~ Perancangan Turbin Pelton Mikrohidro
Kumpulan Artikel - 105 - Energi Sungai PLTA / Waduk / Bendungan PERANCANGAN TURBIN PELTON MIKROHIDRO DENGAN TINGGI JATUH AIR SEBESAR 25 METER DAN DEBIT ALIRAN Deskripsi Pada saat ini dunia sedang mengalami ’krisis energi’ dan khususnya Indonesia mengalami krisis energi listrik secara nasional. Listrik merupakan salah satu kebutuhan hidup manusia yang primer, sehingga diperlukan suatu instalasi pembangkit tenaga listrik yang efisien. Berbagai macam jenis pembangkit listrik telah banyak dibuat mulai dari turbin gas, turbin uap, turbin air, kincir air dan solar cell dengan berbagai keuntungan dan kelebihan. Pemanfaatan energi tenaga air (hydropower) di Indonesia juga sangat minim. Turbin pelton merupakan salah satu jenis turbin air yang prinsip kerjanya memanfaatkan energi potensial air sebagai energi listrik tenaga air. Prinsip kerja turbin pelton adalah memanfaatkan daya fluida dari air untuk menghasilkan daya poros. Pada turbin pelton energi potensial air berubah menjadi energi kinetik melalui nosel disemprotkan ke bucket untuk dirubah menjadi energi mekanik yang digunakan untuk memutar poros generator. Pada proposal tugas akhir ini dibuat suatu perancangan turbin Pelton mikrohidro dengan menggunakan menggunakan tinggi jatuh air (head) sebesar 25 meter dan debit aliran air sebesar 100 liter per detik serta menggunakan putaran generator sebesar 375 rpm. Perancangan Perancangan turbin Pelton ini meliputi komponen utama dan komponen pendukung antara lain penstock, nosel, sudu runner, dan rumah turbin. Sehingga didapatkan desain turbin Pelton yang bekerja secara optimal.
Turbin Pelton
By Arek Terminal Pandaan Leave a Comment Categories: Mechanical
Turbin Pelton termasuk jenis turbin impuls i mpuls yang merubah seluruh energi air menjadi energi kecepatan sebelum sebelum memasuki runner turbin. Perubahan energi ini dilakukan didalam nozzle dimana air yang semula mempunyai energi potensial yang tinggi diubah menjadi energi kinetis. Pancaran air yang keluar dari nozzle akan menumbuk bucket yang dipasang tetap sekeliling runner dan garis pusat pancaran air menyinggung lingkaran dari pusat bucket. Kecepatan keliling dari bucket akibat tumbukan yang terjadi tergantung dari j umlah dan ukuran pancaran serta kecepatannya. kecepatannya. Kecepatan pancaran tergantung dari tinggi air di atas nozzlenya serta effisiensinya. Pingin lebih jelas, klik aja sebelah ini pelton.pdf
Turbin Pelton Turbin bekerja dengan prinsip merubah gaya potensial air menjadi gaya mekanis.Dalam hal ini fluida kerja yang digunakan adalah fluida cair atau air. Dimana air disinidigunakan untuk menggerakkan sudu-sudu turbin yang tersambung dengan poros turbin,sehingga poros turbin menghasilkan gaya putar. Karena turbin itu sendiri merupakanrangkaian system transmisi maka diperlukan pengetahuan tentang efisiensi turbin peltonentah itu fakto r-f aktor yang bi sa menai kkan atau m enurun kan per fo rm a at au efi si en si turbin pelton tersebut. DASAR TEORI Turbin pelton atau disebut juga dengan turbin impuls merupakan suatu alat yangmerubah energi kinetik air yang diakibatkan adanya energi potensial dari air tersebutmenjadi energi gerak rotasi pada sumbu atau poros turbin tersebut.Roda pelton suatuturbin impuls adalah mesin rotodinamik yang paling sederhana. Turbin pelton merupakansalah satu dari jenis turbin tekanan yang juga disebut turbin pancaran bebas atau turbinimpuls, hal ini dikarenakan air yang keluar dari nozzel tekanannya sama dengan atmosfer sekitarnya. Sebagian energi dan te kanan ketik a masuk ke sudu dari turbi n dir ubah menjadi energi gerak.Pa da pr in si pn ya t er di ri da ri su at u s er i e mb er (b uc ke t) yan g d i p a s a n g s e c a r a seragam pada suatu rangka berbentuk lingkaran yang kaku pada poros yang berputar.Suatu pancaran yang keluar dari suatu mulut pipa secar tangensial terhadap rata-ratalinkaran runner dan menimpa pada sistem ember. Ember direncanakan sedemikian rupas e h i n g g a p a n c a r a n a i r m e m b a g i m e n j a d i d u a b a g i a n d a n m e n i n g g a l k a n e m b e r dibelokkan melalui sudut yang hampir 180 o . reaksi impuls antara pancaran yang dikenaidan ember menghasilkan suatu momen pu nt ir pad a por os su du yan g me nye ba bk an runner berputar dan terus berputar selama ada arus pancaran yang berkesinambungandatang dan menerjang ember.
PRAKTIKUM TURBIN AIR JENIS RODA PELTON
1. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Pengukuran debit aliran air. 2. Menghitung kecepatan aliran air. 3. Menghitung daya air ( WHP ) dan menghitung daya turbin ( BHP ). 4. Menghitung efisien turbin. 2. TEORI Turbin pelton merupakan turbin impuls, yang prinsip kerjanya mengubah energi potensial air menjadi energi kinetik dalam bentuk pancaran air. Pancaran air yang keluar dari mulut nozzel diterima oleh sudu - sudu pada roda jalan sehingga roda jalan berputar. Turbin Pelton ini mempunyai tiga komponen utama yaitu : 1. Sudu Turbin, komponen turbin yang berbentuk mangkok, yang dipasang di sekeliling roda jalan.
