I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv e  S y s t em   ( I J P E DS)   Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 ,   p p .   2 1 6 2 ~ 2 1 7 1   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijp ed s . v 1 7 . i 3 . p p 2 1 6 2 - 2 1 7 1           2162       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   Co mpa riso n of  a cryl ic and zinc  bla de ma terials  on  t he  performa nce of   D a rrieus   v ertic a l a x is win d t urbine       Dina   M a iza na 1 ,  Andrea s   T io pa n T o g a t o ro p 1 ,   I nd ri  Da y a na 1 ,   H a bib   Sa t ria 1 ,    M uh a m m a d Irwa nto   M is ru n 2, 3 , 4 ,   Ya na wa t i Y a hy a 5   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   Te c h n i q u e ,   U n i v e r si t a s   M e d a n   A r e a ,  M e d a n ,   I n d o n e s i a   2 Emb e d d e d   S y st e m  a n d   P o w e r   El e c t r o n i c s   R e sea r c h   G r o u p ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e s i a   3 I n d o n e s i a   C e n t r e   o f   Ex c e l l e n c e   f o r   R e n e w a b l e   E n e r g y ,   F a c u l t y   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   &   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t y   M a l a y si a ,    P e r l i s ,   M a l a y si a   4 F a c u l t y   o f   S c i e n c e   &   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t a s   P r i m a   I n d o n e si a   ( U N P R I ) ,   M e d a n ,   I n d o n e s i a   5 El e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   S e c t i o n ,   B r i t i s h   M a l a y si a n   I n st i t u t e ,   U n i v e r si t i   K u a l a   L u mp u r ,   G o m b a k ,   M a l a y s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   4 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Au g   1 7 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Au g   2 4 ,   2 0 2 6       Th e   p e rfo rm a n c e   o f   v e rt ica l  a x i s  win d   t u rb i n e   is  str o n g ly   i n flu e n c e d   b y   b lad e   c h a ra c teristics ,   y e t   th e   e ffe c t  o f  b lad e   m a teria l  o n   tu r b in e   p e rfo rm a n c e   re m a in s  re lativ e ly   u n d e re x p lo re d ,   p a rti c u larly   fo r   sm a ll   sc a le  Da rrieu s   ty p e   tu rb i n e s.  T h is  st u d y   e x p e rim e n tal ly   i n v e sti g a ted   t h e   i n flu e n c e   o f  a c ry li c   a n d   z in c   b lad e   m a teria ls  o n   th e   a e ro d y n a m ics   a n d   e n e rg y   c o n v e rsio n   p e rfo rm a n c e   o f  a   t h re e   b lad e d   Da rrieu s   v e rti c a l  a x is  win d   T u rb i n e .   A   lab o ra to r y - sc a le  e x p e rime n tal  s e tu p   wa s  e m p lo y e d   t o   e v a l u a ted   tu r b in e   ro tatio n a l  sp e e d ,   t o rq u e ,   a n d   e lec tri c a l  p o we r  u n d e r  a   c o n tr o ll e d   w in d   sp e e d   o f  4 . 3   m /s.  Th e   re su lt s  d e m o n str a te  th e   b lad e   m a teria l  sig n ifi c a n t ly   a ffe c ts  th e   tu r b i n e ’s  a b il it y   t o   e x trac t  a n d   c o n v e rt  win d   e n e rg y .   Th e   a c ry li c   b lad e   tu rb i n e   a c h iev e d   a   p o we r  c o e ff ici e n t   ( C p )   o f  0 . 2 9 3   a n d   a n   o v e ra ll   c o n v e rsi o n   e fficie n c y   6 2 . 8 1 % ,   c o m p a re d   wi th   0 . 2 0 8   a n d   4 7 . 1 1 % ,   re sp e c ti v e l y ,   fo r   th e   z in c   b la d e d   tu r b in e .   T h e   a c ry li c   c o n fig u ra ti o n   th e re fo re   p r o v i d e d   a p p ro x ima tely   2 5 %   h ig h e r  o v e r a ll   p e rfo rm a n c e   t h a n   z i n c   c o n f ig u ra ti o n .   Th e se   fin d i n g s  e x p e rime n tally   v a li d a te  th e   imp o rtan c e   o f  b lad e   m a teria l   se lec ti o n   i n   th e   d e sig n   o f  sm a ll   sc a le  Da rrieu s   win d   tu r b i n e s  a n d   i n d ica te   th a t  a c ry li c   c a n   p r o v i d e   a   m o re   e ffe c ti v e   a lt e rn a ti v e   to   z i n c   fo r  i m p ro v i n g   win d   e n e rg y   c o n v e rsio n   u n d e r  l o w  sp e e d   o p e ra ti n g   c o n d i ti o n s.  Th e   re su lt s  p ro v id e   p ra c ti c a l  g u i d a n c e   fo r  m a teria l  se le c ti o n   i n   th e   d e v e lo p m e n t  o f   li g h twe i g h t ,   l o w  s p e e d   v e rti c a l  a x is  tu r b i n e s  fo r   d e c e n tralize d   a n d   sm a ll   sc a le ren e wa b le en e rg y   a p p l ica ti o n s.    K ey w o r d s :   Acr y lic  b lad e   B lad e  m ater ial  co m p ar is o n   Dar r ieu s   VAWT   E n er g y   co n v er s io n   ef f icien cy   R en ewa b le  en er g y     Sm all - s ca le  win d   tu r b in e   Z in c  b lad e     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Din a  Ma izan a   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   T ec h n iq u e ,   Un iv er s itas   Me d an   Ar ea     Ko lam   Stre et ,   Me d an   E s tate,   Me d an   2 0 3 7 1 ,   I n d o n esia   E m ail:  m aiza n ad in a @ m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N    T h e  co n tin u o u s   g r o wth   o f   p o p u latio n   an d   in d u s tr ial  ac tiv ity   h as  r esu lted   in   in cr ea s in g   g lo b al   elec tr icity   d em an d   a n d   h as  ac ce ler ated   th e  tr an s itio n   to war d   clea n er   an d   m o r e  s u s tain ab le  en er g y   s o u r ce s   [ 1 ] - [ 3 ] .   Fo s s il  f u els  r em ain   a  m ajo r   co m p o n en t  o f   th e  g lo b al  en er g y   m ix   an d   ar e  ass o ciate d   with   g r ee n h o u s e  g as   em is s io n s   an d   air   p o llu tio n   [ 1 ] ,   [ 4 ] .   C o n s eq u en tly ,   r e n ewa b le  en er g y   tech n o lo g ies  h av e  r ec eiv ed   in cr ea s in g   atten tio n ,   with   win d   en er g y   r ep r esen tin g   a  p r o m is in g   o p tio n   b ec au s e  o f   its   av ailab ilit y ,   tech n o lo g ical   m atu r ity ,   an d   p o te n tial f o r   d ec en tr alize d   elec tr icity   g en e r atio n   [ 2 ] ,   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o mp a r is o n   o f a crylic  a n d   z i n c  b la d e   ma teri a ls   o n   th e  p erf o r ma n ce   o f D a r r ieu s   ve r tica l …   ( Din a   Ma iz a n a )   2163   Fo r   u r b a n   an d   ca m p u s   en v ir o n m en ts ,   win d   r eso u r ce s   ar e  g en er ally   ch ar ac ter ize d   b y   r ela tiv ely   lo w  win d   s p ee d   a n d   f r eq u en tly   c h an g in g   win d   d ir ec tio n s .   T h ese  co n d itio n s   m a k e  v er tical  ax is   win d   t u r b in es   ( VAWTs)  attr ac tiv e  b ec au s e  t h ey   ca n   ac ce p t   win d   f r o m   m u ltip le  d ir ec tio n s   an d   ca n   b e   in s talled   in   lo ca tio n   wh er e  co n v e n tio n al  h o r iz o n ta l  ax is   win d   tu r b in es  ( HAWT s )   m ay   b e  less   p r ac tical  [ 5 ] - [ 7 ] .   Am o n g   VAWT   co n f ig u r atio n s ,   th e   Dar r ieu s   tu r b in e  is   wid ely   in v esti g ate d   b ec au s e  its   lift  b ased   o p e r atin g   p r in cip le  an d   cu r v ed   b lad e   co n f ig u r atio n   ca n   p r o v id e   r elativ ely   h ig h   ae r o d y n am ic  p er f o r m an ce   co m p ar ed   with   d r ag   b ased   tu r b in es  s u ch   as  Sav o n iu s   T y p e,   [ 5 ] ,   [ 6 ] ,   [ 8 ] - [ 1 3 ] .   Ho wev er ,   Dar r ieu s   tu r b in e  p er f o r m an ce   is   h ig h ly   in d ep en d en t o n   d esig n   an d   o p er atin g   p ar am eter s   in cl u d in g   a ir f o il  s h ap e,   b la d e  n u m b e r ,   p itch   an g le,   a n d   b lad e   s tr u ctu r al  ch ar ac ter is tics   [ 8 ] ,   [ 1 4 ] - [ 1 7 ] .   Pre v io u s   s tu d ies  h av e  p r im ar i ly   in v esti g ated   Dar r ieu s   tu r b i n e  p er f o r m an ce   th r o u g h   b la d e   g eo m etr y   o p tim izatio n ,   co m p u tatio n al  f lu id   d y n a m ics  ( C FD) ,   ae r o d y n am ic  m o d elin g ,   an d   s tr u ct u r e  an aly s is   [ 8 ] ,   [ 1 4 ] - [ 1 7 ] .   T h ese  s tu d ies  h av e   p r o v id ed   v alu a b le  in s ig h t  in to   th e  ef f ec ts   o f   air f o il  co n f ig u r atio n ,   b lad e   s h ap e,   a n d   o p er atin g   co n d itio n s   o n   ae r o d y n am ic  p er f o r m an ce .   Ho wev e r ,   co m p ar ativ ely   less   atten tio n   h as  b ee n   g iv e n   to   th e  ex p er im en tal  ef f ec t  o f   b l ad e  m ater ial  o n   th e  ac tu al  en er g y   co n v er s io n   p e r f o r m an ce   o f   th e  s m all  s ca le   Der r iu s   tu r b i n es.  