Turbin air merupakan mesin penggerak mula (primer mover engine) dimana air sebagai fluida kerjanya. Air mempunyai sifat alami mengalir dari tempat yang lebih tinggi menuju ke tempat yang lebih rendah, dalam hal ini air memiliki energi potensial. Proses aliran energi potensial ini berangsur-angsur berubah menjadi energi kinetis, di dalam turbin energi kinetis tersebut diubah menjadi energi mekanis yaitu dengan terputarnya runner turbin. Selanjutnya energi mekanis dari runner turbin ditransmisikan ke poros generator dan mengubahnya menjadi energi listrik (Bukhori, 1991). Turbin air dapat diklasifikasikan berdasarkan prinsip kerjanya sebagai berikut: 1.
Turbin impuls (impulse turbine), yaitu turbin yang digerakkan oleh sebuah atau beberapa pancaran air (water jet) berkecepatan tinggi. Jenis-jenis turbin impuls adalah turbin Pelton, turbin Turgo, dan turbin Crossflow.
2.
Tubin reaksi (reaction turbine), yaitu turbin yang digerakkan oleh gaya tekanan air. Rotor dari turbin reaksi terbenam secara keseluruhan dalam air dan ditutupi oleh selubung tekan (pressure casing). Sudusudu runner mempunyai bentuk profil sedemikian rupa sehingga perbedaan tekanan air yang melewatinya menimbulkan gaya-gaya hidrodinamis yang selanjutnya gaya-gaya tersebut memutar turbin dengan cepat. Jenis-jenis turbin reaksi adalah turbin Propeler, turbin Kaplan, dan turbin Francis.
3.
Turbin gravitasi (gravity turbine), yaitu turbin yang secara sederhana digerakkan oleh gaya berat air yang memasuki bagian atas turbin dan mengalir atau jatuh ke bagian bawah keluaran (outlet) turbin. Jenis ini merupakan jenis turbin berkecepatan rendah. Jenis-jenis turbin gravitasi adalah turbin ulir (Arhimedes Screw turbine) dan overshoot waterwheel.
Turbin adalah suatu alat atau mesin penggerak mula, di mana energi fluida kerja yang langsung dipergunakan untuk memutar roda turbin melalui nosel di teruskan ke sudu-sudunya. Jadi, berbeda dengan yang terjadi pada mesin torak, pada turbin tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi. Bagian turbin yang berputar dinamai rotor atau roda turbin, sedangkan bagian yang tidak berputar dinamai stator atau rumah turbin. Roda turbin terletak di dalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang menggerakkan atau memutar bebannya (generator listrik, pompa, kompresor, baling-baling atau mesin lainnya). Di dalam turbin fluida kerja mengalami proses ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan, dan mengalir secara kontinu. Fluida kerjanya dapat berupa air, uap air atau gas. Yang saya ketahui ni ya gAn.. ada 3 jenis turbin diantaranya :
Turbin Air
Turbin Uap
Turbin Gas **Turbin Air** Contoh sebuah turbin air dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Sebuah turbin air (KAPLAN)
KAPLAN : Sebuah turbin baling-baling umumnya memiliki pelari dengan 3-6 bilah di mana kontak air semua pisau terus-menerus. Gambar baling-baling kapal berjalan di pipa. Melalui pipa, tekanan adalah konstan, jika tidak, pelari akan seimbang. Pitch dari pisau mungkin sudah ditetapkan atau dapat disesuaikan, yang memungkinkan untuk berbagai operasi yang lebih luas .. Komponen utama selain runner adalah sebuah gulungan kasus, gerbang gawang, dan tabung draft. turbin Kaplan dengan kurva efisiensi datar bisa – tanpa kerugian pemanfaatan dalam kisaran beban sebagian – dirancang untuk arus nominal besar. Desain terakhir bisa memasukkan: * Masing-masing rencana instalasi turbin. * Aliran besar. * Persyaratan sipil Kecil dalam kasus bangunan baru. * Optimal dengan masuk frontal dan debit. * Untuk aliran maksimum pada pembangkit listrik sungai. * Direct-aliran horisontal dan turbin air pit-vertikal. * Pisau runner terbuat dari perunggu atau stainless steel. * Efisiensi Excellent juga dicapai berkat beban parsial dengan penggunaan kontrol dua-tingkat. * Kontrol drive melalui tekanan-tinggi unit hidrolik. * Darurat penutupan aparat panduan oleh gravitasi, dengan menutup beban. * Mekanisme melintasi menutup turbin untuk penuh, oleh karena itu, tidak perlu menginstal sebuah pelat penutup. * Compact struktur dengan persyaratan ruang diminimalkan. * Berkat instalasi sederhana ke modus modular struktur. * Desain dengan gearbox depan dan generator terletak di pit atau dengan penggerak sabuk datar. * Kemungkinan sambungan ke pipa atau ke inlet beton. * Poros penyegelan terhadap air adalah berkat pemeliharaan-bebas untuk kemasan keramik. * The inlet casing-dan drafttube terbuat dari logam atau beton cor. Nah kalau tadi agan dah ngenal namanya turbin air KAPLAN, sekarang agan saya kenalin dengan turbin uap atau bahasa bataknya (Steam Turbin)..
silahkan di perhatikan..!!
**TurbinUap** Contoh sebuah Turbin uap (Steam Turbine) lihat gambar dibawah ini.
Back Pressure Industrial Steam Turbine
Turbin Uap (steam turbine) adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi potensial uap menjadi energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi energi mekanis dalam bentuk putaran poros turbin. Poros turbin, langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan dengan mekanisme yang digerakkan. Tergantung pada mekanisme yang digerakkan, Turbin uap dapat digunakan pada berbagai bidang industri, untuk pembangkit tenaga listrik, dan untuk transportasi. O ke..!! sekarang kita masuk ke turbin yang satu ini.. **Turbin Gas** Contoh sebuah Turbin Gas, lihat pada gambar di bawah ini.
gambar turbin gas
Turbin gas adalah turbin yang menggunakan gas sebagai fluida penghasil energi potensial untuk memutar poros turbin tersebut. itu lah gan treat untuk Jenis-jenis Turbin dan Pengertiannya. Semoga bermanfaat untuk agan-agan semua.. Sumber :
Wiranto Arismunandar “Penggerak Mula Turbin”. penerbit itb bandung 1982.
P. Shlyakhin “Turbin Uap (Steam Turbines)”. penerbit erlangga 1999.
TURBIN AIR
1 Komponen Penyusun Komponen-komponen Pembangkit Listrik Mikro Hidro : Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake) Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalamsebuah bak pengendap (Settling Basin). Settling Basin (Bak Pengendap) Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir. Headrace (Saluran Pembawa) Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan. Headtank (Bak Penenang) Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayukayuan. Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin. Turbine dan Generator (Turbin dan Generator)Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load). PRINSIP KERJA
Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Berikut proses Pembangkit Listrik Mikrohidro merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik.Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dengan ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah instalasi, air tersebut akan menumbuk turbin. gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. sehingga ketika baling-baling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. kemudian energi listrik tersebut akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumahrumah atau keperluan lainnya (beban). Kelebihan PLTMH merupakan salah satu pembangkit listrik yang cukup unik karena meskipun dalam skala kecil tetapi memiliki banyak kelebihan, yakni : 1. Energi yang tersedia tidak akan habis selagi siklus dapat kita jaga dengan baik, seperti daerah tangkapan atau catchment area, vegetasi sungai dansebagainya. 2. Proses yang dilakukan mudah dan murah, harga turbin, generator, panel kontrol, hingga pembangunan sipilnya kira-kira Rp 5 juta per KW (kondisional).
4. 5.
6. 7.
3. Tidak menimbulkan polutan yang berbahaya. Dapat diproduksi di Indonesia, sehingga jika terjadi kerusakan tidak akan sulit untuk mendapatkan sparepart-nya. Jika menerapkan mikrohidro sebagai pembangkit listrik secara tidak langsung kita dituntut untuk mengelola dan menata lingkungan agar tetap seimbang, sehingga sudah barang tentu tidak akan menimbulkan kerusakan lingkungan seperti banjir, tanah longsor atau erosi. Dan pada gilirannya ekosistem sungai atau daerah tangkapan akan tetap terjaga, dengan cara ini pula pemanasan global dapat lebih teredam. Mengurangi tingkat konsumsi energi fosil, langkah ini akan berperan dalam mengendalikan laju harga minyak di pasar internasional. Teknologi yang relatif sederhana dan mudah dioperasikan.
