MAKALAH

TURBIN AIR

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH

Mesin Konversi Energi II

Yang dibina oleh Bpk.Prof. Dr. Ir. H. Djoko Kustono

Oleh :

Christian Asri Wicaksana (130511616242)

Faqih Fadillah (130511616241)

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK MESINPROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK MESINOktober 2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telahmemberikanlimpahan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat

menyelesaikan makalahsistem pembangkit tenaga listrik. Makalah ini disusun berdasar dariberbagaisumber yang menjadi referensi penulis.

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah untuk menyelesaikan salahsatu

tugas mata kuliah Mesin Konversi Energi II di jurusan TeknikMesin FakultasTeknik Universitas Negeri Malang dan juga diharapkan menjadi salahsatu bahanreferensi bagi pembaca. Dalam makalah ini terdapat bahasanmengenai sistempembangkit tenaga listrik, hal tersebut dimaksudkan agar pembacamengertibagaimana melakukan pekerjaan terhadap pembangkit tenaga listrik.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepadayang

terhormat Bpk. Prof. Dr. Ir. H. Djoko Kustono selaku Dosenpengampu matakuliah Teknik Tenaga Listrik yang telah memberikan bimbingan sertapengarahanmengenai isi dari makalah ini.

Dalam penulisan makalah ini, penulis sudah berusaha secara maksimaluntuk

menyusun makalah dengan bahasa yang kiranya mudah dipahami bagipenulis danpembaca. Namun karena keterbatasan yang ada, penulis menyadarimasih banyakkekurangan dalam makalah ini hingga perlu penyempurnaan dipenulisan yangberikutnya. Untuk itu kritik dan saran pembaca yang sifatnyamembangun sangatpenulis harapkan.

Akhirnya penulis berharap semoga makalah ini bermanfaat bagipara

pembaca.

Malang, 28 Oktober 2015Penulis,i

DAFTAR ISI

HalamanSampul ......................................................................................................... i

KataPengantar ............................................................................................................ ii

DaftarIsi ...................................................................................................................... iii

BAB 1 PENDAHULUAN......................................................................................... 11.1 Latar

Belakang......................................................................................................1

1.2 RumusanMasalah................................................................................................. 2

1.3 TujuanKhusus ...................................................................................................... 2

1.4 Manfaat ................................................................................................................. 2BAB 2 ISI...................................................................................................................

32.1 Pengertian Umum TurbinAir ............................................................................... 32.2 Sejarah Turbin

Air.................................................................................................. 5

2.3 Jenis TurbinAir .................................................................................................... 7

2.4 Komponen Umum Turbin Air............................................................................... 242.5 Gejala Turbin

Air ...................................................................................................26

2.6 Parameter TurbinAir ............................................................................................. 27

2.7 Implementasi TurbinAir ........................................................................................31

2.8 Pengaruh Turbin Air PadaLingkungan ................................................................. 36

BAB 3 PENUTUP...................................................................................................... 373.1 SoalObjektif ......................................................................................................... 37

3.2 SoalUraian ............................................................................................................ 38

3.2Kesimpulan............................................................................................................40

3.3 Saran....................................................................................................................... 40DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ 41

iii

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Turbin air tergolong mesin konversi energi yang mengubah energitranslasi gerak lurus

menjadi energi gerak rotasi. Energi air tergolong energi terbarukan ataurenewable energy.

Renewable energyadalah energi yang tidak memiliki batasan masa/waktu. Energi gerak air

termasuk energi yang mudah dan relatif mudah didapat. Ener gi gerakair terjadi karenaadanya beda ketinggian permukaan, secara umum air bergerak daripermukaan tinggi menujupermukaan yang rendah atau dapat dikatakan bahwa air bergerak padatekanan yang tinggimenuju tekanan rendah. Energi gerak air dapat dimanfaatkandikarenakan dalam airmengandung energi potensial berupa perbedaan ketinggian pada air danenergi kinetik yangdisebabkan oleh kecepatan aliran air. Pada hukum newton dikatakanbahwa energi tidakdapat diciptakan atau dilenyapkan, energi memiliki sifat mutlaksebagaimana dinyatakaandalam hukum kekekalan energi. Masyarakat modern sangat lekatdengan kemajuanteknologi, teknologi dapat membantu dan meringkas kebutuhan hidupmanusia. Denganteknologi masyarakat dapat dengan mudah memenuhi kebutuhan energi, salah satu contohadalah energi listrik hasil pengolahan mesin konversi energi. Mesinkonversi energi yangdigunakan untuk mengkonversi energi air menjadi listrik terdiri daribeberapa sistem kerja.Sistem kerja tersebut terdiri dari bendungan air, pintu masuk air,penyaring air, turbin air,generator dll. Menurut KBBI turbin adalah mesin atau motor yg rodapenggeraknya berporosdengan sudu (baling-baling) yg digerakkan oleh aliran air, uap, atauudara. Sementara kincirair adalah barang yg bundar berupa lingkaran, bersumbu, dan dapatberputar (roda) dari rotanatau jaring berbingkai untuk mengangkat air dari bandar (sungai) ygakan dialirkan ke sawah.

Perkembangan turbin air mulai nampak pada awal abad 18. Sejak awalabad 18 kincir airbanyak dimanfaatkan sebagai penggerak penggilingan gandum,

penggergajian kayu danmesin tekstil. Memasuki abad 19 turbin air mulai dikembangkan.Perkembangan turbin airhingga saat ini mulai memuncak sampai akhirnya ditemukan microhidro ,microhidromemimiliki peluang besar untuk dimanfaatkan oleh masyarakat umum.Aliran sungai dengansejumlah anak sungainya dibendung dengan sebuah Dam. Airnyaditampung dalam wadukyang kemudian dialirkan melaui Pintu Pengambilan Air (Intake Gate)yang selanjutnya 1

masuk ke dalam Terowongan Tekan (Headrace Tunnel). Sebelummemasuki Pipa Pesat(Penstock), air harus melewati Tangki Pendatar (Surge Tank) yangberfungsi untukmengamankan pipa pesat apabila terjadi tekanan kejut atau tekananmendadak yang biasadisebut sebagai pukulan air (water hammer) saat Katup Utama (InletValve) ditutup seketika.Setelah Katup Utama dibuka aliran air yang bergerak memutar Turbindan dari turbin, airmengalir keluar melalui Pipa Lepas (Draft Tube) dan selanjutnyadibuang ke SaluranPembuangan (Tail Race). Poros turbin yang berputar tersebut dikopeldengan porosGenerator sehingga menghasilkan energi listrik. Melalui Trafo Utama(Main Transformer),energi listrik disalurkan melewati Saluran Udara Tegangan Tinggi(SUTT) ke konsumenmelalui Gardu Induk.

1.2 RUMUSAN MASALAH

Untuk mememanfaatkan energi terbarukan sebagai pengganti energiyang tidak dapatdiperbaruhi, maka diperlukan untuk mempelajari mengenai mesin

konversi energi. Salah satumesin konversi energi berbasis renewable energi adalah turbin air.Batasan topik tentangturbin angin terdiri dari:

1. Apa yang dimaksud dengan turbin air?

2. Bagaimana perkembangan turbin air konvensional hingga modern?

1.3 TUJUAN

Materi turbin air memiliki peran penting dalam perkembangan energiterbarukan. Turbin

air dapat digunakan untuk mengkonversi ener gi gerak menjadi energiyang dibutuhkan olehmasyarakat. Tujuan dari mempelajari turbin air adalah:

1. Mengetahui hal khusus dan umum tentang turbin air.

2. Mengetahui analisis dari turbin air beserta perkembangan turbin airkonvensional hinggamodern.

1.4 MANFAAT

Manfaat yang dapat diambil dari mempelajari turbin air adalah:

1.Mengetahui tentang perkembangan teknologi pengolahan energiterbarukan berupa turbinair. 2

BAB 2

ISI

2.1. Pengertian Umum Turbin Air

Turbin air merupakan mesin yang berputar diakibatkan oleh energikinetik

dan potensial dari aliran fluida. Fluida yang bergerak menjadikanblade padaturbin berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor.Perbedaandasar antara turbin air awal dengan kincir air terletak pada komponen.Komponenpada turbin lebih optimal dan dapat memanfaatkan air dengan putaranlebih cepatserta dapat memanfaatkan head yang lebih tinggi. Komponenkincir lebihsederhana dengan biaya peralatan dan perawatan yang lebih murah.Turbinberfungsi untuk mengubah energi potensial dan kinetik menjadi energimekanik.gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbinberputar.Komponen-komponen utama pada turbin air terdiri dari rotordan stator. Rotor

merupakan bagian yang berputar pada sistem turbin air. Statormerupakan bagianyang diam pada turbin air.

a. Bagian Rotor:

1.Sudu pengarah berfungsi untuk mengontrol kapasitas aliran masuk

turbin.