I n   p ar ticu lar ,   m an y   in v esti g atio n s   co n ce r n i n g   m ate r ials   p r o p er ties   h a v e  r elied   o n   n u m er ical   o r   th eo r etica l  ap p r o ac h es,  w h ile  ex p er im e n tal  co m p ar is o n   b etwe en   m ater ials   with   s u b s tan tially   d if f er en t   d en s ity   an d   s tiff n ess   u n d er   id en tical  o p er atin g   c o n d itio n s   r em ain   lim ited .   T h is   cr ea tes  an   im p o r tan t  r esear c h   g ap   b ec au s e  b la d e  m ater ial   d o es  n o t   m er el y   d ete r m in e  s tr u ctu r al  s tr en g th ,   it  also   in f lu en ce s   r o t o r   m ass ,   r o tatio n al  in er tia,   s tar tin g   ch a r ac ter is tics ,   v ib r atio n ,   an d   co n s eq u en tly   th e  tu r b i n e’ s   ab ilit y   to   ex tr ac t  en er g y   u n d er   l o w - s p ee d   co n d itio n s   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] ,   [ 1 8 ] - [ 2 3 ] .   T o   ad d r ess   th is   g ap ,   t h e  p r esen t  s tu d y   e x p er im e n tally   co m p ar es  two   b la d e  m ater ials ,   ac r y lic  an d   zin c,   wh ile  m ai n tain in g   th e  s am e  ae r o d y n a m ic  co n f ig u r atio n .   Acr y lic  h as  s u b s tan tially   lo wer   d en s ity   th an   zin c,   wh er ea s   zin c  p r o v id es  co n s id er ab ly   h i g h er   s tiff n ess .   T h ese  co n tr ac tin g   p r o p e r ties   p r o v id e  a  s u itab le   b asis   f o r   ex p e r im en tally   ev al u atin g   h o w  t h e  m ass   an d   m ec h an ical  ch ar ac ter is tics   th e  b lad e  in f lu en ce   tu r b in e   p er f o r m an ce .   B o th   b lad e  ty p e s   wh er e  f ab r icate d   u s in g   th e  s am e  s y m m etr ical  NC A  0 0 1 8   air f o il  p r o f ile  s o   th at   d if f er en ce s   co u ld   b e  p r im ar ily   attr ib u ted   to   b lad e  m ater ial  [ 8 ] ,   [ 1 1 ] ,   [ 1 0 ] .   T h is   ex p er im en ta l d esig n   p r o v id es a   m o r e  d ir ec t   co m p a r is o n   th a n   s im u latio n - b ased   s tu d ies  b ec au s e  th e  in f l u en ce   o f   m ater ial  p r o p e r ties   is   ev alu ated   th r o u g h   th e  ac tu al  m ec h an ical  an d   elec tr ical  r esp o n s e  o f   th e  t u r b in e .   T h e  o b jectiv e  o f   t h is   s tu d y   is   th er ef o r e   to   ex p er im en tally   q u an tify   th e   ef f ec t  o f   b lad e  m ate r ial  o n   th e   p er f o r m an ce   o f   a  th r ee   Dar r ieu s   VAWT  o p er atin g   u n d er   lo w - s p ee d   win d   co n d itio n s .   T h e  in v esti g atio n   ev alu ates  r o tatio n al  s p ee d ,   t o r q u e,   elec tr ical  o u t p u t  p o w er ,   p o wer   co ef f icien t  ( Cp ) ,   an d   o v er all  en e r g y   co n v er s io n   ef f icien c y .   E x p er i m en ts   wer e  p e r f o r m ed   at   a  c o n tr o lled   win d   s p ee d   4 . 3   m /s ,   with   a  b lad e  p itch   an g le  o f   3 2 °   an d   m ea s u r em e n t d is tan ce   o f   1 0   cm   f r o m   t h e  ai r f lo w  s o u r ce .   E ac h   co n f ig u r atio n   was te s ted   th r ee   tim es  to   im p r o v e  m ea s u r em en t  co n s is ten cy   an d   r e d u ce   th e  i n f lu en ce   o f   air f lo w   f lu ctu atio n s   an d   ex p er i m en tal   u n ce r tain ty   [ 1 5 ] ,   [ 2 4 ] - [ 2 8 ] .   T h e  co n tr i b u tio n   o f   th e   s tu d y   is   th e  ex p er im e n tal  v alid ati o n   o f   th e  r o le  o f   b lad e  m ate r ial  in   th e  p er f o r m an ce   o f   s m all - s ca le   Dar r ieu s   VAWT  u n d er   lo w  wi n d   s p ee d   co n d itio n s .   B y   co m p ar in g   ac r y lic  an d   zin c  b lad es  with   id en tical  a er o d y n am ic  g eo m etr y   an d   o p er atin g   co n d itio n s ,   th e  s tu d y   d is tin g u is h es  th e  in f lu en ce   o f   m ate r ial  r elate d   c h ar ac ter is tics   f r o m   th at   o f   b la d e  g eo m etr y .   T h e  r esu lts   ar e  e x p ec ted   to   p r o v id e   an   ex p er im e n tal  b asis   f o r   f u tu r e  d ev el o p m en t  o f   lig h tweig h t  co m p o s ite  b lad es  with   im p r o v e d   s tiff n ess   to   m ass   r atio s   an d   p o ten tially   en h an ce d   e n er g y   co n v er s io n   p e r f o r m an ce   [ 1 3 ] ,   [ 1 5 ] ,   [ 2 0 ] ,   [ 2 9 ] .       2.   M E T H O D   T h i s   s t u d y   e m p l o y s   a n   e x p e r im e n t a l   l a b o r a t o r y - b a s e d   a p p r o a c h   t o   i n v e s t i g a t e   t h e   i n f l u e n ce   o f   b l a d e   m a t e r i a l   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   a   D a r r i e u s - t y p e   v e r t i c al   a x i s   wi n d   t u r b i n e   ( V AW T )   u n d e r   l o w   w i n d   s p e e d   c o n d i t i o n s .   T h e   wi n d   t u r b i n e   em p l o y e d   i n   t h i s   s t u d y   is   a   Da r r i e u s - t y p e   v e r ti c a l   a x i s   w i n d   t u r b i n e   ( V AW T )   w it h   a   t h r e e - b l a d e d   s y m m e t r i ca l   c o n f i g u r a t i o n   u s i n g   a   N AC A   0 0 1 8   a i r f o i l   p r o f i l e   [ 1 ] ,   [ 1 5 ] ,   [ 2 1 ] .   T h i s   c o n f i g u r a t i o n   w a s   s e l e ct e d   d u e   t o   i ts   c a p a b il i t y   t o   o p e r a t e   a t   r el a ti v e l y   l o w   w i n d   s p e e d s ,   p r o v i d e   a c c e p t a b l e   s t a r t i n g   t o r q u e   c h a r a c t e r is t i cs ,   a n d   a c h ie v e   s at is f a c t o r y   e f f i ci e n c y   f o r   s m a ll - s ca l e   e n e r g y   a p p l i c a ti o n s   [ 2 ] ,   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   T h e  r o to r   co n s is ts   o f   th r ee   id e n tical  b lad es  m o u n ted   s y m m e tr ically   ar o u n d   a  v er tical  s h af t   to   en s u r e  b alan ce d   r o tatio n   a n d   u n if o r m   ae r o d y n am ic  p er f o r m an ce   d u r in g   o p e r atio n .   T h e  th r ee - b lad e  co n f i g u r atio n   is   d esig n ed   to   p r o v id e   s tab le  r o tatio n al  m o tio n   wh ile  m ain tain in g   c o n s is ten t  ae r o d y n am ic   lo ad in g   ac r o s s   th e   r o to r .   T h e  d etailed   tu r b in e  g e o m etr y   a n d   d esig n   p a r am eter s   ar e  s u m m ar ize d   in   T ab le  1 ,   wh ile  th e  s ch em atic   d iag r am   o f   th e  s y s tem   is   p r ese n ted   in   Fig u r e s   1  an d   2 .     T h e  ex p er im en tal  in v esti g atio n   was  co n d u cted   u n d e r   co n tr o lled   lab o r ato r y   co n d itio n s   u s in g   an   ax ial  f an   as  an   ar tific ial  win d   s o u r c e.   T h e  f an   was  p o s itio n ed   at  a   f ix ed   d is tan ce   o f   1 0   cm   f r o m   th e  tu r b in e  r o to r   to   g en er ate  a  u n if o r m   air f lo w  with   a  co n s tan t  win d   s p ee d   o f   4 . 3   m /s   [ 2 4 ] ,   [ 2 6 ] .   T h e  b l ad e  p itch   an g le  was  m ain tain ed   at  3 2 °,  an d   th e  tu r b in e  s h af t  was  m ec h an ically   co u p led   to   an   AC   g en er ato r   with   a  r ated   o u tp u t  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i  Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   2162 - 2 1 7 1   2164   v o ltag e  r a n g e  o f   1 2   V – 2 2 0   V  t h r o u g h   a   p u lley   tr an s m is s io n   s y s tem   [ 1 2 ] ,   [ 1 5 ] .   T h is   lab o r ato r y - s ca le  ap p r o ac h   en s u r es st ab le  air f lo w  co n d itio n s   an d   h ig h   r ep e atab ilit y   o f   m ea s u r em en ts   [ 1 9 ] ,   [ 2 6 ] ,   [ 3 0 ] ,   [ 3 1 ] .       T ab le  1 .   T u r b in e  a n d   e x p er im en tal  p ar am eter s   P a r a me t e r   S y mb o l   A c r y l i c   Zi n c   U n i t   M a t e r i a l   w e i g h t     0 . 1 3 8   0 . 1 4 0   kg   A v e r a g e   t o r q u e   T   0 . 2   0 . 16   N - m   R o t a t i o n   sp e e d   N   45   40   r p m   W i n d   s p e e d   V   4 . 3   4 . 3   m/ s   Tu r b i n e   r a d i u s   R   0 . 1 4 5   0 . 1 4 5   m   Tu r b i n e   B l a d e   W i d e     D   0 . 1 8   0 . 1 8   m   Tu r b i n e   b l a d e   h e i g h t   ( d i a m e t e r )   H   0 . 31   0 . 31   m   N u mb e r   o f   b l a d e s   n   3   3   -   B l a d e   p i t c h   a n g l e   θ   32   32   °   A i r   d e n s i t y   ρ   1 . 2 2 5   1 . 2 2 5   k g / m 3   G e n e r a t o r   o u t p u t   p o w e r   ( r a t e d )   P ge n_1   4 . 