Kekurangan Sebuah PLTMH diantaranya adalah: 1. Lokasi potensi jauh dari beban sehingga cenderung tidak ekonomis 2. Harga sparepart yang cenderung masih mahal 3. Penentuan tariff yang menyulitkan karena pertimbangan social yang dominan 4. Tingginya biaya dan waktu yang dibutuhkan. kebanyakan proyek pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Mini-Mikrohidro (PLTMH) menghadapi berbagai hambatan seperti rendahnya faktor beban, kurangnya data yang cukup dan peran serta masyarakat setempat, hingga mempengaruhi tingginya biaya dan waktu yang dibutuhkan.
Mikrohidro Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas Belum Diperiksa
Potensi energi potensial yang dimiliki sungai dapat digunakan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air[1]. Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air.[rujukan?] Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator.[rujukan?] Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu.[rujukan?] Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head).[rujukan?] Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi [2]. Air dialirkan melalui sebuah pipa pesat kedalam rumah pembangkit yang pada umumnya dibagun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah generator. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan listrik 400 watt[3]. Relatif kecilnya energi yang dihasilkan mikrohidro dibandingkan dengan PLTA skala besar, berimplikasi pada relatif sederhananya peralatan serta kecilnya areal yang diperlukan guna instalasi dan pengoperasian mikrohidro. Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan mikrohidro, yakni tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Perbedaan antara Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dengan mikrohidro terutama pada besarnya tenaga listrik yang dihasilkan, PLTA dibawah ukuran 200 KW digolongkan sebagai mikrohidro. Dengan demikian, sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menjangkau ketersediaan jaringan energi listrik di daerah-daerah terpencil dan pedesaan [4]. Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro adalah sebagai berikut
[3]
:
1. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena menggunakan energi alam. 2. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan. 3. Tidak menimbulkan pencemaran. 4. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan. 5. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga ketersediaan air terjamin.
[sunting]Prinsip
Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Mikrohidro tipe crossflow
Prinsip dasar mikrohidro adalah memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh aliran air pada jarak ketinggian tertentu dari tempat instalasi pembangkit listrik.[rujukan?] Sebuah skema mikrohidro memerlukan dua hal yaitu, debit air dan ketinggian jatuh (head) untuk menghasilkan tenaga yang dapat dimanfaatkan. [rujukan?]
Hal ini adalah sebuah sistem konversi energi dari bentuk ketinggian dan aliran (energi potensial) ke
dalam bentuk energi mekanik dan energi listrik. Daya yang masuk (Pgross) merupakan penjumlahan dari daya yang dihasilkan (Pnet) ditambah dengan faktor kehilangan energi (loss) dalam bentuk suara atau panas. Daya yang dihasilkan merupakan perkalian dari daya yang masuk dikalikan dengan efisiensi konversi (Eo) [1]. Pnet = Pgross ×Eo kW Daya kotor adalah head kotor (Hgross) yang dikalikan dengan debit air (Q) dan juga dikalikan dengan sebuah faktor gravitasi (g = 9.8), sehingga persamaan dasar dari pembangkit listrik adalah : Pnet = g ×Hgross × Q ×Eo kW Dimana head dalam meter (m), dan debit air dalam meter kubik per detik (m/s 3).[rujukan?] [sunting]Komponen
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Beberapa komponen yang digunakan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro baik komponen utama maupun bangunan penunjang antara lain [5] : 1. Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
2. Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikelpartikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.[rujukan?] 3. Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.[rujukan?] 4. Bak penenang (Forebay). Bak penenang berada di ujung saluran pembawa yang berfungsi untuk mecegah turbulensi air sebelum diterjunkan melalui pipa pesat 5. Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin. 6. Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran mekanis. [rujukan?]
7. Pipa Hisap, (draft tube). Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang masih tinggi ke tekanan atmosfer. 8. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis. 9. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan. 10. Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol. Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi geografis, baik potensi aliran air serta ketinggian tempat) serta budaya masyarakat.[rujukan?]Sehingga terdapat kemungkinan terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan antara satu daerah dengan daerah yang lain.
Turbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Turbin sederhana memiliki satu bagian yang bergerak, "asembli rotor-blade". Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor. Contoh turbin awal adalah kincir angin dan roda air. Sebuah turbin yang bekerja terbalik disebut kompresor atau pompa turbo.
Turbin gas, uap dan air biasanya memiliki "casing" sekitar baling-baling yang memfokus dan mengontrol fluid. "Casing" dan baling-baling mungkin memiliki geometri variabel yang dapat membuat operasi efisien untuk beberapa kondisi aliran fluid. Energi diperoleh dalam bentuk tenaga "shaft" berputar. [sunting] Penggunaan turbin Penggunaan paling umum dari turbin adalah pemroduksian tenaga listrik. Hampir seluruh tenaga listrik diproduksi menggunakan turbin dari jenis tertentu.
Turbin kadangkala merupakan bagian dari mesin yang lebih besar. Sebuah turbin gas, sebagai contoh, dapat menunjuk ke mesin pembakaran dalam yang berisi sebuah turbin, kompresor, "kombustor", dan alternator. Turbin dapat memiliki kepadatan tenaga ("power density") yang luar biasa (berbanding dengan volume dan beratnya). Ini karena kemampuan mereka beroperasi pada kecepatan sangat tinggi. Mesin utama dari Space Shuttlemenggunakan turbopumps (mesin yang terdiri dari sebuah pompa yang didorong oleh sebuah mesin turbin) untuk memberikan propellant (oksig n cair dan hidrogen cair) ke ruang pembakaran mesin. Turbopump hidrogen cair ini sedikit lebih besar dari mesin mobil dan memproduksi 70.000 hp (52,2 MW). Turbin juga merupakan komponen utama mesin jet.
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun
kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apa pun sumber energi mekanik yang lain.
Bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk, danau, atau tempat rekreasi. Seringkali bendungan juga digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Air. Kebanyakan dam juga memiliki bagian yang disebut pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan. Bendungan(dam) dan bendung(weir) sebenarnya merupakan struktur yang berbeda. Bendung (weir) adalah struktur bendungan berkepala rendah (lowhead dam), yang berfungsi untuk menaikkan muka air, biasanya terdapat di sungai. Air sungai yang permukaannya dinaikkan akan melimpas melalui puncak / mercu bendung (overflow). Dapat digunakan sebagai pengukur kecepatan aliran air di saluran / sungai dan bisa juga sebagai penggerak pengilingan tradisional di negara-negara Eropa. Di negara dengan sungai yang cukup besar dan deras alirannya, serangkaian bendung dapat dioperasikan membentuk suatu sistem transportasi air. Di Indonesia, bendung dapat digunakan untuk irigasi bila misalnya muka air sungai lebih rendah dari muka tanah yang akan diairi.
Bendungan Bila, Sidenreng Rappang, Sulawesi Selatan, dibangun untuk mengairi 6950 hektar sawah
Daftar isi [sembunyikan]
1 Jenis bendungan
o
1.1 Bendungan Separuh
o
1.2 Bendungan kayu
2 Contoh bendungan
2.1 Bendungan gagal
o
3 Lihat pula
4 Pranala luar [sunting]Jenis
bendungan
Bendungan Hoover, sebuah bendungan beton lengkung di Black Canyon di Sungai Colorado Dam dapat diklasifikasikan menurut struktur, tujuan atau ketinggian. Berdasarkan struktur dan bahan yang digunakan, bendungan dapat diklasifikasikan sebagai dam kayu, "embankment dam" atau "masonry dam", dengan berbagai subtipenya. Tujuan dibuatnya termasuk menyediakan air untuk irigasi atau penyediaan air di perkotaan, meningkatkan navigasi, menghasilkan tenaga hidroelektrik, menciptakan tempat rekreasi atau habitat untuk ikan dan hewan lainnya, pencegahan banjirdan menahan pembuangan dari tempat industri seperti pertambangan atau pabrik. Hanya beberapa dam yang dibangun untuk semua tujuan di atas. Menurut ketinggian, dam besar lebih tinggi dari 15 meter dan dam utama lebih dari 150 m. Sedangkan, dam rendah kurang dari 30 m, dam sedang antara 30 - 100 m, dan dam tinggi lebih dari 100 m.