2. Nozzel, bagian yang berfungsi untuk mengarahkan pancaran air ke sudu sudu turbin dan mengatur kapasitas air yang masuk ke turbin. 3. Rumah Turbin, berfungsi sebagai tempat kedudukan roda jalan dan penahan air yang keluar dari sudu - sudu turbin. 2.1 Teori Rumus Pada Turbin PELTON 2.1.1 Kapasitas Pompa Kapasitas atau debit aliran sesuai dengan kapasitas dari pompa air yaitu : Q = 35 Lt/min =
= 0,00058
2.1.2 Mencari Head Total Pompa htotal Pompa = hz + hp + hm + hf 2.1.3 Head Elevasi Perbedaan tinggi muka air sisi keluar dan masuk. hz = Z2 – Z1 2.1.4 Head Tekan Head tekanan sisi masuk dan sisi keluar. P1 = P2 - P Dimana : P1 = tekanan sisi masuk P2 = tekanan sisi keluar 2.1.5 Rugi Minor Rugi Minor adalah rugi yang disebabkan gangguan lokal seperti pada aliran seperti perubahan penampang, katup, belokan dsb, yang diekspresikan dengan persamaan : hm = K . v² / 2g 2.1.6 Rugi Mayor Rugi Mayor adalah rugi yang terjadi adanya gesekkan aliran fluida dengan dinding pipa. hf = f. Lv² / d.2g - Bilangan Reynolds Re =
= 0,000001 m²/s
2.1.7 Kecepatan Aliran ( V ) Rumus dibawah ini adalah rumus yang digunakan untuk menghitung kecepatan aliran air dalam pipa.
Dimana : V = kecepatan aliran Q = kapasitas / debit air A = luas penampang pipa 2.1.8 Daya Air ( WHP ) WHP dapat didefinisikan sebagai daya efektif yang diterima oleh air dari pompa persatuan waktu. Dimana :
= Q = debit air Ht = Head turbin 2.1.9 Daya Turbin ( BHP )
BHP dapat didefinisikan sebagai daya yang dihasilkan oleh fluida penggerak turbin untuk menggerakan turbin pada torsi dan kecepatan tertentu, atau bisa disebut juga input power ke turbin dari fluida. Dimana : N = Putaran turbin ( Rpm ) Mt = Momen puntir ( Nm ) 2.1.10 Efisiensi Turbin Efisiensi turbin adalah nilai keefektifan turbin yang didapat dengan membandingkan besar daya turbin ( BHP ) dengan besar daya air ( WHP ) dimana hasil berupa persentase. = ( BHP / WHP ) × 100% 3. METODOLOGI 3.1 Gambar Alat Turbin Pelton
Keterangan gambar diatas adalah : 1. Pompa air 2. Bak penampungan air 3. Rumah Sudu 4. Nozel 5. Turbin Pelton 6. Panel
7. Alat ukur debit air 8. Rangka 9. Pipa 1” 10. Roda 11. Katup kontrol aliran 12. Regulator
3.2 Alat Ukur 1. Water Flow. Alat ini berfungsi untuk mengukur besarnya debit air yang mengalir dalam waktu tertentu. Berikut adalah gambar dari alat ukur debit air. Spesifikasi Water flow : - Merk : LZT - Min : 0 LPM – 35 LPM 2. Tacho Meter. Alat ini berfungsi untuk mengukur kecepatan putaran (Rpm) suatu poros. Tacho meter yang digunakan pada pengujian kali ini menggunakan sensor infra red untuk mengetahui kecepatan putaran turbin pelton. Berikut adalah gambar dari Tacho meter. Spesifikasi Tacho meter : - Tipe : DEKKO 2234 L. - Photo Type
- 0,1 rpm – 5 – 99,999 rpm - Digital tacho meter 5. Prony. Penggunaan rem prony ini lebih banyak diaplikasikan untuk pengereman batangan poros dari arah dalam dan secara umum sistem penekanan pegasnya manual. Rem prony dapat dikelompokan ke dalam salah satu jenis dari rem drum. Sistem dan mekanisme kerjanya hampir sama dengan rem drum, hanya saja rem prony sistem kerjanya berupa penekanan pada material yang sedang bergerak di bagian dalam sedangkan rem drum sebelah luar. Atau lebih spesifiknya rem prony mempunyai kanvas rem pada sisi permukaan bagian dalam sedangkan rem drum pada sisi bagian luar. Spesifikasi Prony: - Panjang : 11 cm - Lebar : 100 cm - Diameter : 62 cm 3.3 Prosedur Percobaan 1. Pastikan semua kondisi alat dalam keadaan baik. 2. Hidupkan MCB dengan menaikan tuas keatas. 3. Tekan switch untuk menyambungkan arus ke regulator. 4. Putar regulator ke 220V, untuk menghidupkan pompa air. 5. Setelah pompa air hidup, turunkan tegangan ke 150V. 6. Pastikan posisi katup dalam keadaan membuka full. 7. Catat waktu kenaikan untuk setiap 1m³ pada flow meter. 8. Catat kecepatan putaran turbin pelton, dengan mengunakan tacho meter. 9. Untuk percobaan selanjutnya variabelkan posisi katup pada ¾” dan putar regulator pada tegangan 175V, 200V dan 220V.