4   3 . 3   W   Tu r b i n e   p u l l e y   d i a me t e r   D 1   8   8   cm   G e n e r a t o r   p u l l e y   d i a m e t e r   D 2   5   5   cm           Fig u r e  1 .   Flo wch ar t  o f   th e   win d   tu r b in e   p r o to ty p e  d esig n   s ch em e         Fig u r e  2 .   PLT B   p r o to ty p e  d esig n       T wo   d if f er e n t  b lad e  m ater ial s   wer e  u s ed   in   th is   s tu d y ,   n am ely   ac r y lic  an d   zin c,   to   e v alu ate  th e   in f lu en ce   o f   m ate r ial  p r o p er t ies  o n   tu r b in e  p er f o r m an ce .   T h e  p h y s ical  p r o p er ties   o f   th e  m ater ials   ar e  as   f o llo ws:   Acr y lic:  d en s ity   o f   1 . 1 8   g /cm ³  a n d   elastic  m o d u l u s   o f   3 . 2   GPa  an d   Z in c:  d en s ity   o f   7 . 1 4   g /cm ³  a n d   elastic  m o d u lu s   o f   1 0 8   GPa  [ 1 5 ] ,   [ 1 8 ] .   B o th   b la d e  ty p es  w er e  f ab r icate d   with   id en tical  d im en s io n s   an d   th e   s am e  NACA  0 0 1 8   air f o il  g eo m etr y   to   en s u r e  t h at  an y   d if f e r en ce s   in   p er f o r m an ce   a r e  s o l ely   attr ib u ted   to   th e   m ater ial  ch ar ac ter is tics   [ 1 5 ] ,   [ 1 8 ] .   T h e  p r o to ty p es o f   b o th   b l ad e  co n f i g u r atio n s   ar e  illu s tr ated   in   Fig u r e  3 .   T h e  ex p e r i m e n t   was   c o n d u cte d   u n d e r   c o n t r o lle d   la b o r at o r y   co n d iti o n s .   A n   a x ial   f a n   w as p o s it io n e d   at   a  f i x e d   d is t a n c e  o f   1 0   c m   f r o m   th e  tu r b i n e   t o   g e n er ate   a   c o n s t an t   wi n d   s p ee d   o f   4 . 3   m /s .   T h e  t u r b in e  s h a f t   was   co n n e cte d   t o   a n   AC   g e n e r at o r   u s in g   a   p u ll ey   tr an s m is s i o n   s y s te m .   T h e   e x p e r i m e n t al   s t ep s   a r e  as   f o l lo ws:     i)   T h e  t u r b in e  w as p la ce d   f a ci n g   t h e  ai r f lo w  s o u r c e ; ii)   T h e   f an   was o p e r a te d   t o   p r o d u c e  a  c o n s ta n t w i n d   s p ee d   o f   4 . 3   m /s ; iii )   T h e   t u r b i n e   r o t ati o n   d r o v e   t h e   g e n e r a to r   v ia   t h e   p u lle y   s y s te m ; iv )   R o t ati o n al  s p e e d ,   t o r q u e ,   a n d   ele ctr ic al  o u t p u t  p o w er   w as   m ea s u r ed ;  v )   E a ch   e x p e r i m e n t   w as  r e p e ate d   t h r ee   ti m es   u n d er   i d e n ti ca l  co n d it io n s ;   v i )   T h e   r esu lts   we r e   a v e r a g ed   t o   r e d u c e  r a n d o m   m ea s u r e m e n t   e r r o r s   an d   i m p r o v e   ac c u r ac y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o mp a r is o n   o f a crylic  a n d   z i n c  b la d e   ma teri a ls   o n   th e  p erf o r ma n ce   o f D a r r ieu s   ve r tica l …   ( Din a   Ma iz a n a )   2165       ( a)   ( b )     Fig u r e  3 .   PLT B   Pro to ty p e :   ( a)   zin c  m ater ial  ty p e  a n d   ( b )   ac r y lic  m ater ial  ty p e       T h is   p r o ce d u r e  e n s u r es  h ig h   r ep ea tab ilit y   an d   r eliab ilit y   o f   th e  ex p er im e n tal  d ata.   T h e  e x p er im en tal  p r o ce d u r e  was  ca r r ied   o u t  as  f o llo ws:   i)   T h e  tu r b in e  was   p lace d   at  a  f ix ed   p o s itio n   f ac in g   th e  ax ial  f an ;     ii)   T h e  f a n   was  o p er ated   to   p r o d u ce   a  co n s tan t  win d   s p ee d   o f   4 . 3   m /s ;  iii)  T h e   tu r b in e   r o tatio n   d r o v e  th e   g en er ato r   v ia  a   p u lley   s y s tem ;  iv )   K ey   p ar am ete r s   s u ch   as  r o tatio n al  s p ee d ,   to r q u e,   a n d   el ec tr ical  o u tp u t   wer e   m ea s u r ed ;  v )   E ac h   e x p er im e n t  was  r ep ea ted   th r ee   tim es  u n d er   id e n tical  co n d itio n s ;  an d   i v )   T h e  r esu lts   wer e  av er ag ed   t o   im p r o v e  d ata  ac c u r ac y   an d   m in im ize  r an d o m   e r r o r s .   Fo r   ea c h   test   co n d itio n ,   ex p er im en ts   wer e  r ep ea ted   th r ee   tim es,  an d   th e  m ea s u r ed   v alu es  wer e   av er a g ed   to   o b tain   r e p r esen tativ e  p e r f o r m a n ce   d ata  a n d   r ed u ce   th e  lik eli h o o d   o f   r an d o m   m ea s u r em en t e r r o r s   [ 5 ] ,   [ 2 7 ] ,   [ 1 9 ] .   i)   W in d   p o wer :  T h e  p er f o r m an c e  o f   th e  tu r b in e  was  ev alu ated   u s in g   ( 1 ) ,  wh e r e   ρ   i s   th e   a i r   d e n si t y   ( 1 . 2 2 5   k g / m ³ ),   A   i s  th e   s w e p t   a r e a   o f  th e   t u r b i n e   ( D   ×  H ) ,   a n d   V   i s  th e   w in d   v e l o c it y   ( m / s ).     = 0 . 5    3   ( 1 )     ii)   Me ch an ical  p o wer :  Th e   m e c h a n ica l  p o we r  g e n e ra ted   b y   t h e   t u rb i n e   is  d e fin e d   a s   ( 2 ) ,  w h e re   T  is  th e   to r q u e   (N·m ) ,   a n d   ω   is t h e   a n g u lar  v e lo c it y   (ra d /s) ,   e x p re ss e d   a s (3 ) .     ℎ = ×   ( 2 )     = 2    60   ( 3 )     iii)   Po wer   c o ef f icien t :  Th e   C p ,   wh i c h   re p re se n ts  th e   e fficie n c y   o f  e n e rg y   c o n v e rsio n   fro m   win d   to   m e c h a n ica l  p o we r ,   is g iv e n   b y   ( 4 ).     = 0 . 5  3     ( 4 )     iv )   Me ch an ical  e f f icien cy   T h e  m ec h an ical  e f f icien cy   o f   t h e  tu r b in e   is   ca lcu lated   as   ( 5 ) .     ɳ ℎ =   ℎ × 100%   ( 5 )     v)   Ov er all  s y s tem   ef f icien cy   T h e  o v e r all  ef f icien cy ,   in clu d i n g   g en er ato r   p er f o r m an ce ,   is   ex p r ess ed   as   ( 6 ) .     ɳ  =   _ 2 × 100%   ( 6 )     v i)   Gen er ato r   p o wer   with   p u lley   r atio :  Th e   g e n e ra to r  p o we r  fr o m   th e   t u rb i n e   si d e   is  i n flu e n c e d   b y   th e   p u ll e y   ra ti o   a n d   is   c a lcu late d   a s   (7 ) ,  wh e re   1   a n d   D2   re p re se n t   th e   d iam e ters   o f  th e   tu r b in e   a n d   g e n e ra to r   p u ll e y s,  re sp e c ti v e ly .   Th e   p u ll e y   ra ti o   p lay s a   si g n ifi c a n t  ro le i n   d e term in in g   th e   r o tati o n a l  sp e e d   a n d   to rq u e   tran sm it ted   t o   t h e   g e n e ra to r .     _ 2 =   _ 1 × 1 2   ( 7 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i  Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   2162 - 2 1 7 1   2166   v ii )   T ip   s p ee d   r atio :  T h e   ti p   sp e e d   r a ti o   (TS R)   is d e fi n e d   a s   (8 ) ,   wh e r e   R  is t h e   t u rb i n e   ra d i u s a n d   V i s t h e   win d   sp e e d .     λ = ω · R   ( 8 )     T h e  v alid atio n   o f   r esu lts   was  ca r r ied   o u t  b y   r ep ea tin g   ea ch   ex p er im en t  t h r ee   tim es  an d   av er ag in g   t h e  m ea s u r ed   v alu es  t o   r ed u ce   u n ce r tain ty   an d   m in im ize   r an d o m   er r o r s .   T h e  tu r b in e  p e r f o r m an ce   was  th e n   ev alu ated   b y   co m p ar in g   k e y   p er f o r m an ce   in d icato r s ,   in clu d in g   m ec h an ical  p o wer ,   C p ,   ef f icien cy   ( η ) ,   an d   T SR .   T h is   ap p r o ac h   en s u r es  d ata  co n s is ten cy ,   im p r o v es  m ea s u r em en t  r eliab ilit y ,   an d   en ab l es  an   ac cu r ate  an d   o b jectiv e  co m p ar is o n   b etwe en   th e  p er f o r m an ce   o f   ac r y lic  an d   zin c  b lad e   m ater ials .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h e   ex p er i m en t a l   r e s u l t s   i n d ic a t e   t h a t   z in c   tu r b in e   b l a d e s   a r e   s l i g h tl y   h e a v i er   t h a n   a cr y l i c   b l a d e s   b y   ap p r o x i m a t e ly   1 . 4 % ,   w h ic h   i n f l u en c e s   r o t a t io n a l  i n er ti a   a n d   s t a r t - u p   b eh a v io u r .   T h e   m e a s u r e d   to r q u e   f o r   t h e   a c r y l i c   tu r b i n e   i s   0 . 2 0   N· m ,   w h i le   th e  z i n c  tu r b i n e   p r o d u ce s   0 . 1 6   N· m .   S i m i lar l y ,   t h e   r o t a t io n a l   s p e e d   r e a ch e s   4 5   r p m   f o r   a cr y l i c   an d   4 0   r p m   f o r   z in c ,   c o r r e s p o n d i n g   to   a n g u la r   v e l o ci t ie s   o f   ap p r o x i m a t e ly   4 . 7 1   r a d / s   a n d   4 . 1 9   r a d / s ,   r es p e c t i v e ly .   