Kadang-kadang ada yang namanya Bendungan Sadel sebenarnya adalah sebuah dike, yaitu tembok yang dibangun sepanjang sisi danau untuk melindungi tanah di sekelilingnya dari banjir. Ini mirip dengan tanggul, yaitu tembok yang dibuat sepanjang sisi sungai atau air terjun untuk melindungi tanah di sekitarnya dari kebanjiran. Bendungan Pengecek check dam adalah bendungan kecil yang didisain untuk mengurangi dan mengontrol arus erosi tanah. Bendungan kering dry dam adalah bendungan yang didisain untuk mengontrol banjir. Ia biasanya kering, dan akan menahan air yang bila dibiarkan akan membanjiri daerah dibawahnya. [sunting]Bendungan Separuh Bendungan separuh diversionary dam adalah bendungan yang tidak menutup sungai. sebagian dari arus ditampuh di danauterpisah, di depan bendungan. [sunting]Bendungan kayu Bendungan kayu kadang-kadang digunakan orang karena keterbatasan lokasi dan ketinggian di tempat ia dibangun. Di Lokasi tempat bendungan kayu dibuat, kayulah bahan yang paling murah, semen mahal dan sulit untuk diangkut. Bendungan kayu dulu banyak digunakan, tapi kebanyakan sudah diganti dengan beton, khususnya di negara-negara industri. Beberapa bendungan dam masih dipakai. Kayu juga bahan dasar yang digunakan berang-berang, sering juga ditambah lumpur dan bebatuan untuk membuat bendungan berang-berang.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.
The word turbine was coined in 1828 by Claude Burdin (1788-1873) to describe the subject of an 1826 engineering competition for a water power source. It comes from Latin turbo, turbinis, meaning a "whirling" or a "vortex," and by extension a child's top or a spindle. Defining a turbine as a rotating machine for deriving power from water is not quite exact. The precise definition is a machine in which the water moves relatively to the surfaces of the machine, as distinguished from machines in which such motion is secondary, as with a cylinder and piston. The
common overshot water wheel is a rotating machine, but not a turbine, while an undershot wheel is an impulse turbine, but not generally considered as one. We shall discuss many types of water-driven prime movers in this article, but mainly turbines, for which we will explain the fundamental theory. We shall also discuss steam turbines and gas turbines and their applications. Wind turbines are treated in another article. Water in nature is a useful source of energy. It comes directly in mechanical form, without the losses involved in heat engines and fuel cells, and no fuels are necessary. Solar heat evaporates water, mostly from the oceans, where it is mixed into the lower atmosphere by turbulence, and moved by the winds. Through meteorological processes, it falls on the earth as precipitation, on the oceans, but also on high ground, where it makes its way downhill to the sea, with evaporative and other losses. A cubic metre of water can give 9800 J of mechanical energy for every metre it descends, and a flow of a cubic metre per second in a fall of 1 m can provide 9800 W, or 13 hp. The efficiency of hydraulic machines can be made close to 1, so that all this energy is available, and it can be converted to electrical energy with an efficiency of over 95%. The disadvantage of energy from water is that it is strictly limited, and widely distributed in small amounts that are difficult to exploit. Only where a lot of water is gathered in a large river, or where descent is rapid, is it possible to take economic advantage. Most of these possibilities are quite small, as are the hydropower sites along the Fall Line on the Atlantic coast of the United States, or on the slopes of the Pennines in England. These were developed in the early days of the Industrial Revolution, but are now abandoned because their scale is not the scale of modern industry. Each site provided a strictly limited horsepower, and in the autumns the water often failed. For expansion and reliability, all were rapidly replaced by steam engines fueled by coal, which were expandable and reliable. Today, hydropower usually means a large project on a major river, with extensive environmental damage. The fall in head is provided by a dam, which creates a lake that will be of limited life, since geological processes hate lakes and destroy them as rapidly as possible. Niagara Falls is an excellent example of a hydropower site. It is unique; there is only one, and hardly anything else similar. The Niagara River carries the entire discharge of the Great Lakes, about 5520 m3/s, and the concentrated elevation difference is about 50 m. The visible falls carry nothing like this much water today; most is used for power. Hydropower could destroy the falls as a sublime view; we
are lucky it has not. The power available from this discharge and drop is 3.6 x 106 hp. The figures given in the encyclopedia for the power available from the Canadian and U.S. power projects on each side add up to considerably more than this. Perhaps they use more drop, or perhaps they are just optimistic. The first large-scale hydropower development here was in 1896. This was also the site of Nikola Tesla's two-phase plant that pioneered polyphase power in the U.S. For comparison, the more than 190 million registered motor vehicles in the U.S. probably have an aggregate power capability of neary 2 x 10 10 hp, equivalent to 5000 Niagaras. Hydropower and increasing population cannot coexist; the limits of hydropower are fixed and obvious. It is really too bad that small-scale hydropower projects are no longer economically viable. In 1920, about 40% of electric power in the U.S. came from hydropower; in 1989 that percentage had dropped to 9.5%. It was not that hydropower had decreased in absolute terms, but had remained roughly constant while the total market had expanded greatly.
Power From Water To get power from water, it must be extracted as the water is lowered in elevation. That there is a current in a stream is obvious; it comes from the open-channel flow of the water under the influence of gravity. If you hold a paddle-wheel in the stream, it will be rotated and you can extract power from it. This is an elementary impulse turbine, a rotating machine acted upon by the force of moving water. This is not a copious source of power, but at least it does not involve the disturbance of the stream, which was always of intererest to the neighbors. Wheels like this are called undershot, and were very common at all dates, because they can be used without disturbing the stream. These were the typical Roman water mills, described in Vitruvius. There are, however, very few relics remaining from these mills, and their history is often seriously misrepresented. The wheels drove horizontal millstones through gearing, usually by a face and a lantern gear. All parts of a mill were made of wood, except for small pieces of metal where desirable. Roman water mills were suggested by the irrigation machinery that had been long used in the arid Near East to raise water. The Egyptian shaduf, a counterweighted pot, was millennia old, raising water by about 2 m, and sometimes arranged in cascade. This was not, of course, a source of energy but a consumer of it, though it made the most of human effort. A much later development was the chain of pots, saqiya or Persian wheel, that rotated to raise pots of water to a height, where they were automatically emptied into an aqueduct as they rotated. This could be
operated by man or beast, but some ingenious person fitted the rim of the wheel with vanes or paddles. When dipped into the current, they rotated the wheel with sufficient force to raise the pots with no assistance. This was the remarkable noria, probably the first application of water power, developed in the fourth century BCE at an unknown location. The Syrian city of Hama, 75 km inland from the Mediterranean, received its water from aqueducts filled by norias on the River Orontes. Famous norias also were built in Portugal. An outstanding water-raising project that should be more widely known was the Artificio of Juanelo Turriano (? - 1585) at Toledo. Toledo is 600 m above the Rio Tajo, and for centuries water had been laboriously carried up in leather bags on the backs of mules. Turriano built an undershot wheel on the river that was equipped as a noria, filling a basin on the bank. By means of reciprocating rods, a bucket filled from this basin was rocked about an axis, tipping its water down a pipe into a following bucket. This was continued up the slope to the city, each bucket rocking and alternately filling and tipping into the next, in a mechanical bucket brigade to the top, doing the work of 600 mules. These undershot mills were very sensitive to water level. To remedy this difficulty where water level varied, wheels were mounted on pontoons that were moored in the stream. Usually, the wheel was set between two boats, where the bearings would be satisfactory and the water velocity the greatest. Mill boats were used on the Guadalquivir at Córdoba, since the river level was quite variable with the season. Mill boats were also used on the Thames in London, and beneath the Grand Pont in Paris, as well as at Cologne on the Rhine. If they were moored in the arches of a bridge they could take advantage of the higher current there. The openings in medieval bridges were usually small and inadequate, favoring this application. The invention of the floating mill is traditionally ascribed to an emergency measure of the Roman general Belisarius in 537, while defending Rome from an Ostrogothic siege. If you were permitted to construct a weir, and usually this involved an extended legal wrangle over navigation rights, you could make available a few feet of drop all in one place. If you made a spillway, you would have some rapid water at its base to put a paddle wheel in. An alternative was to make the wheel move in a closely-fitting shroud, or to provide it with buckets, so that the water would by its weight press down the paddles. This is a completely different principle than the impulse machine, though many machines derived energy from both sources. With care, most of the energy of the descending water could be gathered, a distinctly
