perangkat lunak QBlade. Pada hasil simulasi ditunjukkan bahwa sumbangsih terbesar harga torsi total berasal dari torsi elemental dari bagian bilah pada posisi 50% - 100% panjang bilah. Berdasarkan hasil simulasi performa bilah turbin angin tersebut, maka bilah turbin angin yang dibuat dari bahan dasar kayu dimodifikasi dari bagian tengah hingga bagian ujung belakang dengan menggunakan styrofoam. Harapannya modifikasi tersebut akan mencegah overspeed pada generator dan memusatkan kerusakan di bagian bilah yang terbuat dari styrofoam akibat gaya dorong saat kecepatan angin cukup tinggi. Jika uji lapangan berhasil, maka pemusatan letak kegagalan bilah akan meminimalisir kerusakan (patahnya) bilah di bagian yang tidak terprediksi.

No abstract