B a s ed   o n   th e s e   v a l u e s ,   th e   m e ch a n i ca l   p o w er   g en e r a t ed   b y   t h e  a c r y l i c  t u r b in e   i s   ap p r o x i m a te l y   0 . 9 4   W ,   wh e r ea s   t h e   z i n c  t u r b i n e  p r o d u c e s   a b o u t   0 . 6 7   W ,   r e p r e s e n t in g   an   i n c r e a s e  o f   ar o u n d   4 0 . 3 % .   Usi n g   a  s wep t  ar ea   o f   A= 0 . 0 5 5 8   m 2   an d   a  win d   s p ee d   o f   4 . 3   m /s ,   th e  av ailab le  win d   p o wer   is   ca lcu lated   to   b e  ap p r o x i m ately   2 . 7 7   W .   T h e  co r r esp o n d in g   Cp   is   ap p r o x im ately   0 . 2 9 3   f o r   ac r y lic  an d   0 . 2 0 8   f o r   zin c.   T h e  T SR   is   ca lcu lated   as  0 . 1 6   f o r   ac r y lic  an d   0 . 1 4   f o r   zin c.   I n   ter m s   o f   ef f icien cy ,   th e   m ec h an ica l   ef f icien cy   o f   th e  ac r y lic  tu r b in e  is   ap p r o x im ately   3 4 %,  c o m p ar ed   to   2 4 %  f o r   zin c.   T h e  o v er all  s y s tem   ef f icien cy   r ea ch es  4 5 . 8 %  f o r   ac r y lic  an d   3 4 . 4 %   f o r   zin c,   i n d icatin g   a  s ig n if ica n t  im p r o v em en t  i n   elec tr ical   o u tp u t  p er f o r m an ce .   A  c o m p a r is o n   o f   th ese  p a r am eter s   is   illu s tr ated   in   Fig u r e   4.             Fig u r e   4 .  C o m p a r is o n   o f   p ar a m eter s   an d   ef f icien c y   o f   ac r y li c  v s   zin c  tu r b i n es       T h e  r esu lts   clea r ly   d em o n s tr ate  th at  b lad e  m ater ial  h as  a  s ig n if ican t  in f lu en ce   o n   tu r b i n e   p er f o r m an ce   u n d er   l o w  win d   s p ee d   co n d itio n s .   T h e  lig h te r   ac r y lic  b lad es  ex h ib it  lo we r   r o tatio n al  in e r tia,   en ab lin g   im p r o v ed   s elf - s tar tin g   ca p a b ilit y   an d   f aster   d y n am i c  r esp o n s e.   T h is   lead s   t o   h i g h er   r o tatio n al  s p ee d   an d   to r q u e  s im u ltan eo u s ly ,   wh ich   d ir ec tly   in cr ea s es m ec h a n ical  p o wer   o u tp u t.   Fro m   an   ae r o d y n am ic  p er s p e ctiv e,   th e  h ig h er   Cp   an d   T SR   o b s er v ed   in   th e  ac r y lic  tu r b i n e  in d icate   m o r e  ef f ec tiv e   en er g y   ex t r ac tio n   f r o m   th e  air f lo w.   I n   Dar r ieu s   tu r b in es,  th e  co n tin u o u s ly   v ar y i n g   an g le  o f   attac k   ca u s es  f lu ctu atio n s   in   l if t  an d   d r a g   f o r ce s   th r o u g h o u t  th e  r o tatio n   c y cle   s ee   in   Fig u r e  5 .   T h e  ac r y lic   b lad es,  d u e  to   th eir   lo wer   m ass   an d   ad eq u ate  s tiff n ess ,   r esp o n d   m o r e  ef f ec tiv ely   to   th ese  d y n am ic  ae r o d y n am ic  f o r ce s ,   r esu ltin g   in   s m o o th er   ac ce ler atio n   an d   m o r e  s tab le  o p er atio n .   Sin ce   all  ex p er im en tal   p ar am eter s   s u ch   as  win d   s p ee d ,   b lad e  g eo m etr y ,   a n d   p itch   an g le  wer e   k ep t   co n s tan t,  th e  o b s er v e d   p er f o r m an ce   d i f f er en ce s   ca n   b e  attr ib u ted   p r im ar ily   to   m ater ial  p r o p er ties .   T h e  win d   m o v em en t m ec h an i s m   illu s tr ated   in   Fig u r e   6   f u r t h er   ex p lain s   th is   b eh av io u r .   T h e  v ar iatio n   o f   th e  an g le  o f   attac k   at  d if f e r en t  b lad e  p o s itio n s   lead s   to   f lu ctu atin g   ae r o d y n am ic  f o r ce s ,   wh ich   ar e  b etter   ac co m m o d ate d   b y   lig h ter   b la d es.  T h is   ex p lain s   wh y   th e  a cr y lic  tu r b in e  ac h iev es  h ig h e r   ef f icien cy   d esp ite  s im ilar   g eo m etr ic  co n d itio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o mp a r is o n   o f a crylic  a n d   z i n c  b la d e   ma teri a ls   o n   th e  p erf o r ma n ce   o f D a r r ieu s   ve r tica l …   ( Din a   Ma iz a n a )   2167   T h e  win d   m o v em e n t  m ec h an i s m   th at  m o v es  to war d   th e  Dar iu s   tu r b in e  is   s h o wn   in   Fig u r e   6 .   T h e   b lack   cir cle  an d   d ash ed   lin e  i n d icate   th e  p ath   o f   th e  tu r b in e  b lad e  tip   as  it  r o tates  ar o u n d   a   v er tical  ax is   with   a  tu r b in e  r ad iu s   o f   0 . 1 4 5   m .   T h e   b lad e' s   az im u th   an g le  d if f er s   b y   1 2 0   d eg r ee s .   T h e  air f o il c h o r d   d ir ec tio n   o f   th e   b lad e  is   s h o wn   in   b lu e,   in cl u d in g   th e  ef f ec t  o f   a  3 2 - d e g r e e  p itch   an g le,   m a k in g   th e  b lad e  ap p ea r   s lig h tly   tilt ed .   Aer o d y n am ic  f o r ce s   s u ch   as  lift,   d r ag ,   a n d   r esu ltan t  ar e  m ar k e d   o n   th e   o u ter   tip s   o f   th e   b lad es.  T h e  win d   d ir ec tio n   an d   s p ee d   h itti n g   th e  tu r b in e  ar e  4 . 3   m /s   f r o m   lef t  to   r ig h t,  in d icate d   b y   th e  to p   an d   b o tto m   d ash ed   lin es.  T h e  d i r ec tio n   an d   r elativ e   win d   s p ee d   ar e   in d icate d   b y   th e  r e d   a r r o ws  at  ea ch   b lad e   tip ,   ex p lain in g   w h er e  th e  r elativ e  win d   is   co m in g   f r o m .   T h e  a n g le  o f   attac k   ex p er ien ce d   b y   ea ch   b lad e  r elativ e  to   th e  r elativ e  win d   is   - 2 0 . 5 ,   - 3 3 7 . 3 ,   a n d   - 4 5 6   d e g r ee s ,   with   n eg ativ e  v alu es  in d icatin g   th e   d ir ec tio n   o f   attac k   o p p o s ite  th e   b lad e   ch o r d   o r ie n tatio n .   E ac h   b lad e  e x h ib its   a  d if f er e n t  d ir ec tio n   o f   attac k   d e p en d in g   o n   its   r o tatio n al  p o s itio n .   T h e   ch an g in g   an g le   o f   attac k   th r o u g h o u t   th e  r o tatio n   ca u s es  th e  lift  a n d   d r a g   f o r ce s   o n   th e  b lad es  to   ch an g e  ac co r d i n g ly .   T h is   p h en o m en o n   ex p lain s   wh y   th e  Dar r i e u s   tu r b in e  p r o d u ce s   f lu ctu atin g   to r q u e  b u t r em ai n s   ab le  to   r o tate  ef f icien tly   af ter   r ea ch in g   a  c er tain   in itial sp ee d .             Fig u r e  5 .   Aer o d y n am ic  d r a g     Fig u r e  6 .   W in d   m o v em e n t m e ch an is m       T h e  o b tain e d   r esu lts   ar e  co n s is ten t  with   p r ev io u s   s tu d ies  o n   Dar r ieu s   tu r b in es,  wh ich   r ep o r t  C p   v alu es  in   th e  r a n g e  o f   0 . 2 5 – 0 . 4 6   an d   ef f icien cies  o f   3 0 – 5 0 %,  d ep en d i n g   o n   tu r b in e  d esig n ,   b la d e  g e o m etr y ,   an d   o p e r atin g   co n d itio n s .   T h e  p er f o r m an ce   o f   t h e  ac r y lic   tu r b in e  f alls   with in   th e  lo w er   r an g e  o f   th ese  r ep o r ted   v al u es  an d   s lig h tly   e x ce ed s   th e   lo wer   b o u n d   u n d er   ce r tain   o p e r atin g   co n d itio n s ,   p ar ticu lar ly   at  lo w   win d   s p ee d s .   T h is   r esu lt   in d ic ates  th at,   d esp ite   th e  r elativ ely   s im p le  ac r y lic  b lad e   co n s tr u ctio n ,   th e   p r o p o s ed   tu r b in e  ca n   ac h iev e  a  co m p ar ab le  lev el  o f   ae r o d y n a m ic  p e r f o r m a n ce   an d   d em o n s tr ates  p o ten tial  f o r   s m all - s ca le  win d   en er g y   ap p licatio n s .       Mo s t  p r io r   r esear ch   h as  f o cu s ed   o n   ae r o d y n am ic   o p ti m izatio n ,   s u ch   as  air f o il  s h ap e,   b lad e   co n f ig u r atio n ,   a n d   p itch   a n g l e  co n tr o l,  o f ten   u s in g   c o m p u tatio n al  f lu id   d y n am ics  ( C FD)   ap p r o ac h es.  I n   co n tr ast,  ex p er im e n tal  in v esti g atio n s   o n   b la d e  m ater ial  ef f e cts  r em ain   lim ited .   T h is   s tu d y   ex ten d s   th e  cu r r en t   s tate  o f   th e  ar t  b y   p r o v id in g   d ir ec t  ex p er im en tal  v alid ati o n   o f   h o w  m ater ial  p r o p er tie s   in f lu en ce   tu r b in e   p er f o r m an ce .   T h e   r esu lts   co n f ir m   th at,   b ey o n d   g e o m etr y   an d   ae r o d y n am ics,  m ater ial   s elec tio n   p la y s   a  c r u cial   r o le  in   d eter m in in g   e f f icien cy   an d   en er g y   c o n v e r s io n   ca p ab il ity   s ee   in   T ab le  2 .     