more efficient operation than any available type of impulse machine. Later, welldesigned wheels with the water applied at some height less than the wheel diameter were called breast-shot wheels because the water entered part way up the diameter. A wheel of large diameter was usually necessary to provide sufficient power at the desired slow speed. Breast wheels were the most common type of mill wheel, even into the 20th century, since they were both efficient and well suited to moderate heads. The great weir on the River Dee at Chester supplied a head for the city's mills for many years. Despite many orders for its destruction, it has lasted to the present. At Exeter in Devon, there was great opposition to Countess Wear (an alternative spelling) built across the Exe by the Countess of Devon that facilitated the collection of traditional tolls on river traffic, as well as head for a mill. There were other weirs on this small river, each supplying a mill, and a very early navigation canal was built to bypass the weirs. Boats were often dragged upstream past a weir on water temporarily released by a flash gate. Locks were a more recent affair, and now permit easy passage without a waste of water. Tidal mills were also built in favorable locations. Sometimes the rising and falling tidal streams in an estuary could work an undershot wheel. More commonly, a tidal basin was filled at high tide and then emptied past the wheel at low tide, giving two periods of power a day for several hours in most places. The times of day were variable, but were at least predictable. Tidal mills were on a much smaller scale than today's tidal power schemes. If the water was available at a sufficiently high level, perhaps through a canal or flume from an upstream point, it could be introduced near the top of the wheel. These were overshot wheels and, like breast wheels, used the weight of the water only, and were quite efficient. Overshot wheels were used by the Romans wherever sufficient head was available. At Barbegal, near Arles in southern France, a double row of 16 overshot wheels, each 9 ft in diameter and 3 ft wide, was applied to flour milling. This installation could provide flour for 80,000 people. At Laxey, on the Isle of Man, an overshot wheel of 70 ft diameter, rotating at 2.5 rpm and developing 175 hp, was fed by water under pressure that rose in a masonry column and was then led to the top of the wheel in a wooden flume. The output of the wheel was used for pumping a lead mine. This "Lady Isabella" wheel was built in 1854 or 1856, and served until the mine was abandoned in 1929. The water for an overshot wheel was often applied beyond the centre line, so that the wheel rotated in the same sense as the water approached. If the water below the
wheel became too high, it would retard the wheel, an effect known as back watering. It was easy to cure this by admitting the water on the other side of the centre, so the wheel revolved in the opposite direction and the water below would aid the rotation, not hinder it. The Laxey wheel was of this type, called a pitchback wheel. Another help was ventilating buckets that had openings to aid the discharge of water. John Smeaton (1724-1792), one of the first modern Civil Engineers, and a very successful one, founder of the Smeatonian Society that later became the Institution of Civl Engineers, took great interest in improving water wheels, and in introducing cast iron in their construction, just at the time when the rotary steam engine was coming into being. Improvements in water wheels continued in the 19th century, by such engineers as Robert Fairbairn, and were brought to a high state of excellence with metal replacing most of the wood in both wheel and gearing. Since the wood around waterwheels is alternately wet and dry, it is very subject to rotting, and this was a persistent problem. The vanes, blades or buckets on a waterwheel were called floats, sometimes rungs. Water was carried to and from the wheel in a mill race. The water arrived in a head race, and left in a tail race. A head race was locally called a lade or a launder. A mill race could be called a flume in the United States, or a leat in Britain. The water was controlled by means of a sluice, sometimes redundantly called a "sluice gate." A sluice is a vertically sliding gate, often operated by rack and pinion. A penstock may be a sluice, but is also a closed channel through which water is delivered under pressure. Water wheels can be run in reverse--driven, for example, by windmills, and function as pumps. The most common water-lifting machine in Holland was the scoop wheel, very much like a breast-shot wheel run in reverse. These were sometimes cascaded to give a greater lift. For lesser discharges,
Penjelasan Lengkap Tentang Karakteristik Turbin Air Cross Flow untuk PLTMH
Ada banyak tipe turbin yang dipakai untuk tenaga penggerak generator pada pembangunan PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro). Ternyata Pemakaian jenis Turbin Cross-Flow lebih menguntungkan dibanding dengan pengunaan kincir air maupun jenis turbin mikro hidro lainnya...
Berikut alasannya : I. KLASIFIKASI TURBIN AIR Dengan kemajuan ilmu Mekanika fluida dan Hidrolika serta memperhatikan sumber energi air yang cukup banyak tersedia di pedesaan akhirnya timbullah perencanaan-perencanaan turbin yang divariasikan terhadap tinggi jatuh ( head ) dan debit air yang tersedia. Dari itu maka masalah turbin air menjadi masalah yang menarik dan menjadi objek penelitian untuk mencari sistim, bentuk dan ukuran yang tepat dalam usaha mendapatkan effisiensi turbin yang maksimum. Pada uraian berikut akan dijelaskan pengklasifikasian turbin air berdasarkan beberapa kriteria. 1.1. Berdasarkan Model Aliran Air Masuk Runner. Berdasaran model aliran air masuk runner, maka turbin air dapat dibagi menjadi tiga tipe yaitu 1.
Turbin Aliran Tangensial Pada kelompok turbin ini posisi air masuk runner dengan arah tangensial atau tegak lurus dengan poros runner mengakibatkan runner berputar, contohnya Turbin Pelton dan Turbin Cross-Flow.
2.
Turbin Aliran Aksial Pada turbin ini air masuk runner dan keluar runner sejajar dengan poros runner, Turbin Kaplan atau Propeller adalah salah satu contoh dari tipe turbin ini.
3.
Turbin Aliran Aksial - Radial Pada turbin ini air masuk ke dalam runner secara radial dan keluar runner secara aksial sejajar dengan poros. Turbin Francis adalah termasuk dari jenis turbin ini.
1.2. Berdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya. Dalam hal ini turbin air dapat dibagi atas dua tipe yaitu : 1.
Turbin Impuls. Semua energi potensial air pada turbin ini dirubah menjadi menjadi energi kinetis sebelum air masuk/ menyentuh sudu-sudu runner oleh alat pengubah yang disebut nozel. Yang termasuk jenis turbin ini antara lain : Turbin Pelton dan Turbin Cross-Flow. 2. Turbin Reaksi. Pada turbin reaksi, seluruh energi potensial dari air dirubah menjadi energi kinetis pada saat air melewati lengkungan sudu-sudu pengarah, dengan demikian putaran runner disebabkan oleh perubahan momentum oleh air. Yang termasuk jenis turbin reaksi diantaranya : Turbin Francis, Turbin Kaplan dan Turbin Propeller. 1.3. Berdasarkan Kecepatan Spesifik (ns) Yang dimaksud dengan kecepatan spesifik dari suatu turbin ialah kecepatan putaran runner yang dapat dihasilkan daya effektif 1 BHP untuk setiap tinggi jatuh 1 meter atau dengan rumus dapat ditulis ( Lal, Jagdish, 1975 ) :
ns
=
n .
Ne
1/2
/ Hefs5/4
Dimana : ns = n = Kecepatan Hefs = tinggi Ne = daya turbin effektif ...... HP
kecepatan putaran jatuh
spesifik turbin effektif
....... ......
turbin rpm m
Setiap turbin air memiliki nilai kecepatan spesifik masing-masing, tabel 1. menjelaskan batasan kecepatan spesifik untuk beberapa turbin kovensional ( Lal, Jagdish, 1975 )
1.4. Berdasarkan Head dan Debit. Dalam hal ini pengoperasian turbin air disesuaikan dengan potensi head dan debit yang ada yaitu : 1. Head yang rendah yaitu dibawah 40 meter tetapi debit air yang besar, maka Turbin Kaplan atau propeller cocok digunakan untuk kondisi seperti ini. 2. Head yang sedang antara 30 sampai 200 meter dan debit relatif cukup, maka untuk kondisi seperti ini gunakanlah Turbin Francis atau Cross-Flow. 3. Head yang tinggi yakni di atas 200 meter dan debit sedang, maka gunakanlah turbin impuls jenis Pelton. Gambar 7. menjelaskan bentuk kontruksi empat macam runner turbin konvensional.
Turbin Cross-Flow memiliki karakteristik yang spesifik dibanding jenis penggerak turbin lainnya diantaranya ialah : 2.1. Keunggulan Turbin Cross-Flow Turbin Cross-Flow adalah salah satu turbin air dari jenis turbin aksi (impulse turbine). Prinsip kerja turbin ini mula-mula ditemukan oleh seorang insinyur Australia yang bernama A.G.M. Michell pada tahun 1903. Kemudian turbin ini dikembangkan dan dipatenkan di Jerman Barat oleh Prof. Donat Banki sehingga turbin ini diberi nama Turbin Banki kadang disebut juga Turbin Michell-Ossberger (Haimerl, L.A., 1960).