2.Poros berfungsi untuk meneruskan aliran tenaga yang berupa gerak

putar yang dihasilkan oleh sudu.

3. Bantalan berfungsi sebagai perapat-perapat komponen-komponen

dengan tujuan agar tidak mengalami kebocoran pada sistem.

4.Runner berfungsi untuk merubah energi potensial fluida menjadi

energi mekanik.

b. Bagian Stator:

1.Pipa pengar ah/nozzle berfungsi untuk meneruskan alira fluida sehinggatekanan dan kecepatan alir fluida yang digunakan di dalamsistem besar.2. Rumah turbin berfungsi sebagai rumah kedudukan komponenkomponen dari turbin.

Berdasarka bentuk, turbin air dibagi atas turbin implus dan turbinreaksi.

Turbin impuls adalah turbin air yang cara kerjanya merubahseluruh energi air 3

(yang terdiri dari energi potensial, tekanan, kecepatan) yangtersedia menjadienergi kinetik untuk memutar turbin, sehingga menghasilkan energi

kinetik. Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada nozle.Air keluarnozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin.Setelahmembentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadiperubahanmomentum (impulse). Contoh dari turbin impuls adalah turbin pelton,cross-flowdan turgo. Turbin Reaksi adalah turbin yang cara kerjanya merubahseluruh energiair yang tersedia menjadi energi kinetik. Sudu pada turbin reaksimempunyaiprofil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan airselama melaluisudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehinggarunner (bagianturbin yang berputar) dapat berputar. Turbin reaksi terdiri dari turbinFrancis danKaplan.

Umumnya, turbin impuls digunakan untuk tempat dengan head tinggi,dan

turbin reaksi digunakan untuk tempat dengan head rendah. Untukmerencanakanturbin diperlukan beberapa pertimbangan, pertimbangan yangdigunakan untukmenentukan jenis turbin yang ditempatkan disuatu daerahtergantung dariketinggian dan debit air. Secara bentuk turbin air terbagi atas beberapajenis turbinyaitu turbin Pelton, Francis, Banki dan Kaplan.

Adapun perbandingan karakteristik jenis turbin dapat kita lihat padagrafiknet head (m) dan flow (m /s) di bawah ini:3

4

Dapat dilihat pada grafik diatas bahwa turbin kaplan adalah turbinyangberoperasi pada head yang rendah dengan kapasitas aliran yang tinggi

atau bahkanberoperasi pada kapasitas yang sangat rendah. Hal ini karenasudu-sudu turbinkaplan dapat diatur secara manual atau otomatis untuk meresponperubahankapasitas. Turbin pelton adalah turbin yang beroperasi pada headtinggi dengankapasitas yang rendah. Untuk turbin francis mempunyaikarakteristik yangberbeda dengan yang lainnya yaitu turbin francis dapat beroperasi padahead yangrendah atau beroperasi pada head yang tinggi. Pemilihan turbinkebanyakandidasarkan pada head air yang didapatkan dan kurang lebih padarata-rataalirannya.Turbin Kaplan baik digunakan untuk semua jenis debitdan head,efisiensinya baik dalam segala kondisi aliran. Aplikasi penggunaanturbinberdasarkan tinggi head yang didapatkan adalah sebagai berikut ini :

a. Turbin Kaplan : 2 < H < 100 meterb. Turbin Francis : 5 < H < 500 meterc. Turbin Pelton : H < 30 meterd. Turbin Banki : 2 < H < 200 meter2.2. Sejarah Turbin Air 5

Kata "turbine" ditemukan oleh seorang insinyur Perancis yang bernama

Claude Bourdin pada awal abad 19, yang diambil dari terjemahanbahasa Latindari kata "whirling" (putaran) atau "vortex" (pusaran air ). JánAndrej Segnermengembangkan turbin air reaksi pada pertengahan tahun 1700.turbin inimempunyai sumbu horizontal dan merupakan awal mula dari turbinair modern.Turbin ini merupakan mesin yang simpel yang masih diproduksisaat ini untukpembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner bekerja dengan Eulerdalammembuat teori matematis awal untuk desain turbin. Pada tahun 1820,Jean-VictorPoncelet mengembangkan turbin aliran kedalam. Pada tahun 1826,BenoitFourneyon mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sanganefisien (80%)yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satudimensi. Salurankeluaran juga mempunyai lengkungan pengarah. Pada tahun 1844,Uriah A.Boyden mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkanperforma dariturbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis. Padatahun 1849,James B. Francis meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran kedalamhingga lebihdari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan danmengembangkan metodeengineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakansesuai dengannamanya, yang merupakan turbin air modern pertama. Turbin ini masihdigunakansecara luas di dunia saat ini. Turbin air aliran kedalammempunyai susunanmekanis yang lebih baik dan semua turbin reaksi modern menggunakandesain ini.Putaran massa air berputar hingga putaran yang semakin cepat, airberusahamenambah kecepatan untuk membangkitkan ener gi. Energi tadidibangkitkanpada sudu dengan memanfaatkan berat jatuh air dan pusarannya.Tekanan airberkurang sampai nol sampai air keluar melalui sirip turbin danmemberikanenergi. Sekitar tahun 1890, bantalan fluida modern ditemukan,sekarangumumnya digunakan untuk mendukung pusaran turbin air yangberat. Hinggatahun 2002, bantalan fluida terlihat mempunyai arti selama lebih dari1300 tahunSekitar tahun 1913, Victor Kaplan membuat turbin Kaplan, sebuahtipe mesinbaling-baling. Ini merupakan evolusi dari turbin Francis tetapidikembangkandengan kemampuan sumber air yang mempunyai head kecil.

Pada umumnya semua turbin air hingga akhir abad 19 (termasuk kincirair)

merupakan mesin reaksi; tekanan air yang berperan pada mesin danmenghasilkan 6

kerja. Sebuah turbin reaksi membutuhkan air yang penuh dalamproses transferenergi. Pada tahun 1866, tukang pembuat gilingan di California,Samuel Knightmenemukan sebuah mesin yang mengerjakan tuntas sebuah konsepyang berbedajauh. Terinspirasi dari system jet tekanan tinggi yang digunakan dalamlapanganpengeboran emas hidrolik, Knight mengembangkan ceruk kinciryang dapatmenangkap energi dari semburan jet, yang ditimbulkan dari energikinetik air.Pada sumber yang cukup tinggi (ratusan kaki) yang dialirkan melaluisebuah pipasaluran. Turbin ini disebut turbin impulse atau turbin tangensial.Aliran airmendorong ceruk disekeliling kincir turbin pada kecepatan maksimumdan jatuhkeluar sudu dengan tanpa kecepatan. Pada tahun 1879, Lester Pelton,melakukanpercobaan dengan kincir Knight, dikembangkanlah desain cerukganda yangmembuang air kesamping, menghilangkan beberapa energi yanghilang padakincir Knight yang membuang sebagian air kembali melawan kincir.Sekitar tahun1895, William Doble mengembangkan ceruk setengah silindermilik Peltonmenjadi ceruk berbentuk bulat memanjang, termasuk sebuahpotongandidalamnya yang memungkinkan semburan untuk membersihkanmasukan ceruk.Turbin ini merupakan bentuk modern dari turbin Pelton yang saatini dapatmemberikan efisiensi hingga 92%. Pelton telah memprakarsai desainyang efektif,kemudian Doble mengambil alih perusahaan Pelton dan tidakmengganti namanyamenjadi Doble karena nama Pelton sudah dikenal. Turgo dan turbinaliran silangmerupakan desain turbin impulse selanjutnya. Turbin air terdapatdalam suatupembangkit listrik berfungsi untuk mengubah energi potensial yangdimiliki airmenjadi energi kinetik. Selanjutnya energi kinetik ini akan dirubahmenjadi energielektrik melalui generator.