T h e  f in d in g s   o f   th is   s tu d y   h av e  im p o r tan t  im p licatio n s   f o r   th e  d esig n   an d   d ev elo p m en t   o f   s m all - s ca le  win d   en er g y   s y s tem s .   Fro m   a  p r ac tical  p er s p ec tiv e,   th e  u s e  o f   lig h tweig h t  m ater ials   s u ch   as  ac r y lic  ca n   s ig n if ican tly   im p r o v e   tu r b in e   p er f o r m an ce   in   l o w  win d   s p ee d   en v ir o n m en ts ,   m a k in g   it  s u i tab le  f o r   u r b an   an d   ca m p u s   ap p licatio n s .   Fro m   a  t ec h n o lo g ical  s tan d p o i n t,  th is   s tu d y   h ig h lig h ts   th at   o p tim izin g   b lad e   m ater ial  is   as im p o r tan t a s   ae r o d y n am ic  d esig n   in   ac h iev in g   h ig h   ef f icie n cy .   T h ese  r es u l ts   s u g g es t  t h at  f u t u r e  d e v e lo p m e n ts   s h o u ld   f o c u s   o n   th e  a p p li ca t io n   o f   ad v a n ce d   lig h t wei g h t   c o m p o s it e   m ate r ia ls   wit h   im p r o v e d   s tif f n e s s - to - m ass   r at io s   t o   f u r t h e r   e n h a n c e  tu r b i n e   p e r f o r m a n c e.   Su c h   m at e r ia ls   co u l d   r ed u c e  th e  s tr u ct u r al  m ass   o f   th e  b l a d es   w h il e  m ain tai n i n g   s u f f ici e n t   m ec h an ica l   s tr e n g th   an d   r i g i d i ty   u n d e r   a er o d y n am ic   l o a d i n g .   I n   a d d it io n ,   i n te g r at in g   o p tim i ze d   b l a d e   m ate r i als   wit h   a d v a n ce d   c o n t r o l   s t r at e g i es  c o u ld   i m p r o v e   th e   t u r b i n e’ s   a b i lit y   t o   o p er ate   ef f i ci en tl y   u n d e r   v ar y i n g   wi n d   co n d iti o n s .   T h e   c o m b in ati o n   o f   m at e r ia l  o p ti m i za t io n ,   in te lli g e n t   c o n t r o l,   a n d   h y b r i d   e n er g y   s y s t em s   m a y   th e r ef o r e   p r o v i d e   a   p at h wa y   t o war d   m o r e   e f f ici e n t,   r el ia b le ,   a n d   s u s ta in a b le   r e n ew a b le   e n e r g y   s o l u ti o n s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i  Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   2162 - 2 1 7 1   2168   T ab le  2 .   C o m p a r is o n   o f   p r e v io u s   r esear ch   o n   th e  Dar r ie u s   v er tical - ax is   win d   tu r b in e   No   A u t h o r   Tu r b i n e   t y p e / b l a d e   mat e r i a l   W i n d   s p e e d   ( m/ s)   P o w e r   c o e f f i c i e n t   ( C p   Ef f i c i e n c y   ( %)   M a i n   r e s u l t s   1   I sl a m  e t   a l .   [ 1 ]   S t r a i g h t - b l a d e d   D a r r i e u s / A l u m i n u m   4 – 12   0 . 3 0 – 0 . 4 0   35 – 45   D e v e l o p e d   a e r o d y n a m i c   mo d e l s  i m p r o v i n g   p r e d i c t i o n   a c c u r a c y   o f   D a r r i e u s  t u r b i n e   p e r f o r m a n c e   2   A c k e r m a n n   &   S ö d e r   [ 2 ]   D a r r i e u s   V A W T  ( g e n e r a l   r e v i e w )   3 – 15   ≤ 0 . 4 0   30 – 45   C o m p r e h e n si v e   o v e r v i e w   o f   w i n d   e n e r g y   t e c h n o l o g i e s  i n c l u d i n g   V A W T  p o t e n t i a l   3   P o p e   e t   a l .   [ 5 ]   D a r r i e u s   v s  H A W T/ C o m p o s i t e   5 – 10   0 . 2 5 – 0 . 3 8   30 – 42   V A W Ts  sh o w   l o w e r   C p   t h a n   H A W Ts   b u t   h i g h e r   s u i t a b i l i t y   f o r   u r b a n   u s e   4   B e d o n   e t   a l .   [ 8 ]   H - D a r r i e u s / O p t i m i z e d   A i r f o i l   6 – 12   0 . 4 2   48   A i r f o i l   o p t i m i z a t i o n   s i g n i f i c a n t l y   e n h a n c e s  D a r r i e u s   t u r b i n e   p e r f o r ma n c e   5   A .   B h u t t a   e t   a l .   [ 6 ]   D a r r i e u s   & H y b r i d   V A W T/ V a r i o u s   3 – 10   0 . 2 0 – 0 . 4 0   25 – 45   R e v i e w e d   c o n f i g u r a t i o n s a n d   d e s i g n   t e c h n i q u e s f o r   e f f i c i e n c y   i m p r o v e me n t   6   H o w e l l   e t   a l .   [ 7 ]   S mal l - s c a l e   D a r r i e u s / A l u m i n u m   4 – 9   0 . 3 0   35   W i n d   t u n n e l   a n d   C F D   r e s u l t s s h o w   s t r o n g   c o r r e l a t i o n   a t   l o w   R e y n o l d s   n u m b e r   7   B u r t o n   e t   a l .   [ 3 1 ]   H - D a r r i e u s / C o m p o s i t e   5 – 15   ≤ 0 . 4 0   40 – 45   H a n d b o o k   r e f e r e n c e   d e t a i l i n g   a e r o d y n a m i c   t h e o r y   a n d   p e r f o r m a n c e   l i mi t s   8   D a s  e t   a l .   [ 1 1 ]   D a r r i e u s   M a t h e mat i c a l   M o d e l   5 – 12   0 . 3 5   –   S i mp l e   a n a l y t i c a l   mo d e l   a c c u r a t e l y   p r e d i c t s   p o w e r   c h a r a c t e r i st i c s   9   F i e d l e r   a n d   Tu l l i s   [ 1 4 ]   H i g h - so l i d i t y   D a r r i e u s / A l u m i n u m   6 – 10   0 . 2 8 – 0 . 3 4   32 – 38   B l a d e   o f f s e t   a n d   p i t c h   s i g n i f i c a n t l y   a f f e c t   st a r t i n g   t o r q u e   a n d   C p   10   B i a n c h i n i   e t   a l .   [ 1 3 ]   H - D a r r i e u / C o m p o s i t e   4 – 11   0 . 4 0 – 0 . 4 5   45 – 50   D e si g n   o p t i mi z a t i o n   i m p r o v e s a n n u a l   e n e r g y   y i e l d     11   M o h a me d   [ 3 0 ]   H - R o t o r   D a r r i e u s/ N e w   A i r f o i l s   6 – 12   0 . 4 6   50   N o v e l   a i r f o i l   s h a p e s  o u t p e r f o r m  c o n v e n t i o n a l   N A C A   p r o f i l e s   12   Y a n g   e t   a l .   [ 1 6 ]   S t r a i g h t - b l a d e d   D a r r i e u s / A l u m i n u m   5 – 10   0 . 3 8 – 0 . 4 2   44   O p t i mal   p i t c h   a n g l e   i n c r e a ses   t o r q u e   a n d   C p   13   El k h o u r y   e t   a l .   [ 1 9 ]   V a r i a b l e - p i t c h   D a r r i e u s / C o m p o si t e   6 – 12   0 . 4 5   48   V a r i a b l e   p i t c h   si g n i f i c a n t l y   e n h a n c e s  p e r f o r m a n c e   u n d e r   u n s t e a d y   w i n d   14   A l n a i mi   e t   a l .   [ 2 4 ]   H y b r i d   S o l a r – D a r r i e u s / A l u m i n u m   3 – 9   0 . 3 5 – 0 . 4 0   40 – 45   I n t e g r a t e d   h y b r i d   s y s t e m  e f f e c t i v e   f o r   r e si d e n t i a l   p o w e r   g e n e r a t i o n   15   K h a mm a s &  N a b i l   [ 2 1 ]   D a r r i e u s – S a v o n i u s  H y b r i d / C o m p o s i t e   3 – 8   0 . 4 2   47   C o m b i n e d   r o t o r   i m p r o v e s  sel f - s t a r t i n g   a n d   o v e r a l l   e f f i c i e n c y       4.   CO NCLU SI O N   I n   th is   wo r k ,   a n   ex p er im en tal  in v esti g atio n   was  co n d u cte d   t o   ev alu ate  th e  e f f ec t  o f   b lad e  m ater ial  o n   th e  p er f o r m an ce   o f   a  Dar r i eu s - ty p e  v er tical  ax is   win d   tu r b in e  u n d er   lo w  win d   s p ee d   co n d itio n s   b y   im p lem en tin g   an d   test in g   two   m ater ials ,   ac r y lic  a n d   zin c,   u s in g   id en tical  NACA  0 0 1 8   b lad e  g e o m etr y   u n d er   co n tr o lled   lab o r ato r y   co n d itio n s .   T h e  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  b lad e  m ater ial  s ig n if ican tly   in f lu en ce s   tu r b i n e  p er f o r m an ce ,   wh e r e  ac r y lic  b l ad es  ac h iev ed   a  h ig h er   m ax im u m   C p   o f   0 . 2 9 3   an d   t o tal  ef f ic ien cy   o f   6 2 . 8 1 %  at  a  win d   s p ee d   o f   4 . 3   m /s ,   alo n g   with   b etter   s elf - s tar tin g   ca p ab ilit y   an d   r o tatio n al  s tab ilit y ,   wh ile  zin c  b lad es,  d esp ite  p r o d u cin g   h ig h er   p ea k   to r q u e,   s h o wed   l o wer   ae r o d y n am ic  ef f icien cy   with   a  m a x im u m   C p   o f   0 . 2 0 8   an d   ef f icien cy   o f   4 7 . 1 1 %,  in d icatin g   th at  ac r y lic  p r o v id es  ap p r o x im ately   2 5 %  b etter   p er f o r m an ce   in   co n v er tin g   win d   e n er g y   in to   elec tr ical  p o wer .   T h ese  f in d in g s   p r o v id e   im p o r tan t   ex p er im en tal  ev id e n c e   ad d r ess in g   th e  ex is tin g   r esear ch   g ap ,   w h er e  m o s t  p r ev io u s   s tu d ies  em p h asize  b lad e  g eo m etr y   an d   n u m e r ical   s im u latio n s   r ath er   th a n   d ir ec t  m ater ial  v alid atio n ,   co n f ir m in g   th at  lig h tweig h t  m ate r ials   with   f av o r a b le   s u r f ac e  ch ar ac ter is tics   en h an c e  tu r b in e  r esp o n s iv en ess   an d   e n er g y   c o n v e r s io n   ef f icien cy .   