Pemakaian jenis Turbin Cross-Flow lebih menguntungkan dibanding dengan pengunaan kincir air maupun jenis turbin mikro hidro lainnya. Penggunaan turbin ini untuk daya yang sama dapat :
Hemat Biaya : Menghemat biaya pembuatan penggerak mula sampai 50 % dari penggunaan kincir air dengan bahan yang sama. Penghematan ini dapat dicapai karena ukuran Turbin Cross-Flow lebih kecil dan lebih kompak dibanding kincir air. Diameter kincir air yakni roda jalan atau runnernya biasanya 2 meter ke atas, tetapi diameter Turbin Cross-Flow dapat dibuat hanya 20 cm saja sehingga bahan-bahan yang dibutuhkan jauh lebih sedikit, itulah sebabnya bisa lebih murah.
Effesiensi : Demikian juga daya guna atau effisiensi rata-rata turbin ini lebih tinggi dari pada daya guna kincir air. Hasil pengujian laboratorium yang dilakukan oleh pabrik turbin Ossberger Jerman Barat yang
menyimpulkan bahwa daya guna kincir air dari jenis yang paling unggul sekalipun hanya mencapai 70 % sedang effisiensi turbin Cross-Flow mencapai 82 % ( Haimerl, L.A., 1960 ). Tingginya effisiensi Turbin Cross-Flow ini akibat pemanfaatan energi air pada turbin ini dilakukan dua kali, yang pertama energi tumbukan air pada sudusudu pada saat air mulai masuk, dan yang kedua adalah daya dorong air pada sudu-sudu saat air akan meninggalkan runner. Adanya kerja air yang bertingkat ini ternyata memberikan keuntungan dalam hal effektifitasnya yang tinggi dan kesederhanaan pada sistim pengeluaran air dari runner. Kurva di bawah ini akan lebih menjelaskan tentang perbandingan effisiensi dari beberapa turbin konvensional.
Dari kurva tersebut ditunjukan hubungan antara effisiensi dengan pengurangan debit akibat pengaturan pembukaan katup yang dinyatakan dalam perbandingan debit terhadap debit maksimumnya.Untuk Turbin Cross Flow dengan Q/Qmak = 1 menunjukan effisiensi yang cukup tinggi sekitar 80%, disamping itu untuk perubahan debit sampai dengan Q/Qmak = 0,2 menunjukan harga effisiensi yang relatif tetap ( Meier, Ueli,1981). Dari kesederhanaannya jika dibandingkan dengan jenis turbin lain, maka Turbin Cross-Flow yang paling sederhana. Sudu-sudu Turbin Pelton misalnya, bentuknya sangat pelik sehigga pembuatannya harus dituang. Demikian juga runner Turbin Francis, Kaplan dan Propeller pembuatannya harus melalui proses pengecoran/tuang. Tetapi runner Turbin Cross Flow dapat dibuat dari material baja sedang (mild steel) seperti ST.37, dibentuk dingin kemudian dirakit dengan konstruksi las. Demikian juga komponen-komponen lainnya dari turbin ini semuanya dapat dibuat di bengkel-bengkel umum dengan peralatan pokok mesin las listrik, mesin bor, mesin gerinda meja, bubut dan peralatan kerja bangku, itu sudah cukup. Dari kesederhanaannya itulah maka Turbin Cross-Flow dapat dikelompokan sebagai teknologi tepat guna yang pengembangannya di masyarakat pedesaan memiliki prospek cerah karena pengaruh keunggulannya sesuai dengan kemampuan dan harapan masyarakat. Dari beberapa kelebihan Turbin Cross-Flow itulah, maka sampai saat ini pemakaiannya di beberapa negara lain terutama di Jerman Barat sudah tersebar luas, bahkan yang dibuat oleh pabrik Turbin Ossberger sudah mencapai 5.000 unit lebih, sebagaimana diungkapkan oleh Prof. Haimerl (1960) dalam suatu artikelnya sebagai berikut : "Today, numerous turbines throughout the world are operating on the Cross-flow principle, and most of these (more than 5.000 so far) have been built by Ossberger"
Selanjutnya Prof. Haimerl (1960) menyatakan pula bahwa setiap unit dari turbin ini dapat dibuat sampai kekuatan kurang lebih 750 KW, dapat dipasang pada ketinggian jatuh antara 01 sampai 200 meter dengan debit air sampai 3.000 liter/detik. Cocok digunakan untuk PLTMH, penggerak instalasi pompa, mesin pertanian, workshop, bengkel dan lain sebagainya. Turbin Cross-Flow secara umum dapat dibagi dalam dua tipe ( Meier, Ueli, 1981 ) yaitu : 1. Tipe T1, yaitu Turbin Cross-Flow kecepatan rendah . 2. Tipe T3, yaitu Turbin Cross-Flow kecepatan tinggi. Kedua tipe turbin tersebut lebih dijelaskan oleh gambar berikut:
2.2. Cara Mengoperasikan Turbin Cross-Flow Cara mengoperasikan Turbin Cross-Flow, pertama kali buka pintu utama di sekitar bendungan agar air dapat mengalir melalui kanal ke bak penenang. Setelah permukaan air di kolam penampung naik setinggi 1,5 meter di atas mulut pipa pesat hingga sebagian air ada yang terbuang melimpah melalui saluran limpah, maka pada saat itu pula pintu di mulut pipa pesat dibuka hingga pipa pesat penuh terisi namun pada saat itu air tak dapat masuk turbin sebab katup di bawah di dalam posisi menutup penuh. Selanjutnya sekarang kegiatan pengoperasian berlangsung di rumah pembangkit. Bukalah katup secara berkala dengan perantaraan regulator tangan sampai air dapat keluar dari nozel dan akhirnya memutarkan runner. Setelah runner berputar normal, lepaskan pasak penghubung katup – regulator, proses pengaturan katup ini selanjutnya dilakukan oleh governor mekanis. Selama pengoperasian awal ini, generator jangan dahulu dihubungkan dengan beban, namun setelah governor bekerja secara normal baru generator dihubungkan dengan beban. Untuk selanjutnya, penyesuaian pemakaian beban dengan pembukaan katup bekerja secara otomatis yang dilakukan oleh governor. 2.3. Regulator Komponen-komponen regulator antara lain : (1) roda tangan, (2) poros berulir, (3) bantalan berulir, (4) engsel, (5) bantalan pengantar dan (6) tuas perantara , untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar 8.
2.4. Governor. Untuk mengatur jumlah debit air yang masuk ke runner seimbang dengan jumlah pemakaian beban lisrik, maka digunakan sebuah alat yang disebut governor. Governor yang digunakan untuk turbin ini adalah governor mekanis sebagaimana yang dijelaskan gambar 9. Pemilihan governor mekanis dengan pertimbangan dapat dibuat di bengkel- bengkel umum dengan biaya yang relatif terjangkau dibanding dengan governor elektrik. Disamping itu, governor mekanis sangat cocok dipasang pada sistim PLTMH yang sederhana. Sedangkan kepekaan dan kesensitifan kerja governor ini dapat diandalkan dan bisa bersaing dengan jenis governor lain. Komponen-komponen governor tersebut antara lain, 1. Puli pada poros runner 2. Puli pada poros perantara 3. Belt transmisi, ketiga elemen ini merupakan komponen sistim transmisi daya dan putaran dari poros runner ke poros governor. 4. Roda gigi payung pada poros perantara. 5. Roda gigi payung poros governor, berfungsi meneruskan transmisi daya dan putaran dari poros perantara. 6. Poros governor, berfungsi sebagai rel tempat naik turunnya bantalan jalan, pada poros ini pula bantalan diam bertumpu. 7. Bantalan jalan, berfungsi sebagai pengait dan pembawa tuas-tuas yang berhubungan dengan katup. 8. Tuas-tuas, berfungsi sebagai penghubung gerak langkah bantalan jalan ke posisi katup. 9. Lengan-lengan governor, berfungsi sebagai penerus gerak langkah bantalan jalan dan sebagai penentu posisi bandul. 10. Bandul, berfungsi untuk menstabilkan putaran dan untuk mendapat jarak langkah yang diinginkan, hal ini sangat berhubungan dengan gaya sentripugal yang terjadi. 11. Pegas, berfungsi memberikan gaya reaksi terhadap bantalan jalan sehingga timbul keseimbangan aksi – reaksi yang menjadikan sistim beroperasi secara otomatis mekanis. 12. Bantalan diam, berfungsi untuk menumpu ujung poros governor pada posisi yang tetap sehingga governor dapat bekerja stabil.