2.3. Jenis Turbin Air

Turbin air dapat digolongkan menjadi dua yaitu turbin air berdasarkanmodel

aliran air masuk runner dan berdasarkan bentuknya. Berikut iniakan diuraikanklasifikasi jnis turbin air.2.3.1. Berdasarkan Arah Aliran

Berdasaran model aliran air masuk runner, maka turbin air dapatdibagimenjadi tiga tipe yaitua. Aliran Aksial 7

Pada turbin ini air masuk runnerdan keluar runnersejajar dengan

poros runner , Turbin Kaplan atau Propelleradalah salah satu contoh dari tipe

turbin ini. Turbin aliran aksial adalah turbin yang paling banyakdigunakandengan menggunakan fluida kompresibel.

b. Aliran Radial

Pola aliran radial terbagi atas sentripetasl dan sentrifugal. Polaaliran

sentrifugal adalah pola aliran yang menyebar dari suatu puncak. Polaseperti initerdapat pada daerah yang berbentuk kerucut atau gunung api.Pola aliran radial

sentripetal merupakan pola aliran yang arahnya mengumpul menujusuatu pusat.Pola seperti ini terdapat pada suatu daerah yang berbentuk cekung ataubasin.

c. Aliran Berubah

Aliran berubah beraturan (gradually varied flow), terjadi jikaparameter

hidrolis (kecepatan, tampang basah) berubah secara progresif dari satutampang ketampang yang lain. Apabila di ujung hilir saluran terdapat bendungmaka akanterjadi profil muka air pembendungan dimana kecepatan aliranakan berkurang(diperlambat), sedangkan apabila terdapat terjunan maka profilaliran akanmenurun dan kecepatan akan bertambah (dipercepat) contoh aliranpada sungai.Aliran berubah cepat (rapidly varied flow), terjadi jika parameterhidraulisberubah secara mendadak (saluran transisi), loncat air, terjunan,aliran melaluibangunan pelimpah dan pintu air.

d. Aliran Tangensial

Pada kelompok turbin ini posisi air masuk runnerdengan arah tangensial

atau tegak lurus dengan poros runner mengakibatkan runnerberputar,

contohnya Turbin Pelton dan Turbin Cross-Flow.

2.3.2. Berdasarkan Daya

a. Mini MikrohidroMini Mikorohidro merupakan turbin yang mengalirkan daya atauenergi

yang kecil. Turbin ini tergolong teknologi tepat guna. Contohnyata dari minimikrohidro adalah kincir air. Sebelum adanya mesin generator,kincir airdigunakan untuk membuat sistem irigrasi perairan di persawahan. 8

Gambar 2.1. Kincir air di mesir

b. Mikrohidro

Mikrohidro adalah istilah yangdigunakan untuk instalasi pembangkit

listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yangbisa dimanfaatkan sebagai

sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memilikikapasitas aliran dan

ketinggian tertentu dari instalasi. Semakin besar kapasitas aliranmaupun

ketinggiannya dari istalasi makasemakin besar energi yang bisa dimanfaatkan

untuk menghasilkan energi listrik. Istilah mikrohidro terdiri darimikro artinyakecil sedangkan hidro artinya air. Mikrohidro menghasilkan daya lebihrendah,

sekitar 100 W. Secara teknis, Mikrohidromemiliki tiga komponen utama yaitu air

(sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalirdengan kapasitas

tertentu disalurkan dariketinggian tertentu menuju rumah turbin. Di rumah turbin

tersebut air akan menumbuk turbin sehingga menimbulkan energi mekanikberupa

berputarnya poros turbin. Poros yang berputartersebut kemudian ditransmisikan

ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akandihaslikan energi

listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan kerumah-

rumah atau keperluan lainnya (beban). Begitulah secara ringkas proses

Mikrohidro merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik .9

Gambar 2.2. Gambar PLTMH

c. Minihidro

Sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100sampai

5000 W. Prinsip kerja dari minihidro hampir sama sepertimikrohidro, akantetaapi daya yang dihasilkan berbeda, sehingga disebut minihidro.

Gambar 2.3. Animasi Minihidro 100-5000 W

d. Turbin Hydropower

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) tergolong dari turbinhydropower.

Dikarenakan tenaga yang dihasilkan diatas 20 MW setiap unit.PLTA adalahpembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dariair untukmenghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan inibiasa disebutsebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenisini adalahgenerator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenagakinetik dariair. 10

Gambar 2.4. Hydropower, tenaga yang dihasilkan diatas 20MW. Tempat

bendungan contra Swiss

2.3.3. Berdasarkan Bentuk

a. Turbin Implus

Turbin impuls adalah turbin air yang cara kerjanya merubah seluruhenergi

air (yang terdiri dari energi potensial, tekanan, kecepatan) yang tersediamenjadienergi kinetik untuk memutar turbin, sehingga menghasilkan energi

kinetik. Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada nozle.Air keluarnozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin.Setelahmembentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadiperubahanmomentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbinimpuls adalahturbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nozletekanannya adalahsama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempatdan tekananketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energikecepatan. Turbinimpuls merubah aliran semburan air, sembur an air membentuksudut yangmembentur turbin. Sebelum mengenai sudu turbin, tekanan air (energipotensial)dikonversi menjadi energi kinetik oleh sebuah nosel dan difokuskanpada turbin.Tidak ada tekanan yang dirubah pada sudu turbin, dan turbin tidakmemerlukanrumahan untuk operasinya.Hukum kedua Newton menggambarkan transfer energi untuk turbinimpuls. Turbin impuls paling sering digunakan pada aplikasi turbintekanansangat tinggi. Contoh turbin impuls adalah turbin Pelton, tur bin CrossFlow, danturbin Turgo. Berikut adalah macam-macam turbin impuls (TurbinPelton, Cross-flow, Turgo) 11

Gambar 3.1. Jarum katup dan tekanan tinggi pada nozel

i. Turbin Pelton

Turbin Pelton ditemukan pada tahun 1870an oleh Lester AllanPelton.

Jenis Turbin ini memiliki satu atau beberapa jet penyemprot airuntuk memutarpiringan.Tak seperti turbin jenis reaksi, turbin ini tidakmemerlukan tabungdiffuser. Ketinggian air (head) = 200 s.d 2000 meter. Debit air = 4 s.d15 m3/s.Turbin pelton digolongkan ke dalam jenis tur bin impuls atautekanan sama.Karena selama mengalir di sepanjang sudu-sudu turbin tidakterjadi penurunantekanan, sedangkan perubahan seluruhnya terjadi pada bagian pengarahpancaranatau nosel. Energi yang masuk ke roda jalan dalam bentuk energikinetik. TurbinPelton yang bekerja dengan prinsip impuls, semua energi tinggidan tekananketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.Pancaran airtersebut yang akan menjadi gaya tangensial F yang bekerja pada suduroda jalan.Turbin pelton beroperasi pada tinggi jatuh yang besar . Tinggi air jatuhdihitungmulai dari permukaan atas sampai tengah tengah pancaran air.Bentuk suduterbelah menjadi dua bagian yang simetris, dengan maksud adalahagar dapatmembalikan pancaran air dengan baik dan membebaskan sudu darigaya-gayasamping. 12

Gambar 3.2. Turbin pelton

Tidak semua sudu menerima pancaran air, hanya sebagaian – jarumkatup

air tekanan tinggi bagaian saja scara bergantian bergantung posisi suduttersebut.Jumlah noselnya bergantung kepada besarnya kapasitas air, tiap rodaturbin dapatdilengkapi dengan nosel 1 sampai 6. Ukuran-ukuran utama turbinpelton adalahdiameter lingkar sudu yang kena pancaran air, disingkat diameterlingkaran pancardan diameter pancaran air. Pengaturan nosel akan menentukankecepatan dariturbin. Untuk turbin-turbin yang bekerja pada kecepatan tinggijumlah noseldiperbanyak.

Gambar 3.3. Intalasi Turbin Pelton dalam bentuk gambar 2d.

Keuntungan turbin pelton : (1)Daya yang dihasilkan besar (2) Konstruksiyang sederhana, (3) Mudah dalam perawatan dan (4) Teknologi yangsederhanamudah diterapkan di daerah yang terisolir.Kekurangan : Karena aliran air berasaldari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air, sehinggamemerlukaninvestasi yang lebih banyak. 13

1. Perkembangan Turbin Pelton

Desain Sudu

Menurut penelitian dari Pamungkas irawan tentang efisiensi daribentuk

sudu mangkok dengan bentuk sudu silinder tertutup dibelah duadapatdisimpulkan sebagai berikut Besarnya daya yang dihasilkan olehsistemdipengaruhi oleh head (H), debit (Q), percepatan grafitasi (g) danpembebanagenerator pada tegangan yang konstan. Karena itu pada tiappengujian akandidapat daya semakin besar dengan kenaikan debit dan head dan bebangenerator.Daya Kinetik pada Sudu Mangkok lebih tinggi dari Sudu SilinderTertutupDibelah Dua dengan selisih 0,17 Watt, tetapi Daya Hidrolik, DayaTurbin, danDaya Generator terlihat lebih tinggi pada Sudu Silinder DibelahDua, selisihdayanya sebesar 57,07 Watt, 0,48 Watt, dan 17,60 Watt. Sedang untukefisiensi,value tertinggi pada sudu silinder dibelah dua, dengan selisih 0,1% untukEfisiensi Turbin dan 0,83 % untuk Efisiensi Sistem. Secara umumterlihat bahwaSudu Silinder tertutup Dibelah Dua lebih unggul dari pada SuduMangkok.

ii. Turbin Cross-flow

Turbin Cross-Flow adalah salah satu turbin air dari jenis turbinaksi

(impulse turbine). Prinsip kerja turbin ini mula-mula ditemukanoleh seoranginsinyur Australia yang bernama A.G.M. Michell pada tahun 1903.Kemudianturbin ini dikembangkan dan dipatenkan di Jerman Barat oleh Prof.Donat Bankisehingga turbin ini diberi nama Turbin Banki kadang disebut jugaTurbin Michell-Ossberger.