Ho wev er ,   th is   s tu d y   is   lim ited   to   lab o r ato r y - s ca le  test in g   at  a  f i x ed   win d   s p ee d   an d   a  s in g le   b lad e   co n f ig u r a tio n ,   an d   d o es  n o t  co n s id er   lo n g - ter m   s tr u ctu r al   ef f ec ts   o r   r ea l  en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   T h er ef o r e,   f u tu r e  wo r k   s h o u ld   in v esti g ate  a  wid er   r a n g e  o f   a d v an ce d   co m p o s ite  m ater ials   with   im p r o v ed   s tiff n ess - to - m ass   r atio s ,   ev alu ate  p er f o r m an ce   u n d er   v ar y in g   win d   co n d itio n s   an d   r ea l   o u td o o r   e n v ir o n m en ts ,   an d   in teg r ate  m ater ial  o p tim izatio n   with   ae r o d y n am i c  d esig n   a n d   s m ar t  m o n ito r in g   s y s tem s   to   f u r th er   e n h an ce   th e  ef f icien cy   an d   ap p licab ilit y   o f   s m all - s ca le  win d   en er g y   s y s tem s .       ACK NO WL E DG M E N T S    T h e  au th o r s   wo u ld   lik e  to   t h an k   th e  E n er g y   C o n v er s io n   L ab o r ato r y ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   Un iv er s ity   o f   Me d a n   Ar ea ,   f o r   p r o v i d in g   test in g   f ac ilit ies an d   d ata  co llectio n   f o r   t h is   r esear ch .       F UNDING   I NF O R M A T I O N    Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o mp a r is o n   o f a crylic  a n d   z i n c  b la d e   ma teri a ls   o n   th e  p erf o r ma n ce   o f D a r r ieu s   ve r tica l …   ( Din a   Ma iz a n a )   2169   AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Din a  Ma izan a   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     An d r ea s   T io p an   T o g ato r o p     ✓         ✓     ✓   ✓             I n d r i D ay a n a         ✓   ✓     ✓       ✓   ✓     ✓     Hab ib   Satr ia   ✓     ✓             ✓             Mu h am m ad   I r wan to   Misru n           ✓         ✓       ✓       Yan awa ti Ya h y a           ✓           ✓             C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :      I n v e st i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  d ata  th at  s u p p o r t  th e  f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e  av aila b le  o n   r eq u est  f r o m   th e  co r r esp o n d in g   au th o r ,   [ DM ] .   T h e  d ata,   w h ich   co n tain   in f o r m atio n   th at  co u ld   co m p r o m is e  th e  p r iv ac y   o f   r esear ch   p ar ticip an ts ,   ar e  n o t p u b licly   a v ailab le  d u e  to   ce r tain   r estrictio n s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   I sl a m ,   D .   S .   K .   Ti n g ,   a n d   A .   F a r t a j ,   “ A e r o d y n a m i c   mo d e l s  f o r   D a r r i e u s - t y p e   st r a i g h t - b l a d e d   v e r t i c a l   a x i s   w i n d   t u r b i n e s , ”   Re n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   En e rg y   R e v i e w s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 8 7 – 1 1 0 9 ,   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser. 2 0 0 6 . 1 0 . 0 2 3 .   [ 2 ]   T.   A c k e r ma n n   a n d   L.   S ö d e r ,   “ A n   o v e r v i e w   o f   w i n d   e n e r g y - st a t u s  2 0 0 2 , ”   R e n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   En e rg y   R e v i e w s ,   v o l .   6 ,   n o .   1 – 2 ,   p p .   6 7 – 1 2 7 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / S 1 3 6 4 - 0 3 2 1 ( 0 2 ) 0 0 0 0 8 - 4.   [ 3 ]   H .   B e n l i ,   “ P o t e n t i a l   o f   r e n e w a b l e   e n e r g y   i n   e l e c t r i c a l   e n e r g y   p r o d u c t i o n   a n d   s u s t a i n a b l e   e n e r g y   d e v e l o p men t   o f   Tu r k e y :   P e r f o r ma n c e   a n d   p o l i c i e s , ”   Re n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   5 0 ,   p p .   3 3 – 4 6 ,   2 0 1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 2 . 0 6 . 0 5 1 .   [ 4 ]   M .   A .   H a mm a d ,   A .   M .   M a h mo u d ,   A .   M .   A b d e l r h ma n ,   S h .   S a r i p ,   “ ' B l a d e   p i t c h   a n g l e   r e g u l a t i o n   f o r   H - t y p e   D a r r i e u s   v e r t i c a l   a x i s   w i n d   t u r b i n e :   a   r e v i e w ,”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   E n e r g y   Pr o d u c t i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   9 ,   n o .   3 ,   p p .   1 5 1 - 1 6 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i : 1 0 . 1 8 2 8 0 / i j e p m. 0 9 0 3 0 4 .   [ 5 ]   K .   P o p e ,   I .   D i n c e r ,   a n d   G .   F .   N a t e r e r ,   “ E n e r g y   a n d   e x e r g y   e f f i c i e n c y   c o m p a r i s o n   o f   h o r i z o n t a l   a n d   v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e s ,”  Re n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   3 5 ,   n o .   9 ,   p p .   2 1 0 2 – 2 1 1 3 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 0 . 0 2 . 0 1 3 .   [ 6 ]   M .   M .   A s l a m   B h u t t a ,   N .   H a y a t ,   A .   U .   F a r o o q ,   Z.   A l i ,   S .   R .   Jam i l ,   a n d   Z.   H u ssa i n ,   “ V e r t i c a l   a x i s   w i n d   t u r b i n e   -   A   r e v i e w   o f   v a r i o u s  c o n f i g u r a t i o n s  a n d   d e si g n   t e c h n i q u e s,”   Re n e w a b l e   a n d   S u st a i n a b l e   En e rg y   Re v i e w s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 2 6 – 1 9 3 9 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r ser . 2 0 1 1 . 1 2 . 0 0 4 .   [ 7 ]   R .   H o w e l l ,   N .   Q i n ,   J.  Ed w a r d s,   a n d   N .   D u r r a n i ,   “ W i n d   t u n n e l   a n d   n u meric a l   s t u d y   o f   a   sma l l   v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e , ”   Re n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   3 5 ,   n o .   2 ,   p p .   4 1 2 – 4 2 2 ,   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 0 9 . 0 7 . 0 2 5 .   [ 8 ]   G .   B e d o n ,   S .   D e   B e t t a ,   a n d   E.   B e n i n i ,   “ P e r f o r m a n c e - o p t i m i z e d   a i r f o i l   f o r   D a r r i e u s   w i n d   t u r b i n e s, ”   Re n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   9 4 ,   p p .   3 2 8 – 3 4 0 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 1 6 . 0 3 . 0 7 1 .   [ 9 ]   A .   P .   C h i r i ț ă ,   P .   P .   B e r e ,   R .   I .   R ă d o i ,   a n d   L.   D u m i t r e sc u ,   “ A sp e c t s  r e g a r d i n g   t h e   u se   o f   3 D   p r i n t i n g   t e c h n o l o g y   a n d   c o m p o si t e   mat e r i a l s  f o r   t e st i n g   a n d   ma n u f a c t u r i n g   v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e s , ”   Ma t e ri a l e   P l a s t i c e ,   v o l .   5 6 ,   n o .   4 ,   p p .   9 1 0 – 9 1 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 7 3 5 8 / mp . 1 9 . 4 . 5 2 8 3 .   [ 1 0 ]   V .   F a z l o l l a h i ,   M .   Ta g h i z a d e h ,   a n d   F .   A .   S h i r a z i ,   “ Ef f i c i e n c y   i mp r o v e me n t   o f   a   v a r i a b l e   sp e e d   w i n d   t u r b i n e :   Ef f e c t   o f   c o n t r o l l e r   d e s i g n   a n d   g e n e r a t o r   s p e e d   r a n g e , ”   W i n d   En g i n e e r i n g ,   v o l .   4 5 ,   n o .   5 ,   p p .   1 2 0 6 – 1 2 2 1 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 3 0 9 5 2 4 X 2 0 9 7 2 3 6 5 .   [ 1 1 ]   A .   D a s,  K .   B .   C h i mo n y o ,   T.   R .   K u m a r ,   S .   G o u r i s h a n k a r ,   a n d   C .   R a n i ,   “ A   si mp l e   a p p r o a c h   t o   m a t h e m a t i c a l   m o d e l l i n g   o f   d a r r i u s   t y p e   w i n d   t u r b i n e s , ”   2 0 1 7   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   E n e r g y ,   C o m m u n i c a t i o n ,   D a t a   A n a l y t i c s  a n d   S o f t   C o m p u t i n g   ( I C EC D S ) ,  2 0 1 7 ,   p p .   2 6 2 3 – 2 6 2 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C E C D S . 2 0 1 7 . 8 3 8 9 9 2 9 .   [ 1 2 ]   H .   F a w z i   K h a l e e l ,   R .   N .   A l - K a b y ,   a n d   H .   K .   R a sh i d ,   “ A e r o d y n a mi c   p e r f o r man c e   o p t i m i z a t i o n   o f   a   S a v o n i u s  V A W T  f o r   t r a f f i c   w i n d   e n e r g y   h a r v e st i n g , ”   AFRIC AN   J O U R N AL  O F  A PPLI ED   RE S EA R C H ,   v o l .   1 2 ,   n o .   3 ,   p p .   