III. MERAKIT TURBIN CROSS-FLOW
Yang termasuk komponen penggerak mula turbin ialah nozel, katup, runner, poros runner, tutup turbin dan rangka pondasi. Berikut ini akan dijelaskan proses pembuatan dan perakitan komponen- komponen penggerak mula tersebut. 3.1. Runner
3.2. Katup
3.3. Nozel
3.4. Tutup Turbin
IV. MELUKIS BUSUR SUDU DENGAN ANALISA SEGITIGA KECEPATAN 4.1.Variabel Analisa Segi Tiga Kecepatan Variabel - variabel awal yang dibutuhkan dalam analisa segi tiga kecepatan antara lain: 1.
2.
Kecepatan air masuk runner (Vr ) Dalam hal ini kecepatan air masuk runner sama dengan kecepatan air keluar dari nozel (Vn ) yaitu, Vr = Vn Vr = Kn . ( 2 . g . Hefs )1/2 Diketahui, Kn = koefisien tahanan nozel = 0,96 ( Sutarno, 1973 ) g = percepatan gravitasi bumi = 9,81 m/det2 Hefs = head efektif sebenarnya Kecepatan keliling diameter luar runner ( Uo )
3.
4. 5. 6.
Dalam hal ini harga Uo dapat ditentukan dari persamaan berikut ( Sutarno, 1973 ), Uo = 0,5 . Vr Hasil percobaan para ahli Turbin Cross Flow, mereka menyimpulkan bahwa dengan menentukan harga Uo = 0,5 . Vr ternyata didapatkan effisiensi turbin yang paling besar, kebenaran tentang kesimpulan ini akan diuji pada uraian nanti dengan memasukan macam-macam nilai perbandingan Uo/ Vr ke dalam analisa segitiga kecepatan seperti yang dimaksud, dengan demikian maka, Kecepatan Keliling Diameter Dalam Runner ( Ui ) Dalam hal ini nilai Ui dapat ditentukan dari perbandingan diameter dalam dan luar runner yaitu, Ui = ( Di / Do ) . Uo Diameter luar runner ( Do ) Diameter dalam runner ( Di ) Sudut air masuk sudu ( θ )
Hasil pengujian Pabrik Turbin Ossberger Jerman Barat, untuk mendapatkan effisiensi turbin yang tertinggi direkomendasikan besar sudut air masuk sudu θ = 150. Hal ini disebabkan energi kecepatan air masuk sudu runner lebih banyak termanfaatkan terbukti dari hasil perbandingan kecepatan air keluar dari runner dengan kecepatan air masuk runner jauh lebih kecil dibanding dengan apabila sudut air masuk sudu lebih besar atau lebih kecil dari 150 ( Haimerl, 1960 ). Kebenaran tentang kesimpulan ini akan dibuktikan pada pembahasan nanti dengan memvariabelkan sudut θ. Dalam perencanaan turbin seperti yang diuraikan pada bab sebelumnya, penulis memilih harga sudut θ = 150. Selanjutnya dengan data-data di atas dapat ditentukan model busur sudu sekaligus dapat diketahui berapa persen energi kecepatan air yang dimanfaatkan oleh runner. Untuk memudahkan analisa, nilai-nilai dari variabel di atas diskalakan . Setelah semua data diskalakan, selanjutnya masukan ke dalam analisa segi tiga kecepatan berikut melalui dua tahap penggambaran yaitu,
Tahap 1, Air masuk runner Vr = kecepatan air masuk sudu rim luar Uo = kecepatan keliling diameter luar runner Ui = kecepatan keliling diameter dalam runner Vf = kwecepatan relatif air masuk sudu rim luar Vfi = kecepatan relatif air kelur sudu rim dalam Vi = kecepatan air keluar sudu rim dalam Tahap 2, Air keluar runner. Vo = kecepatan air masuk sudu rim dalam Vfo = kecvepatan relatif air masuk sudu rim dalam Vr' = kecepatan air keluar sudu rim luar Vf ' = kecepatan relatif air keluar sudu rim luar 4.2. Perbandingan Effisiensi Dengan Analisa Segi Tiga Kecepatan.
Busur A-B inilah yang dijadikan mal untuk menentukan kelengkungan dan posisi sudu-sudu yang dipasang diantara dua buah piringan. Hal ini tidak begitu sulit dipraktekan di lapangan yang lebih diutamakan ialah ketelitian dan keuletan dalam bekerja. Titik B seperti pada gambar di atas merupakan titik ujung dari busur sudu A-B. Pada saat runner berputar ke kiri, titik B akan mengalami perpindahan relatif sejauh B-B' dan waktu yang diperlukan untuk perpindahan relatif dari B ke B' sama dengan waktu yang diperlukan oleh suatu titik air guna menempuh busur dari titik A ke titik B dengan kecepatan relatif.
DAFTAR PUSTAKA 1. Akhir 2. 3. 4. 5.
Bachtiar, Asep Neris. (1988). Perencanaan Turbin Air Penggerak Generator Listrik Pedesaan. Tugas Haimerl, L.A.(1960). The Cross Flow Turbine. Jerman Barat Lal, Jagdish. (1975). Hydraulic Machine. New Delhi : Metropolitan Book Co Private Ltd Sutarno. (1973). Sistim Listrik Mikro Hidro Untuk Kelistrikan Desa. Yogyakarta : UGM Yogyakarta My Little Notes
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Part 1.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah Pembangkit Listrik yang memanfaatkan energy potensial dan kinetic air menjadi energy listrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah Generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Jenis-jenis Turbin air Turbin atau kincir adalah komponen utama dalam proses pembangkitan tenaga listrik, turbin berfungsi sebagai pemutar generator. a. Turbin Impuls : Adalah turbin yang bekerja karena aliran air. Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pda nozle. Air keluar nozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan. Contoh : Turbin Pelton. Untuk pembangkit skala besar membutuhkan head lebih kurang 150 meter tetapi untuk skala mikro head 20 meter sudah mencukupi.
Gambar Turbin Pelton
Turbin Turgo. Dapat beroperasi pada head 30 s/d 300 m. Seperti turbin pelton turbin turgo merupakan turbin impulse, tetapi sudunya berbeda
Gambar Turbin Turgo
Turbin Crossflow. Salah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin Michell-Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga disebut Turbin Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin crossflow. Turbin crossflow dapat dioperasikan pada debit 20 litres/sec hingga 10 m3/sec dan head antara 1 s/d 200 m.
b. Turbin Reaksi : Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi. Runner turbin reaksi sepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam rumah turbin. Contoh : Turbin francis. Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial.
Gambar Turbin Francis
Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial. Turbin ini tersusun dari propeller seperti pada perahu.. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga hingga enam sudu. Tabel Daerah Operasi Turbin
Jenis Turbin Kaplan dan Propeller Francis Peiton Crossflow Turgo
Variasi Head, m 2 < H < 20 10 < H < 350 50 < H < 1000 6 < H < 100 50 < H < 250
Kriteria Pemilihan Jenis Turbin Pemilihan jenis turbin dapat ditentukan berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari jenisjenis turbin, khususnya untuk suatu desain yang sangat spesifik. Pada tahap awal, pemilihan jenis turbin dapat diperhitungkan dengan mempertimbangkan parameter-parameter khusus yang mempengaruhi sistem operasi turbin, yaitu : Faktor tinggi jatuhan air efektif (Net Head) dan debit yang akan dimanfaatkan untuk operasi turbin merupakan faktor utama yang mempengaruhi pemilihan jenis turbin, sebagai contoh : turbin pelton efektif untuk operasi pada head tinggi, sementara turbin propeller sangat efektif beroperasi pada head rendah. Faktor daya (power) yang diinginkan berkaitan dengan head dan debit yang tersedia. Kecepatan (putaran) turbin ang akan ditransmisikan ke generator. Sebagai contoh untuk sistem transmisi direct couple antara generator dengan turbin pada head rendah, sebuah turbin reaksi (propeller) dapat mencapai putaran yang diinginkan, sementara turbin pelton dan crossflow berputar sangat lambat (low speed) yang akan menyebabkan sistem tidak beroperasi. Ketiga faktor di atas seringkali diekspresikan sebagai "kecepatan spesifik, Ns", yang didefinisikan dengan formula: Ns = N x P0.51W .21 dimana : N = kecepatan putaran turbin, rpm P = maksimum turbin output, kW H = head efektif , m Output turbin dihitung dengan formula: P = 9.81 xQxHx qt Dimana Q = debit air, m 3 ldetik H = efektif head, m ilt = efisiensi turbin = 0.8 - 0.85 untuk turbin pelton = 0.8 - 0.9 untuk turbin francis = 0.7 - 0.8 untuk turbin crossfiow = 0.8 - 0.9 untuk turbin propellerlkaplan Kecepatan spesifik setiap turbin memiliki kisaran (range) tertentu berdasarkan data eksperimen. Kisaran kecepatan spesifik beberapa turbin air adalah sebagai berikut: Turbin pelton TurbinFrancis Turbin Crossflow Turbin Propeller
12≤Ns≤25 60≤;Ns≤300 40≤Ns≤200 250≤Ns≤ 1000
Dengan mengetahui kecepatan spesifik turbin maka perencanaan dan pemilihan jenis turbin akan menjadi lebih mudah. Beberapa formula yang dikembangkan dari data eksperimental berbagai jenis turbin dapat digunakan untuk melakukan estimasi perhitungan kecepatan spesifik turbin, yaitu : Turbin pelton (1 jet) Turbin Francis
Ns = 85.49/H0.243 Ns = 3763/H0.854
(Siervo & Lugaresi, 1978) (Schweiger & Gregory, 1989)
Turbin Kaplan Turbin Crossfiow Turbin Propeller
Ns = 2283/H0.486 Ns = 513.25/H0.505 Ns = 2702/H0.5
(Schweiger & Gregory, 1989) (Kpordze & Wamick, 1983) (USBR, 1976)
Komponen PLTA PLTA yang paling konvensional mempunyai empat komponen utama sebagai berikut :
Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi. 2. Turbine, gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik. 3. Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. Generator di PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit listrik lainnya. 4. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri. 1.