Gambar 3.4. Turbin Banki/Cross-Flow dalam bentuk gambar 2d. 14

Pemakaian jenis Turbin Cross-Flow lebih menguntungkan dibandingdengan

penggunaan kincir air maupun jenis turbin mikro hidro lainnya.Penggunaanturbin ini untuk daya yang sama dapat menghemat biaya pembuatanpenggerakmula sampai 50 % dari penggunaan kincir air dengan bahan yangsama.Penghematan ini dapat dicapai karena ukuran Turbin Cross-Flow lebihkecil danlebih kompak dibanding kincir air. Diameter kincir air yakni rodajalan ataurunnernya biasanya 2 meter ke atas, tetapi diameter Turbin Cross-Flow dapatdibuat hanya 20 cm saja sehingga bahan-bahan yang dibutuhkanjauh lebihsedikit, itulah sebabnya bisa lebih murah. Demikian juga daya guna ataueffisiensirata-rata turbin ini lebih tinggi dari pada daya guna kincir air.Hasil pengujianlaboratorium yang dilakukan oleh pabrik turbin Ossberger JermanBarat yangmenyimpulkan bahwa daya guna kincir air dari jenis yang paling unggulsekalipunhanya mencapai 70 % sedang effisiensi turbin Cross-Flowmencapai 82 %.Tingginya effisiensi Turbin Cross-Flow ini akibat pemanfaatanenergi air padaturbin ini dilakukan dua kali, yang pertama energi tumbukan air padasudu-sudupada saat air mulai masuk, dan yang kedua adalah daya dorong air padasudu-sudusaat air akan meninggalkan runner. Adanya kerja air yang bertingkat initernyatamemberikan keuntungan dalam hal effektifitasnya yang tinggi dankesederhanaanpada sistim pengeluaran air dari runner.

Turbin Cross Flow juga disebut Turbin Banki-Mitchel atau TurbinOssbeger,

dikarenakan jenis turbin ini disebut-sebut ditemukan oleh ilmuwanAustraliaAnthony Michell, Ilmuwan Australia Donat Banki, IlmuwanJerman FritzOssberger. Mereka masing-masing memiliki patent atas jenis turbinini. Takseperti kebanyakan turbin yang beputar dikarenakan aliran airsecara axialmaupun radial, pada turbin Cross Flow air mengalir secaramelintang ataumemotong blade turbin, Turbin Cross Flow didesain untukmengakomodasi debitair yang lebih besar dan head yang lebih rendah dibanding Pelton.Headnyakurang dari 200 meter.Tinggi Terjunan (head): H = 5—200 mDebit: Q = 0,03—13 m³/sKapasitas: N = 10—3 500 kW 15

Turbin Crossflow adalah radial, turbin bertekanan kecil denganinjeksi

tangensial dari putaran kipas dengan poros horisontal. Turbin inidigolongkansebagai turbin berkecepatan rendah. Aliran air mengalir melalui pintumasuk pipa,dan diatur oleh baling-baling pemacu dan masuk ke putaran kipasturbin. Setelahair melewati putaran kipas turbin, air berada pada putaran kipas yangberlawanan,sehingga memberikan efisiensi tambahan. Akhirnya, air mengalir daricasing baiksecara bebas atau melalui tabung dibawah turbin. Pada prakteknya,aliran air padaputaran kipas memberikan efek pembersihan sendiri. Setiap kotoranyangterdorong diantara putaran kipas akan masuk bersama air yang jugaditarik keluaroleh gaya sentrifugal. Setelah setengah putaran dari kipas, airmengambil kotoranyang keluar dan menyembur keluar kedalam kolam penenang. Jikaaliran airberubah – ubah, maka turbin Crossflow dirancang dengan dua sel.Pembagianstandar dari sel masuk adalah 1:2. Sel sempit memproses aliran airkecil dan sellebar memproses aliran deras. Kedua sel bersama-sama memprosesaliran penuh.Dengan pembagian ini, aliran air yang digunakan adalah 100 sampai17% padaefisiensi optimal. Dengan demikian turbin Crossflow dapat digunakanpada aliransungai yang sangat bervariasi, bahkan mencapai efisiensi 80%. TurbinCrossflowmemiliki dua inlet, inlet horisontal dan inlet vertikal.

Gambar 3.5. Inlet horizontal dan vertikal pada Banki/Cross-Flow.Tingkat ef isisensi turbinTotal efisiensi turbin crossflow mini dengan ketinggian yang keciladalah 84%

sepanjang aliran. Efisiensi maksimum dari turbin menengah danbesar denganKetingian yang besar, adalah 87%. Aliran air sungai dalam kurun waktusetahunaliran sungai menjadi sangat kecil untuk beberapa bulan. Selamabulan-bulantersebut, kemampuan turbin untuk menghasilkan listrik tergantung padaprogram 16

efisiensi dari turbin yang yang dipakai. Dalam keadaan normal, turbinmencapaiefisiensi tinggi, namun selama arus air kecil, efisiensi agak rendah,mencapaioutput tahunan yang lebih rendah ditempat-tempat dengan variabelaliran airdimana turbin dengan efisiensi kurva yang tetap datar.

Gambar 3.6.kurva ef isiensi turbin

crossflow, dibandingkan dengan turbin

Francis adalah apabila arus dapat diatur

oleh baling-baling panduan dalam

pebandingan 1:2.

Keuntungan ke ekonomian

Dengan meningkatnya minat masyarakat akan kelestarian lingkungandalam

upaya mencari sumber daya alam yang dapat digunakan sepertimemproduksienergi listrik dari sumber energi terbarukan. Sayangnya, penggunaanpower hydroterbatas oleh faktor-faktor yang sangat signifikan sebagai berikut ini :tingginyabiaya instalasi, termasuk desain dan perencanaan, dimensi, sertaproduk darimesin yang dibutuhkan.

Oleh karena itu, insinyur serta konsultan dan desainer turbin telahmencobauntuk mengurangi total biaya dari turbin air yang standar. Pendekatan

seperti inihanya layak untuk turbin besar. Namun di sisi lain, hal inimungkin dapatmenyebabkan masalah dengan dimensi untuk turbin kecil, bila head(Ketinggian)yang diproyeksikan dan variasi aliran air sepanjang tahundiperhitungkan.

Turbin crossflow terbuat dari komponen standar yang dikonfigurasikansesuai

dengan kebutuhan pelanggan – yaitu diperhitungkan secaramenyeluruh potensidari air dan Ketinggian (head) dilokasi ditempat tertentu. Seperti sistemmodular 17

yang menyediakan dan merancang semua fungsi dengan hargayang baik padawaktu yang bersamaan.

Turbin crossflow memiliki purna jual yang panjang dan bebasperawatan.

Selama pengoperasian, tidak diperlukan suku cadang yang mahal ataukompleks,maupun dapat di perbaiki langsung dilapangan. Keuntungantertentu turbincrossflow adalah dapat digunakan dalam sistem air bersih gravitasi,bahkan disaluran yang sangat panjang, ataupun tidak menyebabkan dampakyang tidakdiinginkan secara hidrolik dan dengan demikian tidak mempengaruhikualitas airminum selama pengoperasian.

Turbin Cross-Flow adalah salah satu turbin air dari jeis turbin aksi(impulse

turbine). Pemakaian jenis Turbin Cross-Flow lebih menguntungkandibandingdengan pengunaan kincir air maupun jenis turbin mikro hidrolainnya.Penggunaan turbin ini untuk daya yang sama dapat menghemat biayapembuatanpenggerak mula sampai 50 % dari penggunaan kincir air denganbahan yangsama. Penghematan ini dapat dicapai karena ukuran Turbin Cross-Flowlebih kecildan lebih kompak dibanding kincir air.