3 1 5 – 3 4 0 ,   M a y   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 2 6 4 3 7 / q v v j r q 9 0 .   [ 1 3 ]   A .   B i a n c h i n i ,   G .   F e r r a r a ,   a n d   L.   F e r r a r i ,   “ D e s i g n   g u i d e l i n e s   f o r   H - D a r r i e u s  w i n d   t u r b i n e s:   O p t i m i z a t i o n   o f   t h e   a n n u a l   e n e r g y   y i e l d , ”   E n e r g y   C o n v e rs i o n   a n d   M a n a g e m e n t ,   v o l .   8 9 ,   p p .   6 9 0 – 7 0 7 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n m a n . 2 0 1 4 . 1 0 . 0 3 8 .   [ 1 4 ]   A .   J.  F i e d l e r   a n d   S .   Tu l l i s,  “ B l a d e   o f f set   a n d   p i t c h   e f f e c t s  o n   a   h i g h   s o l i d i t y   v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e , ”   Wi n d   En g i n e e ri n g ,   v o l .   3 3 ,   n o .   3 ,   p p .   2 3 7 – 2 4 6 ,   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 2 6 0 / 0 3 0 9 5 2 4 0 9 7 8 9 1 4 0 9 5 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 6 9 4   I n t J Po w  E lec  &   Dr i  Sy s t ,  Vo l.  1 7 ,   No .   3 ,  Sep tem b er   20 2 6 :   2162 - 2 1 7 1   2170   [ 1 5 ]   M .   R .   R a s h e d ,   O .   E .   A b d e l l a t i f ,   M .   F .   A b d   R a b b o ,   E.   E .   K h a l i l ,   a n d   I .   S h a h i n ,   “ Ef f e c t   o f   a i r f o i l   s h a p e   o n   t h e   a e r o d y n a m i c   p e r f o r m a n c e   o f   a   v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e , ”   E n g i n e e r i n g   Re s e a r c h   J o u rn a l   -   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   4 4 ,   n o .   1 ,   p p .   8 0 – 8 8 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 2 1 6 0 8 / e r j s h . 2 0 2 0 . 2 9 0 0 3 0 .   [ 1 6 ]   Y .   Y a n g ,   Z.   G u o ,   Q .   S o n g ,   Y .   Z h a n g ,   a n d   Q .   L i ,   “ Ef f e c t   o f   b l a d e   p i t c h   a n g l e   o n   t h e   a e r o d y n a mi c   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   a   st r a i g h t - b l a d e d   v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e   b a se d   o n   e x p e r i m e n t s  a n d   si m u l a t i o n s, ”   E n e r g i e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 1 0 6 1 5 1 4 .   [ 1 7 ]   A .   S .   S i d d i q u i ,   S .   N .   M i a n ,   M .   A l a m,   M .   S .   U.   H a q ,   A .   H .   M e m o n ,   M .   S .   J .   En e r g y ,   “ Ex p e r i me n t a l   s t u d y   t o   a sse ss  t h e   p e r f o r m a n c e   o f   c o m b i n e d   S a v o n i u s   D a r r i e u s   V e r t i c a l   A x i s   W i n d   Tu r b i n e   a t   D i f f e r e n t   A r r a n g e me n t s ” ,  2 0 1 8   I EEE   2 1 s t   I n t e r n a t i o n a l   M u l t i - T o p i c   C o n f e r e n c e   ( I N MIC),   doi :   1 0 . 1 1 0 9 / I N M I C . 2 0 1 8 . 8 5 9 5 5 3 8   [ 1 8 ]   W .   J i a n g ,   “ Ef f e c t   o f   b l a d e   s u r f a c e   r o u g h n e ss  o n   w i n d   e n e r g y   u t i l i z a t i o n   c o e f f i c i e n t , ”   5 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   E n e r g y   S c i e n c e   a n d   A p p l i e d   T e c h n o l o g y   ( Es a t   2 0 1 9 ) ,  v o l .   2 2 3 8 ,   N o .   M a y ,   P .   0 2 0 0 2 4 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 0 1 1 0 3 9 .   [ 1 9 ]   M .   E l k h o u r y ,   T.   K i w a t a ,   a n d   E .   A o u n ,   “ E x p e r i me n t a l   a n d   n u m e r i c a l   i n v e s t i g a t i o n   o f   a   t h r e e - d i m e n si o n a l   v e r t i c a l - a x i s  w i n d   t u r b i n e   w i t h   v a r i a b l e - p i t c h , ”   J o u r n a l   o f   W i n d   E n g i n e e ri n g   a n d   I n d u s t ri a l   A e r o d y n a m i c s ,   v o l .   1 3 9 ,   p p .   1 1 1 – 1 2 3 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j w e i a . 2 0 1 5 . 0 1 . 0 0 4 .   [ 2 0 ]   K .   H .   S u f f e r   a n d   Z.   S .   Ja b a r ,   “ N u m e r i c a l   i n v e s t i g a t i o n   o f   t h e   a e r o d y n a mi c s  p e r f o r m a n c e   o f   h y b r i d   i c e   w i n d - D a r r i u s  t u r b i n e , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   f o r A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   i n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   2 ,   n o .   3 ,   p p .   9 – 1 5 ,   2 0 2 1   [ 2 1 ]   F .   A .   K h a mm a s  a n d   R .   N a b i l ,   “ N u m e r i c a l   s t u d y   o n   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   c o mb i n e d   D a r r i r u s - S a v o n i u s  v e r t i c a l   a x i s  w i n d   t u r b i n e , ”   Ed e l w e i ss   A p p l i e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   9 ,   n o .   6 ,   p p .   2 2 4 4 – 2 2 6 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 5 5 2 1 4 / 2 5 7 6 8 4 8 4 . v 9 i 6 . 8 3 6 4 .   [ 2 2 ]   J. - S .   G a l l e g o s - M o l i n a   a n d   E .   C h a v e r o - N a v a r r e t e ,   “ A   sy st e mat i c   r e v i e w   o f   t e c h n o l o g i c a l   s t r a t e g i e s  t o   i m p r o v e   s e l f - st a r t i n g   i n   H - t y p e   D a r r i e u s VA W T , ”   S u st a i n a b i l i t y ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 7 ,   p .   7 8 7 8 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / su 1 7 1 7 7 8 7 8 .   [ 2 3 ]   K .   Z h a n g ,   S .   H e ,   P .   C a o ,   J .   H a o ,   H .   C h e n ,   D .   H u a n g ,   “ E x p e r i m e n t a l   a n d   n u meric a l   st u d y   o n   a   D a r r i e u s   v e r t i c a l - a x i s  w i n d   t u r b i n e   w i t h   a   w i n d - c o n c e n t r a t i n g   a n d   sp e e d - a c c e l e r a t i n g   d e v i c e , ”   Re n e w a b l e   En e r g y ,  v ol .   2 7 5 ,   2 0 2 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r e n e n e . 2 0 2 6 . 1 2 6 2 2 3   [ 2 4 ]   F .   B .   I .   A l n a i m i ,   H .   A .   K a z e m,   A .   B i n   A l z a k r i ,   a n d   A .   M .   A l a t i r ,   “ D e si g n   a n d   i mp l e m e n t a t i o n   o f   smar t   i n t e g r a t e d   h y b r i d   S o l a r - D a r r i e u s   w i n d   t u r b i n e   sy s t e m   f o r   i n - h o u se   p o w e r   g e n e r a t i o n , ”   Re n e w a b l e   En e rg y   a n d   E n v i ro n m e n t a l   S u s t a i n a b i l i t y ,   v o l .   9 ,   p .   2 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 5 1 / r e e s / 2 0 2 3 0 1 9 .   [ 2 5 ]   A .  S y u h a d a ,  S .   R a t n a ,  A .   D e d i ,   a n d   F .   I k h sa n ,   “ S t u d y   o f   b l a d e s   n u mb e r   i n f l u e n c e   o n   t h e   r o t a t i o n   o f   t h e   t u r b i n e   sh a f t   o n   a   h o r i z o n t a l   a x i s   w i n d   t u r b i n e , ”   Pro c e e d i n g s o f   t h e   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   E x p e ri m e n t a l   a n d   C o m p u t a t i o n a l   Me c h a n i c s i n   En g i n e e ri n g ,  2 0 2 4   p p   4 7 3 – 4 8 1 .   [ 2 6 ]   S .   L e   F o u e st   a n d   K .   M u l l e n e r s,   “ O p t i ma l   b l a d e   p i t c h   c o n t r o l   f o r   e n h a n c e d   v e r t i c a l - a x i s  w i n d   t u r b i n e   p e r f o r man c e , ”   N a t u re   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p p .   0 – 2 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 4 6 7 - 024 - 4 6 9 8 8 - 0.   [ 2 7 ]   R .   N .   A b e d ,   M .   A sk a r ,   a n d   K .   H .   S u f f e r ,   “ W i n d   e n e r g y :   a n a l y s i s   a n d   a p p l i c a t i o n ,”   Pe e r   R e v i e w   J o u r n a l   o f   S o l a r  &   Ph o t o e n e rg y   S y s t e m s ,   v o l .   1 ,   n o .   2,   O c t o b e r ,   p p .   1 – 1 3 ,   2 0 1 8 .   [ 2 8 ]   M .   Y a m i n ,   C .   P .   M a h a n d a r i ,   a n d   R .   F i r man s y a h ,   “ P e r f o r m a n c e   e n h a n c e m e n t   o f   a n   H - T y p e   D a r r i e u s   v e r t i c a l   a x i s   w i n d   t u r b i n e   e q u i p p e d   w i t h   N A C A   p r o f i l e   f l a p , ”   i n   Pro c .   K o n f e r e n s i   E n e rg i   N a s i o n a l   ( K EN ) ,   BK S T M,   J a k a rt a ,   I n d o n e si a ,   O c t .   2 0 2 3 ,   p p .   1 – 8 .   [ 2 9 ]   N .   A r maro l i   a n d   V .   B a l z a n i ,   “ T h e   f u t u r e   o f   e n e r g y   su p p l y :   C h a l l e n g e s  a n d   o p p o r t u n i t i e s,”   An g e w a n d t e   C h e m i e   I n t e r n a t i o n a l   Ed i t i o n ,   v o l .   4 6 ,   n o .   1 – 2 ,   p p .   