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Part 2.
Jenis-Jenis PLTA
1. Berdasarkan Tinggi Terjun PLTA a.
PLTA jenis terusan air (water way) Adalah pusat listrik yang mempunyai tempat ambil air (intake) di hulu sungai dan mengalirkan air ke hilir melalui terusan air dengan kemiringan (gradient) yang agak kecil. Tenaga listrik dibangkitkan dengan cara memanfaatkan tinggi terjun dan kemiringan sungai.
b.
c.
PLTA jenis DAM /bendungan Adalah pembangkit listrik dengan bendungan yang melintang disungai, pembuatan bendungan ini dimaksudkan untuk menaikkan permukaan air dibagian hulu sungai guna membangkitkan energi potensial yang lebih besar sebagai pembangkit listrik
PLTA jenis terusan dan DAM (campuran) Adalah pusat listrik yang menggunakan gabungan dari dua jenis sebelumnya, jadi energi potensial yang diperoleh dari bendungan dan terusan.
a.
2. PLTA Berdasarkan Aliran Sungai PLTA jenis aliran sungai langsung (run of river) Banyak dipakai dalam PLTA saluran air/terusan, jenis ini membangkitkan listrik dengan memanfaatkan aliran sungai itu sendiri secara alamiah.
b.
PLTA dengan kolam pengatur (regulatoring pond) Mengatur aliran sungai setiap hari atau setiap minggu dengan menggunakan kolam pengatur yang dibangun melintang sungai dan membangkitkan listrik sesuai dengan beban. Disamping itu juga dibangun kolam pengatur di hilir untuk dipakai pada waktu beban puncak (peaking power plant) dengan suatu waduk yang mempunyai kapasitas besar yang akan mengatur perubahan air pada waktu beban puncak sehingga energi yang dihasilkan lebih maksimal.
c.
Pusat listrik jenis waduk (reservoir) Dibuat dengan cara membangun suatu waduk yang melintang sungai, sehingga terbentuk seperti danau buatan, atau dapat dibuat dari danau asli sebagai penampung air hujan sebagai cadangan untuk musim kemarau.
d.
PLTA Jenis Pompa (pumped storage)
Adalah jenis PLTA yang memanfaatkan tenaga listrik yang berlebihan ketika musim hujan atau pada saat pemakaian tenaga listrik berkurang saat tengah malam, pada waktu ini sebagian turbin berfungsi sebagai pompa untuk memompa air yang di hilir ke hulu, jadi pembangkit ini memanfaatkan kembali air yang dipakai saat beban puncak dan dipompa ke atas lagi saat beban puncak terlewati. Salah satu tujuan utama PLTA jenis ini adalah membangkitkan energy listrik dengan harga minimum dan menjualnya saat harga maksimum.
e.
PLTA Hydroseries Konsep PLTA ini adalah dengan memanfaatkan aliran sungai yang panjang dan deras dari ketinggian tertentu. Dimana sepanjang aliran sungai terdapat lebih dari satu bendungan yang diseri pada ketinggian tertentu untuk menghasilkan energy listrik yang lebih optimal. Selain itu manfaat lain dari PLTA Hydroseries adalah untuk mengantisipasi aliran sungai yang sangat deras sehingga dengan adanya Hydroseries dapat menghambat laju aliran air menjadi lebih terkontrol.
PLTA terbesar didunia saat ini adalah PLTA Three Gorges atau "Tiga Ngarai" yang terdapat di China dengan kapasitas pembangkitan sebesar 22.400 MW yang mana daya tersebut memasok sekitar 10 % dari seluruh kebutuhan energi listrik di China. Berikut ini adalah gambar PLTA Three Gorges.
Berikut ini adalah 10 PLTA terbesar di dunia 1. Bendungan Tiga Ngarai (Three Gorges Dam), terletak di provinsi Hubei, Cina. Jika semua selesai di 2011 dapat menghasilkan listrik sebesar 25.615 mega watt, cukup untuk menerangi
seluruh indonesia saat ini. Luas waduknya sekitar hampir sepertiga luas danau Toba, atau sekitar 632 km persegi. 2. Itaipu di Brazil dengan kapasitas 14.000 MW dengan luas waduk 1.350 km persegi 3. Guri (Simón Bolívar) di Venezuela dengan kapasitas 10.200 MV dengan luas waduk 4.250 km2 4. Tucuruí di Brazil dengan kapasitas terpasang 8.370 MV dengan luas waduk 3.014 km2 5. Grand Coulee di Amerika dengan kapasitas terpasang 6.809 MV 6. Sayano Shushenskaya di Rusia, dengan kapasitas listrik 6.400 MV 7. Longtan Dam di Cina dengan kapasitas terpasang 6.300 MV 8. Krasnoyarskaya di Rusia, dengan kapasitas 6.000 MV 9. Robert-Bourassa di Kanada dengan kapasitas 5.516 MV 10. Churchill Falls di Kanada dengan kapasitas terpasang 5.429 MV
Sumber : 1. http://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_tenaga_air 2. http://mohab.wordpress.com/2008/03/01/bagaimana-plta-bekerja/ 3. http://psstla.blogspot.com/2007/03/plta-pembangkit-listrik-tenaga-air.html 4. agungchynta.files.wordpress.com/2007/.../pemanfaatan-tenaga-air.doc 5. http://www.alpensteel.com/article/50-104-energi-sungai-pltmh--micro-hydro-power/169-pelaksanaan-turbin-air.html 6. http://exercise.0fees.net/?p=239
PLTMH UMM Posted on December 12, 2011
1.1. Latar Belakang Kebutuhan listrik yang murah tetapi memiliki daya yang tinggi sudah sangat dirasakan oleh masyarakat. Pemerataan listrik di desa desa terpencil juga belum terdistribusi secara baik. Bahkan masih banyak desa yang tidak teraliri listrik sama sekali. Apalagi pemadaman yang sering dilakukan oleh PLN ketika puncak beban di kota kota yang berpenduduk tinggi. Membuat PLTMH merupakan solusi yang realistis untuk menghadapi masalah masalah tersebut. Mikrohidro atau yang dimaksud dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit . merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator.