Operasi karakteristik

Berkat desain turbin crossflow yang unik, bahaya akan kavitasitidak ada.

Sehingga kipas tidak perlu ditempatkan di bawah tingkat air tanah.Dengandemikian konstruksi biaya dan operasi merugikan dapat dihindari.Kontruksi yangdigunakan untuk membuat turbin adalah baja.

iii. Turbin Turgo

Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 – 300 m. Seperti turbinpeltonturbin turgo merupakan turbin impuls, tetapi sudunya berbeda.

Pancaran air darinozzle membentur sudu pada sudut 20 o. Kecepatan putar turbin turgo lebih besardari turbin Pelton. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung dariturbin kegenerator sehingga menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkanbiayaperawatan. Turbin turgo Dapat beroperasi pada head 30 – 300 m.Seperti turbinpelton turbin turgo merupakan turbin impulse. 18

Gambar 3.7. Kontruksi Turbin Turgo

b. Turbin Reaksi

Turbin Reaksi adalah turbin yang cara kerjanya merubah seluruh energiair

yang tersedia menjadi energi kinetik. Turbin jenis ini adalah turbinyang palingbanyak digunakan. Sudu pada turbin reaksi mempunyai profilkhusus yangmenyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu.Perbedaantekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagianturbin yangberputar) dapat berputar. Runner turbin reaksisepenuhnya ter celupdalam air danberada dalam rumah turbin. Turbin reaksi terdiri dari turbin Francis danKaplan,berikut ini adalah macam-macam turbin reaksi.

i. Turbin Francis

Turbin francis memiliki runner dengan baling-baling tetap,biasanya

jumlahnya 9 atau lebih. Air dimasukkan tepat diatas runner danmengelilinginyadan jatuh melalui runner dan memutarnya. Selain r unnerkomponen lainnyaadalah scroll case, wicket gate dan draft tube. Turbin Fr ancismerupakan salahsatu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara sumber air tekanan tinggi dibagianmasuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin Francismenggunakansudu pengarah. Sudu pengarah mengarahkan air masuk secaratangensial. 19

Gambar 3.8. Kontruksi Turbin francis

Turbin francis bekerja dengan memakai proses tekanan lebih. Padawaktu

air masuk ke roda jalan, sebagian dari enrgi tinggi jatuh telahbekerja di dalamsudu pengarah diubah sebagai kecepatan air masuk. Sisa energitinggi jatuhdimanfaatkan dalam sudu jalan, dengan adanya pipa isapmemungkinkan energitinggi jatuh bekerja di sudu jalan dengan semaksimum mungkin.Turbin yangdikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalam air. Airyang masukkedalam turbin dialirkan melalui pengisian air dari atas turbin ataumelalui sebuahrumah yang berbentuk spiral (rumah keong). Semua roda jalan selalubekerja.

Gambar 3.9. Sistem Kerja Turbin francisDaya yang dihasilkan turbin diatur dengan cara mengubah posisipembukaan sudu pengarah. Pembukaan sudu pengarah dapatdilakuakan dengantangan atau dengan pengatur dari oli tekan (gobernor tekanan oli),dengandemikian kapasitas air yang masuk ke dalam roda turbin bisadiperbesar ataudiperkecil. Pada sisi sebelah luar roda jalan terdapat tekanan kerendahan(kurangdari 1 atmosfir) dan kecepatan aliran yang tinggi. Di dalam pipa isapkecepatan 20

alirannya akan berkurang dan tekanannya akan kembali naiksehingga air bisadialirkan keluar lewat saluran air di bawah dengan tekanan sepertikeadaansekitarnya.

Gambar 3.10. Runner Turbin francis

Turbin francis mempunyai poros tegak dengan ukuran yang besar,

sedangakan dengan ukuran yang kecil dengan ukuran mendatar.Turbin francismemakai roda propeller atau runner yang dapat berputar secara bebas.Konstruksiturbin terdiri dari dari sudu pengarah dan sudu jalan, dan keduasudu tersebut,semuanya terendam di dalam aliran air. Air pertama masuk padaterusanberbentuk rumah keong. Perubahan energi seluruhnya terjadi pada sudupengarahdan sudu gerak. Aliran air masuk ke sudu pengarah dengankecepatan semakinnaik degan tekanan yang semakin turun sampai roda jalan, padaroda jalankecapatan akan naik lagi dan tekanan turun sampai di bawah 1atm. Untukmenghindari kavitasi, tekanan harus dinaikan sampai 1 atm dengancarapemasangan pipa hisap. Pengaturan daya yang dihasilkan yaitu denganmengaturposisi pembukaan sudu pengarah, sehingga kapasitas air yangmasuk ke rodaturbin dapat diperbesar atau diperkecil. Turbin francis dapatdipasang denganporos vertikal dan horizontal.ii. Turbin Kaplan/Propeller

Turbin propeller pada umumnya memiliki runner dengan 3 sampaidengan 6

blade dimana air mengenai semua blade secar a konstan. Pitch dariblade dapat fixatau diadjust. Ada beberapa macam turbin propeller yaitu : turbinbulb, turbinStraflo, turbin tube dan turbin Kaplan. 21

Gambar 3.11. Istalasi Turbin Kaplan/Propeller

Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial.Turbin ini

tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebutbiasanyamempunyai tiga hingga enam sudu. Tidak berbeda dengan turbinfrancis, turbinkaplan cara kerjanya menggunakan prinsip reaksi. Turbin inimempunyai rodajalan yang mirip dengan baling-baling pesawat terbang. Bilabaling-balingpesawat terbang berfungsi untuk menghasilkan gaya dorong, rodajalan padakaplan berfungsi untuk mendapatkan gaya F yaitu gaya putar yangdapatmenghasilkan torsi pada poros turbin. Berbeda dengan roda jalanpada francis,sudu-sudu pada roda jalan kaplan dapat diputar posisinya untukmenyesuaikankondisi beban turbin.

Gambar 3.12. Kontruksi Turbin Kaplan/Propeller 22

Turbin kaplan banyak dipakai pada instalasi pembangkit listrktenaga air

sungai, karena turbin ini mempunyai kelebihan dapat menyesuaikanhead yangberubah-ubah sepanjang tahun. Turbin kaplan dapat beroperasi padakecepatantinggi sehingga ukuran roda turbin lebih kecil dan dapat dikopellangsung dengangenerator. Pada kondisi pada beban tidak penuh turbin kaplanmempunyaiefisiensi paling tinggi, hal ini dikarenakan sudu-sudu turbin kaplandapat diaturmenyesuaikan dengan beban yang ada.Turbin kaplan adalah turbinyangberoperasi pada head yang rendah dengan kapasitas aliran airyang tinggi ataubahkan beroperasi pada kapasitas yang sangat rendah. Hal ini karenasudu-sudutrubin kaplan dapat diatur secara manual atau otomatis untuk meresponperubahankapasitas.

Gambar 3.13. Turbin Kaplan/Propeller

c. Turbin Aliran Bebas

i. Turbin Kinetik

Turbin kinetik juga disebut turbin aliran bebas, menghasilkan listrikdari

energi kinetik di dalam air yang mengalir, alih-alih dari energipotensial dariketinggian. Sistem dapat beroperasi di sungai, saluran buatan manusia,air pasangsurut, atau arus laut. Sistem Kinetic memanfaatkan jalur alami aliranair. Turbinini tidak memerlukan pengalihan air melalui saluran buatanmanusia, dasarsungai, atau pipa, meskipun mungkin memiliki aplikasi dalamsaluran tersebut.Sistem Kinetic tidak memerlukan pekerjaan sipil yang besar;Namun dapatmenggunakan struktur yang ada seperti jembatan, tailraces dan saluran. 23

Gambar 3.14. Turbin Kinetik

2.4. Komponen Umum Turbin Air

2.4.1. Turbin Cross-Flow

a. Pegangan Baling

Dalam turbin crossflow split, air yang dibutuhkan untukmenggerakkan

turbin diarahkan oleh dua kekuatan permukaan pegangan baling-baling yangseimbang. Semburan air dipisahkan oleh baling-baling,diseimbangkan dandibiarkan masuk dengan lancar melewati kipas secara bebas sesuaidengan ruangyang ada. Kedua pegangan baling-baling putar diatur dengan tepatdidalam rumahturbin dan dapat berfungsi sebagai alat penutup turbin jika terjadipenurunan arusair. Maka katup penutup tidak perlu digunakan sebagaipenyeimbang tekananantara pipa dan turbin. Kedua pegangan baling-baling dipasangdengan pemisahyang diperpanjang , yang dihubungkan dan dikontrol secara manualatau otomatis.Pegangan baling-baling ditempatkan dalam rumah pelumas dan tidakmemerlukanperawatan khusus. Apabila terjadi penghentian, maka turbin mampumenutupsecara otomatis oleh gaya gravitasi karena adanya beban tambahpada ujungpemisahnya. 24

b. Rumah Turbin

Rumah turbin crossflow terbuat dari struktur baja, sehingga kuat dantahanterhadap benturan dan beku.