5 2 – 6 6 ,   2 0 0 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / a n i e . 2 0 0 6 0 2 3 7 3 .   [ 3 0 ]   M .   H .   M o h a m e d ,   “ P e r f o r ma n c e   i n v e st i g a t i o n   o f   H - r o t o r   D a r r i e u s  t u r b i n e   w i t h   n e w   a i r f o i l   s h a p e s,”   En e r g y ,   v o l .   4 7 ,   n o .   1 ,     p p .   5 2 2 – 5 3 0 ,   2 0 1 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n e r g y . 2 0 1 2 . 0 8 . 0 4 4 .   [ 3 1 ]   T.   B u r t o n ,   N .   Je n k i n s ,   D .   S h a r p e ,   a n d   E.   B o ssa n y i ,   Wi n d   E n e r g y   H a n d b o o k ,   2 n d   E d . ,   2 n d   e d .   A   Jo h n   W i l e y   a n d   S o n s,   Lt d . ,   P u b l i c a t i o n ,   2 0 1 1 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / 9 7 8 1 1 1 9 9 9 2 7 1 4 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       D i n a   M a i z a n a           h a s   b e e n   a   l e c t u r e r   i n   th e   D e p a r t m e n t   o f   E l e c tr i c a l   En g i n e e r in g   a t   Un iv e r s i t a s  M e d a n   A r e a   ( U M A ) ,   M e d a n ,   In d o n e s i a ,   si n c e   2 0 1 8 .   S h e   r e c e iv e d   h e r  B . En g . ,   M . En g . ,   a n d   P h . D .   d e g r e e s  in   e l e c t ri c a l   e n g in e e r i n g   f ro m   Un iv e r s i t a s  S u m a t e r a   U t a r a ,   I n s t it u t   T e k n o lo g i   B a n d u n g ,   a n d   Un iv e r s it i   M a l a y si a   P e r li s   i n   1 9 9 1 ,   1 9 9 6 ,   a n d   2 0 1 1 ,   r e s p e c t iv e ly .   S h e   h a s   b e e n   a n   a s s o c i a t e   p ro f e s s o r   a t   UM A ,   M e d a n ,   In d o n e s i a ,   si n c e   2 0 2 3 .   H e r   r e s e a r c h   in t e r e s t s   in c lu d e   r e n e w a b l e   e n e rg y ,   e l e c t r i c a l   m a c h i n e   d e si g n   a n d   s i m u l a ti o n ,   p o w e r  s y st e m   s t a b i l it y ,   p ro t e c t i o n ,   a n d   c o n t r o l .   S h e   c a n   b e   c o n t a c t e d   a t   e m a i l:   d in a @ s t a f f. u m a . a c . id   o r   m a i z a n a d in a @ g m a il . c o m .         And r e a s  Tio p a n   T o g a to r o p           is  a n   a lu m n u s  o f  th e   De p a rt m e n t  o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g   a t  U n iv e rsitas   M e d a n   Are a   (UMA),   M e d a n ,   In d o n e sia .   He   re c e iv e d   h is  B. En g .   d e g re e   in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   i n   2 0 2 5 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   re n e wa b le  e n e rg y .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  a n d re a stit o 9 0 @g m a il . c o m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po w  E lec  &   Dr i Sy s t     I SS N:   2088 - 8 6 9 4         C o mp a r is o n   o f a crylic  a n d   z i n c  b la d e   ma teri a ls   o n   th e  p erf o r ma n ce   o f D a r r ieu s   ve r tica l …   ( Din a   Ma iz a n a )   2171     Ind r i  Da y a n a           is  a   lec tu re r   in   th e   De p a rtme n t  o f  El e c tri c a l  En g i n e e rin g   a t  Un iv e rsitas   M e d a n   Are a   (UMA),   M e d a n ,   In d o n e sia ,   wh e re   sh e   h a s  b e e n   se rv in g   sin c e   2 0 2 1 .   S h e   re c e iv e d   h e r  B. S c .   d e g re e   i n   p h y sic s  f ro m   M e d a n   S tate   Un iv e rsity   in   2 0 0 4 ,   h e r  M . S i.   d e g re e   in   p h y sic s  fro m   Un i v e rsitas   S u m a tera   Uta ra ,   In d o n e sia ,   in   2 0 1 5 ,   a n d   h e r  d o c t o ra l   d e g re e   fro m   U n iv e rsitas   S u m a tera   Uta ra   in   2 0 2 1 .   S h e   h a s  b e e n   a n   a ss o c iate   p ro fe ss o r  a t   UMA ,   M e d a n ,   In d o n e sia ,   sin c e   2 0 2 4 .   He r  re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   p h y sic s,  m a teria ls,  e n e rg y ,   a n d   e lec tro c h e m istry .   S h e   c a n   b e   c o n t a c ted   a t  e m a il :  d a y a n a in d ri@g m a il . c o m .         H a b ib   S a tr ia           re c e iv e d   h is  B. S c .   d e g re e   in   e lec tri c a l  e n g in e e ri n g   e d u c a ti o n   fro m   P a d a n g   S tate   Un i v e rsity   in   2 0 1 6 ,   h is  M . T.   d e g re e   i n   e lec tri c a l  e n g i n e e rin g   fro m   Un i v e rsitas   An d a las ,   In d o n e sia ,   in   2 0 1 8 ,   a n d   h is  En g i n e e r  P ro fe ss io n a l  (Ir. )  d e g re e   fro m   U n iv e rsitas   Dip o n e g o r o ,   In d o n e sia ,   i n   2 0 2 2 .   He   is  c u rre n tl y   a   lec tu re r  in   th e   De p a rtme n t  o f   El e c tri c a l   En g i n e e rin g   a t   Un i v e rsitas   M e d a n   Are a ,   I n d o n e sia .   His   re se a rc h   i n tere sts  in c l u d e   n e w  a n d   re n e wa b le  e n e rg y ,   p a rti c u larl y   so lar  p o we r  p lan ts,   a u t o m a ti c   c o n tro l  s y ste m s,  re a l - ti m e   sim u latio n ,   g re e n   c o m p u ti n g ,   a n d   p o we r  s y ste m s.  He   is  a   m e m b e r  o f  th e   In tern a ti o n a l   As so c iatio n   o f  E n g i n e e rs  (IAENG )  a n d   th e   In sti tu ti o n   o f  En g i n e e rs  In d o n e sia .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  h a b ib . sa tri a @ sta ff. u m a . a c . id .         Mu h a m m a d   Ir wa n to   Mi sr u n           re c e iv e d   h is  P h . D.  d e g re e   in   e lec tri c a l  sy ste m   e n g in e e rin g   fr o m   Un i v e rsiti   M a lay sia   P e rli s  (Un i M AP ),   M a lay sia ,   in   2 0 1 2 .   He   is  c u rre n tl y   a   lec tu re r  in   th e   De p a rtme n t  o f  E lec tri c a l  En g in e e rin g ,   F a c u l ty   o f   S c ien c e   a n d   Tec h n o lo g y ,   Un iv e rsitas   P rima   In d o n e sia   (UN P RI).   He   is  a lso   a   f e ll o w  o f  th e   Ce n tre  o f  Ex c e ll e n c e   fo r   Re n e wa b le  En e rg y   (C ERE ),   S c h o o l  o f  E lec tri c a l  S y ste m   E n g in e e rin g ,   U n iv e rsiti   M a lay si a   P e rli s  (Un iM AP) .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o we r  e lec tro n i c s,  e lec tri c a l  p o we r  sy ste m   sta b il it y ,   so lar  e n e rg y ,   a n d   p h o to v o lt a ic  a p p li c a ti o n s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  irwa n to @u n ima p . e d u . m y .         Ya n a w a t i  Ya h y a           is  a   se n i o r  l e c t u re r   i n   t h e   E lec t ri c a l   E n g i n e e ri n g   S e c t io n   a t  Un i v e rs i ti   K u a la  L u m p u r   ( U n iK L )  B ri t is h   M a la y s ia n   I n s ti t u te   ( B M I) .   S h e   h o l d s   a   P h . D .   a n d   a n   M . S c .   i n   El e c t ric a l   E n g i n e e ri n g   S y ste m s   a n d   a   B . E n g .   (H o n s . )   i n   I n d u st ri a l   El e c t ro n ic   E n g i n e e ri n g   fr o m   Un i v e rsi ti   M a l a y s ia  P e r l is  ( U n i M A P ) ,   a s  we ll   a s  a   D i p l o m a   i n   I n d u st ria l   El e c tr o n ics   Te c h n o l o g y   fr o m   U n i v e rs it i  Te k n o l o g i  M a la y s ia  (U TM ).   He r  re se a rc h   i n te re s ts   in c l u d e   e lec tr ica l  m a c h i n e   d e s ig n ,   e n e r g y   e ff ici e n c y ,   fl u x   m e c h a n ism s ,   m a te ria ls   a n d   c o n d u c t i v it y ,   h a rm o n ic s,   e n e r g y   p o l ic y ,   e n e r g y   se c u r it y ,   a n d   f i n i te   e lem e n t   m e t h o d   (F E M )   m o d e li n g .   F r o m   2 0 1 8   t o   2 0 2 5 ,   s h e   s e r v e d   a s   a   p o st d o c t o ra l   re se a rc h e r   a t   U n iK L' s   Re n e wa b le   E n e r g y   Re se a rc h   La b o ra t o r y   (R E NERA L )  a n d   U n i v e rs it i   Te n a g a   Na si o n a l  (UN IT EN ).   S h e   is   c u r re n tl y   t h e   P r o g ra m m e   C o o r d i n a t o r  f o r   t h e   Ba c h e l o r  o f  El e c t rica l   E n g i n e e r in g   w it h   H o n o u rs   a n d   i s  a   m e m b e r   o f   t h e   B o a r d   o f   E n g i n e e rs   M a la y sia   (B EM )   a n d   t h e   M a la y si a   B o a r d   o f   Tec h n o l o g ist s  (M BO T) .   S h e   is   a c ti v e l y   i n v o l v e d   in   r e se a r c h ,   P h . D.   s u p e r v is i o n ,   a n d   p e e r   re v iew .   S h e   c a n   b e   c o n tac te d   a t   e m a il :   y a n a wa ti @u n i k l . e d u . m y   o r  y a n a wa t i y a h y a @ y a h o o . c o m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.