PLTMH Universitas Muhammadiyah Malang dibangun pada tahun 2008 dengan dana dari APBN dengan pemilik awal proyek P3TKEBT ESDM dan saat ini masih belum diserahkan ke Universitas Muhammadiyah Malang (UMM) namun telah dikelola oleh UMM. Diharapkan dengan pemanfaatan PLTMH UMM dapat membantu menyuplai asupan listrik di daerah sekitar, dan terutama bagi kampus UMM sendiri. Sehingga dalam setahun UMM dapat menghemat tagihan rekening listriknya hingga Rp. 60 juta/bulan. Dan tentunya juga menghemat suplai listrik bagi kota Malang. BAB II PEMBAHASAN 2.1. Data PLTMH UMM Nama Komponen Spesifikasi Letak Dam Sengkaling Sungai Brantas Debit 1,2 m3/dt Parit Lebar 1,25 m Kedalaman 0,5 m Bak Penenang Panjang 6 m Lebar 4 m Tinggi 5 m Penstok Diameter 70 cm Panjang 57 m Kemiringan 40˚ Beda tinggi 15 m Debit 1,2 m3/dt Kecepatan aliran 0,4652 m/dt Generator Berdaya 160 KW Daya terbangkit 100 KW (penghujan) Daya terbangkit 70 KW (kemarau)
Turbin CrossFlow Tipe T-15 D500 Heksahydro Seri : 550-MS-DT-228”-329-4.06 Sistem Operasi Dikelola 2 operator 2.2. Tentang PLTMH UMM 2.2.1. Letak Sungai Brantas yang mengalir melintasi kompleks kampus III UMM sebagian dimanfaatkan untuk irigasi yang mengairi sawah-sawah di daerah Tegalgondo dan sekitarnya, dengan pintu air di Dam Sengkaling. Secara rutin, saluran irigasi ini mensuplai air dari sungai Brantas, menembus daerahdaerah sekitar kampus. Bermula dari aliran air yang melalui saluran irigasi inilah, air dipinjam sementara untuk membangkitkan turbin penghasil tenaga listrik di PLTMH Sengkaling-I yang terletak di Agrokompleks Universitas Muhammadiyah Malang. 2.2.2. Teknologi Teknologi yang diterapkan cukup sederhana.Air dalam saluran irigasi (intake) ditampung dalam kolam penampung yang disebut forebay. Air tampungan selanjutnya dialirkan melalui pipa besar yang disebut penstock. Penstock dengan diameter 70 cm, panjang 57 M ditempatkan dalam tanah dengan kemiringan 40o menujupower house, tempat generator berada. Beda tinggi antara kolam tampung dan power house adalah 15 M. Dalam power house, air akan menggerakkan turbin yang dapat menggerakkan generator berdaya 160 KW (baca: Kilo Watt). Tenaga listrik yang dihasilkan dari generator dialirkan ke dalam ELC, yaitu: Electric Load Control untuk selanjutnya dapat dimanfaatkan langsung untuk mensuplai energi listrik di gedung-gedung yang ada di UMM. Sisa air penggerak turbin akan dialirkan kembali ke sungai Brantas. Jadi PLTMH ini hanya meminjam sementara aliran air, tanpa mengurangi sedikitpun. Pada saat ini, daya listrik terbangkit adalah 100 KW (baca: Kilo Watt) pada musim penghujan, dan akan menurun menjadi sekitar 70 KW pada 2 bulan kemarau. Dengan daya listrik terbangkit sebesar itbu sudah mampu memenuhi kebutuhan energi listrik untuk sebagian gedung perkuliahan dan perkantoran. 2.2.3 Komponen-Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro a. Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.
b. Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponenkomponen berikutnya dari dampak pasir. c. Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan. d. Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin. e. Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran mekanis. f. Pipa Hisap. Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang masih tinggi ke tekanan atmosfer. g. Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis. h. Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan. i. Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy) ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel kontrol. 2.2.4 Turbin Crossflow Turbin Crossflow merupakan jenis turbin yang digunakan di PLTMH UMM. Salah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin Michell-Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga disebut Turbin Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi turbin crossflow. Turbin crossflow dapat dioperasikan pada debit 20 litres/sec hingga 10 m3/sec dan head antara 1 s/d 200 m. Turbin Zcrossflow menggunakan nozle persegi panjang yang lebarnya sesuai dengan lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga terjadi konversi energi kinetik menjadi energi mekanis. Air mengalir keluar membentur sudu dan memberikan energinya (lebih rendah dibanding saat masuk) kemudian meninggalkan turbin. Runner turbin dibuat dari beberapa sudu yang dipasang pada sepasang piringan paralel. 2.2.5 Proses Berawal dari aliran Sungai Brantas dan kemudian kembali ke Sungai Brantas itulah prinsip pemanfaatan air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) Sengkaling I UMM. Sungai Brantas yang mengalir melewati Kampus III UMM sebagian dimanfaatkan untuk irigasi di daerah Tegalgondo dan sekitarnya, dengan pintu air di DAM Sengkaling. Dan sebagian air dialirkan oleh parit kecil yang berukuran 1,25 meter dialirkan ke bak penenang pada PLTMH Sengkaling I. Teknologi yang diterapkan cukup sederhana, air dari saluran irigasi atau Intake ditampung dalam bak penenang atau Forebay. Air tampungan selanjutnya dialirkan melalui pipa besar yang disebut dengan Penstock ditempatkan dalam tanah dengan kemiringan 40o menuju Power House, tempat generator berada. Beda tinggi antara pipa tampung dan Power House adalah 15 meter. Dalam Power House air akan menggerakkan turbin yang dapat menggerakkan generator berdaya 160
maksimal kW. Tenaga listrik yang dihasilkan generator dialirkan dalam Electric Load Control untuk kemudian dapat dimanfaatkan langsung untuk mensuplai gedung-gedung yang ada di UMM. Sisa air penggerak turbin akan dikembalikan ke Sungai Brantas. Jadi, pembangkit listrik tenaga mikrohidro ini hanya meminjam sementara aliran air tanpa mengurangi sedikitpun. Pada saat ini daya terbangkit yang dihasilkan sekitar 100 kW pada musim hujan dan menurun 70 kW pada musim kemarau. Kesimpulan PLTMH UMM saat ini beroperasi dengan beban yang dipikul sebesar 69,5 Kw yang disinkronkan dengan sistem PLN dan diperuntukkan bagi kebutuhan kampus serta untuk studi bagi mahasiswanya. Dengan adanya PLTMH ini, UMM dapat menghemat tagihan rekening listrik hingga Rp. 60 juta/bulan. Penggunaan energi mikrohidro juga dapat digunakan sebagai salah satu alternatif energi untuk daerah pedesaan karena ramah lingkungan karena tidak mengunakan BBM, sehingga harga jual listriknya bisa lebih kompetitif dan murah. Walaupun daya yang dihasilkan PLTMH berkisar antara 10-500 KW akan tetapi sangat membantu masyarakat yang belum mendapatkan listrik dari PLN. Pertimbangan mengapa PLN belum dapat memberikan listrik pada daerah-daerah pedesaan mungkin dikarenakan faktor ekonomis, teknis dan lain-lain. Selain itu keuntungan dengan penggunaan PLTMH adalah pembangkit listrik ini tidak rumit dalam pembuatannya, harganya yang relatif murah dan yang tidak kalah penting kita sudah memiliki SDM kompeten dibidang tersebut. Dari keuntungan-keuntungan tersebut sangatlah tidak logis apabila pemerintah daerah tidak mempertimbangkan alternatif energi PLTMH ini. Yang juga patut untuk diperhatikan adalah dampak lain yang akan timbul sangatlah besar yaitu tumbuhnya perekonomian di pedesaan dan masyarakat akan semakin peduli terhadap kelestarian sumber daya hutan sebagai sumber air dan masyarakat akan termotivasi untuk memelihara hutan dan vegetasi pohon disekitar mata air serta mencegah pembakaran hutan.
Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Posted on August 2, 2012 by alief · Leave a comment
Pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMh) adalah suatu sistem pembangkit listrik tenaga air dengan kapasitas kecil yang umumnya sesuai untuk penggunaan secara individual atau sekelompok pengguna yang tinggal terpisah dari jarak listrik komersial (CECT, 2004). Umumnya yang tergolong kelas PLTMh adalah pembangkit dengan daya dibawah 100 kW (Masters, 2004). Komponen penyusun sebuah mikrohidro secara garis besar terdiri dari komponen bangunan pendukung (sipil), komponen mekanis, dan komponen elektris.
Komponen bangunan sipil berwujud dam dan pipa pesat bertugas mengalirkan fluida kerja dari sumber menuju ke turbin air. Komponen mekanis berwujud turbin bertugas mengubah energi kinetik air menjadi energi gerak mekanis. Sedangkan komponen elektris yang berwujud generator berfungsi mengubah energi gerak mekanis menjadi energi listrik (CECT, 2004). Struktur umum sebuah PLTMh dapat dilihat pada Gambar dengan penjelasan sebagai berikut: a.
Sumber air (Intake).
b.
Perpipaan yang menghubungkan sumber air bak penampung.
c.
Bak penampung yang berfungsi sebagai buffer.
d. Pipa pesat yang berfungsi menyalurkan air ke turbin pembangkit listrik. e.
Ruang pembangkit tempat diletakkannya generator listrik dan turbin.
f.
Saluran pelimpah untuk pembuangan air.
g.
Jaringan listrik.