c. Runner

Runner adalah bagian paling penting dari turbin, dilengkapi dengan

lempengan yang terbuat dari profil baja dengan metode yangsudah terbukti.Kedua ujungnya dipasang dan di las pada bagian dalam ujung cakr amdari runnertersebut. Runner dapat mempunyai lempengan sampai 37 buahtergantung dariukuran turbin. Lempengan miring menciptakan sedikit kekuatan aksial,untuk itupelumasan tidak diperlukan karena telah diperkuat oleh bantalanaksial.Lempengan pada runner yang lebar ditunjang oleh beberapacakram. Sebeluminstalasi akhir dari turbin, runner benar-benar diukur secaraseimbang dan diujiuntuk deteksi keretakan.d. Bantalan

Turbin crossflow dilengkapi dengan bantalan rol serta denganbeberapa

keunggulan seperti putaran dengan daya aus rendah danpemeliharaan yangsederhana. Desain dari rumah bantalan mencegah kebocoran air kedalam bantalandan kontak dengan pelumas. Selain penggantian pelumas setiaptahun, bantalantidak memerlukan perawatan apapun. Selain itu, solusi teknis yangdigunakan 25

memungkinkan penggantian sederhana dari kipas tanpamengeluarkan seluruhturbin keluar dari posisinya.

e. Draft Tube

Pada prinsipnya, turbin crossflow adalah turbin aliran bebas.Namun,

dalam kasus dengan Ketinggian (head) dengan ukuran sedang ataur endah,diperlukan Draft Tube. Hal ini untuk memastikan bahwa ruang mesinbebas daribanjir dan sekaligus ketinggian seluruh ukuran Ketinggian terjunandapatditerapkan. Jika aliran bebas turbin dengan skala luas digunakan, makakolom airdalam Draft tube harus dikontrol. Hal ini dipastikan denganmenyeimbangkankatup udara, yang mempengaruhi tekanan bawah dalam rumahturbin. Dengancara tersebut, turbin dengan tinggi hisap dari 1 sampai 3m dapatdigunakan secaraoptimal tanpa ada bahaya kavitasi. Selain itu, apabila Ketinggiandengan ukuranyang rendah digunakan, pembuatan draft tube sebagai pipa bajapengumpul akanmengurangi biaya konstruksi yang jauh lebih rendah.

2.5. Gejala Turbin Air

a. Kavitasi

Salah satu masalah yang sering timbul dalam perawatan turbin yaitukavitasi.

Kavitasi merupakan peristiwa terjadinya gelembung-gelembung uapyang kecil(minute microscopic bubbles) di dalam cairan (air) yang mengalir, dimana tekanan

yang terjadi ditempat tersebut sama atau lebih rendah dari tekanan uapjenuhnya.Pada saat gelembung-gelembung tersebut sampai pada daerah yangtekanannyalebih tinggi maka gelembung tersebut akan pecah danmengakibatkan lubang-lubang kikisan pada permukaan dinding saluran hisap bagian atas(

draft tube),

sudu-sudu, dan rumah turbin. Selain itu juga akan menimbulkangetaran danbunyi yang berisik. Kavitasi yang sangat besar akan menurunkandaya danefisiensi turbin.Kavitasi dapat diantisipasi atau dikurangi dengan cara antara lain :Memasang turbin pada tempat yang cocok, yaitu dengan memperkeciltinggi hisapagar tekanan air lebih rendah dari tekanan uap jenuhnya.Memperbaiki konstruksidan diusahakan agar tidak terdapat belokan-belokan yang tajam.Menggunakanmaterial yang mampu menahan erosi akibat pengikisan yangditimbulkan olehpecahnya gelembung- gelembung uap yang dibawa oleh air, danmaterial yangtahan terhadap korosi. 26

b. Kecepatan Liar

Kecepatan liar yaitu suatu kecepatan yang terjadi akibat pada waktuturbinbekerja dimana tiba-tiba bebannya dihentikan dengan tiba-tiba. Dalam

hal tersebuttimbul gejala bahwa roda turbin akan berputar dengan sangatcepat. Kekuatanturbin harus diperhitungkan terhadap kecepatan liarnya untukmencegahterjadinya kerusakan turbin atau generatornya. Kecepatan liar dapatdiantisipasiatau dikurangi dengan cara, yaitu: pada bagian poros turbin dibuat suatupengaturkecepatan (governor) yang dapat meredam putaran liar.

c. Water Hammer

Suatu peristiwa di mana timbulnya gelombang bertekanan akibatdari

fluida yang mengalir tiba-tiba berhenti atau arah alirannya berubah(perubahanmomentum). Water hammer juga terjadi akibat katup pada airkeluar turbin ditutup secara tiba-tiba sehingga tekanan di dalam turbin meningkat.Selain tekanantinggi juga terjadi gelombang kejut sehingga menimbulkan suarakeras sepertisuara menempa / pukulan. Ini dapat menyebabkan kerusakan padaturbin. Waterhammer dapat diantisipasi atau dikur angi dengan cara, yaitu:denganmembuat surge tank pada bagian atas dekat sumber air. Surge tankini akanmenampung air yang membalik pada saat katup ditutup, sehinggawaterhammer dapat dihindari.

2.6. Parameter Turbin Air

a. Perhitungan Daya dan Energi Turbin Air

Daya yang dihasilkan turbin air bergantung pada kapasitas air (m 3/detik),

kerapatan air atau Rho, head atau tinggi jatuh air efektif dalamsatuan meter.Dengan rumus sebagai berikut :

Diamana:= kerapatan air (Kg/m 3 )Q = kapasitas air (m 3 /detik)G = gaya gravitasi, 9,81 (m/detik 2 )H = tinggi jatuh efektif (m)efisiensi total 27

Sedangkan energi yang dibangkitkan turbin air adalah

Dimana:

P = daya turbin air (Watt)

T = waktu

Secara sederhana dapat dinyatakan bahwa semakin tinggi jatuh airdengan

kapasitas aliran akan mempunyai energi potensial yang ebih besardibandingkandengan tinggi jatuh air yang lebih rendah. Logika tersebut jugaberlakusebaliknya, yaitu untuk tinggi jatuh air yang sama, tetapi energipotensial yangdimiliki akan lebih besar apabila kapasitas aliran air juga besar.

Komponen energi potensial

Dimana :

W = Berat fluida (N)

z = Jarak tegak / Head diatassuatu elevasi acuan (m)

Komponen energi tekanan

Dimana:

P = tekanan air (N/m2)

W= berat jenis fluida (N/m3)

Komponen energi kecepatan

c = kecepatan fluidaDari persamaan diatas maka Energi totalnya adalah :b. Putaran Spesifik 28

Putaran spesifik yaitu putaran turbin dimana dibangkitkan dayasebesar

satu satuan daya per tinggi jatuh (head) satu satuan tinggi jatuh(head efektif).Kecepatan spesifik turbin dapat diartikan sebagai titik efisiensimaksimum.Perhitungan tepat ini menghasilkan performa turbin dalamjangkauan head dandebit tertentu. Dengan rumus sebagai berikut.

Diamana:

Ns = Putaran spesifik

N = Putaran turbin

P = daya turbin

H efektif = H - Hgross losses

Adapun performa dan karakteristiknya dapat dilihat pada tabel berikut

Jenis turbin Kecepatan Efisiensi dalamTinggi air jatuh

spesifik ns dalam % (H)

rpm

Pelton 2-4 85 – 90 6000 – 2000

Francis 4 – 7 90 – 82 2000 – 400

30 - 82 90 – 94 500

82 – 90 94 – 93 500 – 15

Propeler 100 – 140 94 100 – 15

140 – 250 94 – 85 15 – 10

c. Kecepatan Spesifik Turbin Air

Dalam hal ini akan diperkenalkan parameter kecepatan spesifikyaitu

kecepatan turbin dimana dapat menghasilkan 1 hp untuk setiap tinggiair jatuh. 1Hp = 1 ft. Untuk kondisi air tertentu, berdasarkan spesifiknya dapatdipilih jenisturbin yang sebaiknya digunakan agar mendapat efisiensi yangmaksimum.Adapun pedomannya adalah sebagi berikut:No Kecepatan spesifik Type / Jenis turbin(rpm)1 10 sampai 35 Turbin Pelton dengan Nozzel tunggal2 35 sampai 60 Turbin Pelton dengan dua Nozzel atau29

3 60 samapi 300 lebih

4 300 sampai 1000 Turbin Francis

Turbin Kaplan

d. Penentuan Luas Penampang Saluran H

Diameter pipa dan luas penampang lintang saluran dalam turbindapat

dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas. Yangdimaksud denganluas penampang lintang saluran adalah suatu luasan permukaanirisan saluranyang dibuat tegak lurus dengan arah aliran cairan. Kecepatan aliran airakan besarpada penampang yang semakin kecil, pada kapasitas aliran air yangsama.

Dimana:

Q = kapasitas air yang mengalir (m 3 /detik)

A = luas penampang pipa yang dipakai (m )2

Cn = kecepatan aliran air (m/detik)

e. Tinggi Jatuh Air

Pemilihan dengan berdasarkan tinggi jatuh air diperoleh, makadapatdilihat pada tabel berikut :

Tabel 3 : Pemilihan jenis turbin berdasarkan tinggi jatuh air

No Tinggi jatuh air / Type / Jenis Turbin

head (m)

1 0 sampai 25 Kaplan atau Francis (lebih cocok Kaplan)

2 25 sampai 50 Kaplan atau Francis (lebih cocok francis)

3 50 sampai 150 Francis

4 150 sampai 250 Francis atau pelton (lebih cocok francis)

5 250 sampai 300 Francis atau pelton(lebih cocok pelton)6 Di atas 300 Peltonf. Diameter Dan Lebar RunnerDiameter luar runner dihitung dengan memakai rumus sebagai berikut.Dimana : 30

D = diameter luar runner ( m )1

n = putaran turbin (rpm)

U = kecepatan runner (m/s)1

Luas pemasukan aliran adalah hasil kali lebar runner (b) dengan panjang0

busur pemasukan (L).

dimana :

A = Luas penampang pipa pancar (m )2

b = Lebar pipa pancar (m)0

L = Panjang busur pemasukan (m)

2.7. Implementasi Turbin Air

a. Kincir Air

Ribuan tahun yang lalu, manusia telah menemukan manfaat dari airyang

mengalir. Dari pemanfaatan air yang sangat sederhana sepertipenggunaan arussungai untuk trasportasi, manusia terus mengembangkan cara- carauntukmenagkap energi air yang mengalir. Energi tersebut dapat dikonversikanmenjadienergi mekanik. Hal ini dapat dilakukan dengan kincir atau turbinair dengangenerator listrik. Dalam skala besar prinsip ini diterapkan padasungai besardengan membuat bendungan untuk pembangkit listrik tenaga air.

Pemanfaatan energi air dalam skala kecil dapat berupa penerapan kincirair

dan turbin. Dikenal ada tiga jenis kincir air berdasarkan sistemaliran airnya,yaitu overshot, breast-shot, dan under-shot.

Pada kincir overshot, air melalui atas kincir dan kincir berada dibawah

aliran air. Air memutar kincir dan air jatuh ke permukaan lebihrendah. Kincirbergerak searah jarum jam. Pada kincir breast-shot, kincirdiletakkan sejajardengan aliran air sehingga air mengalir melalui tengah-tengah kincir.Air memutarkincir berlawanan dengan arah jarum jam. Pada kincir under-shot, posisikincir airdiletakkan agak ke atas dan sedikit menyentuh air. Aliran air yangmenyentuhkincir menggerakkan kincir sehingga berlawanan arah dengan jarumjam. b. Pompa Air 31

Jarang yang tahu bahwa beberapa tipe pompa air dapatdiaplikasikan

sebagai turbin air. Biasanya pompa digerakkan oleh motor listrikuntukmenaikkan sejumlah air sampai ketinggian tertentu. Pada aplikasisebagai turbinprinsip kerja pompa di balik, yaitu diberi jatuhan air dariketinggian tertentuuntuk memutar impeler pompa. Putaran impeler ini akanditeruskan untukmemutar generator sehingga dihasilkan tenaga listrik. Beberapakelebihan aplikasipompa sebagai turbin air adalah : sebagai produk industri yangmassal pompamudah diperoleh dengan berbagai vasiasi head – flow, tersediadalam berbagaitipe dan ukuran, mudah dalam instalasinya, harga relatif murah, dansuku cadangmudah diperoleh. Aplikasi pompa dapat dikoneksi secara langsungdengangenerator (direct drive) atau menggunakan transmisi mekanik pulley-belt (indirectdrive) apabila putaran pompa sebagai turbin tidak sama dengan putarangenerator(umumnya 1500 rpm).

Jenis pompa yang umum dipakai sebagai turbin adalah end-suction

centrifugal pump untuk jatuhan 7 m – 100 m dengan debit kecil ( 50liter/detik sd150 liter/detik) dan mixed-flow pump untuk jatuhan rendah 4 –15 m dengandebit cukup besar (100 – 400 liter/detik). Kapasitas daya aplikasi pompasebagaiturbin beragam 1 kW – 100 kW, dengan biaya peralatan yang lebihmurah ( sd50%) dibandingkan dengan menggunakan turbin air (costume product).Efisiensipompa sebagai turbin relatif cukup baik berkisar 65% – 75%,umumnya selisih3% dibandingkan efisiensi terbaik (bep, best efficiency point) sebagaipompa.

c. PLTA

Pengertian pembangkit listrik tenaga air (PLTA) bekerja dengancara

merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energimekanik(dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadienergi listrik(dengan bantuan generator) Pembangkit listrik tenaga airkonvensional bekerjadengan cara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air dibuang.Pada saatbeban puncak air dalam lower reservoir akan di pompa ke upperreservoirsehingga cadangan air pada waduk utama tetap stabil.Pembangkit listrik tenagaair (PLTA) bekerja dengan cara merubah energi potensial (daridam atau airterjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dandari energimekanik menjadi ener gi listrik (dengan bantuan generator). PLTAdapat 32

beroperasi sesuai dengan perancangan sebelumnya, bila mempunyaiDaerahAliran Sungai (DAS) yang potensial sebagai sumber air untukmemenuhkebutuhan dalam pengoperasian PLTA tersebut. Pada operasi PLTAtersebut,perhitungan keadaan air yang masuk pada waduk / dam tempatpenampungan air,beserta besar air yang ter sedia dalam waduk / dam dan perhitunganbesar air yangakan dialirkan melalui pintu saluran air untuk menggerakkan turbinsebagaipenggerak sumber listrik tersebut, merupakan suatu keharusanuntuk dimiliki,dengan demikian kontrol terhadap air yang masuk maupun yangdidistribusikanke pintu saluran air untuk menggerakkan turbin harus dilakukandengan baik,sehingga dalam operasi PLTA tersebut, dapat dijadikan sebagaidasar tindakanpengaturan efisiensi penggunaan air maupun pengamanan seluruhsistem,sehingga PLTA tersebut, dapat beroperasi sepanjang tahun, walaupunpada musimkemarau panjang. Kapasitas PLTA diseluruh dunia ada sekitar675.000 MW,setara dengan 3,6 milyar barrel minyak atau sama dengan 24 %kebutuhan listrikdunia yang digunakan oleh lebih 1 milyar orang. Dalam penentuanpemanfaatansuatu potensi sumber tenaga air bagi.

i. Jenis-Jenis PLTA

Potensi tenaga air didapat pada sungai yang mengalir di daerah

pegunungan. Untuk dapat memanfaatkan potensi dari sungai ini, makakita perlumembendung sungai tersebut dan airnya disalurkan ke bangunanair PLTA.Ditinjau dari cara membendung air, PLTA dapat dibagi menjadi 2kategori yaitu :

PLTA run off river

Pada PLTA run off river, air sungai dialihkan dengan menggunankan dam

yang dibangun memotong aliran sungai. Air sungai ini kemudiandisalurkan kebangunan air PLTA. Pada PLTA run off river, daya yang dapat dibangkitkan

tergantung pada debit air sungai, tetapi PLTA run off riverbiayapembangunannya lebih murahPLTA dengan kolam tando ( reservoir )Pada PLTA dengan kolam tando ( reservoir), air sungai dibendung denganbendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga terjadikolam tando.Selanjutnya air di kolam tando disalurkan ke bangunan air PLTA.Dengan adanyapenimbunan air terlebih dahulu dalam kolam tando, maka pada musimhujan di 33

mana debit air sungai besarnya melebihi kapasitas penyaluran airbangunan airPLTA, air dapat ditampung dalam kolam tando. Pada musimkemarau di manadebit air sungai lebih kecil daripada kapasitas penyaluran air bangunanair PLTA,selisih kekurangan air ini dapat diatasi dengan mengambil air daritimbunan airyang ada dalam kolam tando. Inilah keuntungan penggunaan kolamtando padaPLTA. PLTA dengan kolam tando ( reservoir) memiliki biaya instalasi lebih

mahal, karena kolam tando memerlukan bendungan yang besar danjugamemerlukan daerah genangan yang luas.

ii. Prinsip Plta Dan Konversi Energi

Pada prinsipnya PLTA mengolah ener gi potensial air diubahmenjadi

energi kinetis dengan adanya head, lalu energi kinetis ini berubahmenjadi energimekanis dengan adanya aliran air yang menggerakkan turbin, laluenergi mekanisini berubah menjadi energi listrik melalui perputaran rotor padagenerator. Jumlahenergi listrik yang bisa dibangkitkan dengan sumber daya air tergantungpada duahal, yaitu jarak tinggi air (head) dan berapa besar jumlah air yangmengalir(debit).

iii. Cara Kerja PLTA

Aliran sungai dengan sejumlah anak sungainya dibendung dengansebuah

Dam. Airnya ditampung dalam waduk yang kemudian dialirkanmelaui PintuPengambilan Air (Intake Gate) yang selanjutnya masuk ke dalamTerowonganTekan (Headrace Tunnel). Sebelum memasuki Pipa Pesat(Penstock), air harusmelewati Tangki Pendatar (Surge Tank) yang berfungsi untukmengamankan pipapesat apabila terjadi tekanan kejut atau tekanan mendadak yangbiasa disebutsebagai pukulan air (water hammer) saat Katup Utama (InletValve) ditutupseketika. Setelah Katup Utama dibuka, aliran air memasuki RumahKeong (SpiralCase). Aliran air yang bergerak memutar Turbin dan dari turbin,air mengalirkeluar melalui Pipa Lepas (Draft Tube) dan selanjutnya dibuangke SaluranPembuangan (Tail Race). Poros turbin yang berputar tersebutdikopel denganporos Generator sehingga menghasilkan energi listrik. MelaluiTrafo Utama(Main Transformer), energi listrik disalurkan melewati Saluran UdaraTeganganTinggi (SUTT) 70 kV ke konsumen melalui Gardu Induk. Komponen –kompnendasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan transmisi. Damberfungsi untuk 34

menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokanair yangcukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalianbanjir. Contohwaduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air denganvolume efektifsebesar 2,6 miliar kubik.

iv. Komponen-Komponen PLTA

1. Bendungan

Bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahanlaju

air menjadi waduk, danau, atau tempat rekreasi. Bendungan jugadigunakan untukmengalirkan air ke sebuah Pusat Listrik Tenaga Air. Kebanyakandam jugamemiliki bagian yang disebut pintu air untuk membuang air yang tidakdiinginkansecara bertahap atau berkelanjutan. Jenis bendungan antar a lain:

a). Bendungan Beton (Bendungan Gr avitasi, Bendungan Busur,BendunganRongga)

b). Bendungan Urugan (Bendungan Urugan Batu, Bendungan Tanah)

c). Bendungan Kerangka Baja

d). Bendungan Kayu

2. Turbin

Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa

peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu (runner), pipapesat(penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inletvalve), pipa lepas(draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dandistributor listrik.Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompokyaitu turbinreaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena adanyatekanan air,sedangkan turbin impuls bekerja karena kecepatan air yangmenghantam sudu.

Prinsip Kerja Turbin Reaksi yaitu Sudu-sudu (runner) pada turbinfrancisdan propeller berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisi sudunya tetap

(tidak bisadigerakkan). Sedangkan sudu-sudu pada turbin kaplan berfungsisebagai sudu-sudu jalan, posisi sudunya bisa digerakkan (pada sumbunya) yangdiatur olehservomotor dengan cara manual atau otomatis sesuai denganpembukaan suduatur. Proses penurunan tekanan air terjadi baik pada sudu-sudu aturmaupun padasudu-sudu jalan (runner blade). Prinsip Terja Turbin Pelton berbedadengan turbinrekasi Sudu-sudu yang berbentuk mangkok berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, 35

posisinya tetap (tidak bisa digerakkan). Air yang digunakan untuk

membangkitkan listrik bisa berasal dari bendungan yang dibangundiatas gunungyang tinggi, atau dari aliran sungai bawah tanah. Karena sumberair yangbervariasi, maka turbin air didesain sesuai dengan karakteristik danjumlah aliranairnya.

3. Generator

Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energilistrik dari

sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaiturotor danstator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh kawat dandipasang secaramelingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jikakutub inidialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akantimbulmagnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jikaturbin berputarmaka rotor juga ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksitegangan dikawat setiap kali sebuah kutub melewati coil yang terletak distator. Lalutegangan inilah yang kemudian menjadi listrik. Agar generator bisamenghasilkanlistrik, ada tiga hal yang harus diperhatikan, yaitu: Putaran, Kumparan ,Magnet.

2.8. Pengaruh Turbin Air Pada Lingkungan

Turbin air mempunyai pengaruh positif dan negatif bagi lingkungan.Turbin

adalah salah satu penghasil tenaga terbersih, menggantikanpembakaran bahanbakar fosil dan menghapuskan limbah nuklir. Turbin memproduksisumber energilistrik dunia dengan jumlah yang besar. Dalam sejarah turbin jugamempunyaikonsekuensi negatif. Putaran sudu atau gerbang pengarah dariturbin air dapatmengganggu ekologi natural sungai, membunuh ikan, menghentikanmigrasi danmenggangu mata pencaharian manusia. Contohnya, suku IndianAmerika diPasific Northwest mempunyai mata pencaharian memancing ikansalmon, tapipembangunan dam secara agresif menghancurkan jalan hidupnya.Hingga akhirabad 20, dapat dimungkinkan untuk membangun sistempembangkit tenaga airyang mengalihkan ikan dan organisme lainnya dari saluran masukturbin tanpakerusakan atau kehilangan tenaga yang berarti. Sistem akanmemerlukan sedikitpembersihan tetapi secara pada dasarnya lebih mahal untuk dibangun.Di AmerikaSerikat sekarang menahan migrasi ikan adalah ilegal, sehingga tanggaikan harusdisediakan oleh pembangun bendungan. 36

BAB IIIPENUTUP

3.1 Soal Objektif1. Bagian turbina air yang berfungsi untuk meneruskan aliran fluida

sehinggatekanan dan kecepatan fluida dapat dikendalikan sesuai dengankebutuhanyaitu ...a. Poros utamab. Sudu-suduc. Pipa hisapd. Nozel : Jawabane. Bantalan

2. Turbin yang sudut sudu geraknya dapat diatur sesuai dengan kondisialiransaat itu adalah .....a. Turbin Kaplan : Jawabanb. Turbin turgoc. Turbin cross flowd. Turbin francise. Turbin pelton

3. Untuk mencari daya turbin air di tentukan dengan rumus yaitu ....

a.

: Jawabanb.

c.

d.

e.

4. Turbin yang efektif pada head rendah adalah?a. Turbin Kaplan : Jawaban

b. Turbin Tangensialc. Turbin Crossflowd. Turbin Francise. Turbin Pelton

5. Fungsi turbin air yang memiliki pengaruh baik pada lingkungan,kecuali?a. Sebagai tenaga listrik yang tergolong renewable energy .b. Alternatif pembangkit listrik yang ramah lingkungan.c. Bendungan pada turbin air memiliki peran ganda untuk mengatursistem irigrasi persawahan.d.Bendungan pada turbin air memiliki peran ganda untuk memeliharaikan sebagai alternatif kelangkaan wilayah. : Jawabane.PLTA dapat berguna untuk mengatasi permasalahan erosi pada tempatjatuh air yang tinggi. 37

3.2 Soal Uraian

1. Jelaskan apa yang anda ketahui mengenai turbin air ?

Jawaban:

Turbin air merupakan mesin yang berputar diakibatkan oleh energikinetik

dan potensial dari aliran fluida. Fluida yang bergerak menjadikanblade padaturbin berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor.Perbedaandasar antara turbin air awal dengan kincir air terletak pada komponen.Komponenpada turbin lebih optimal dan dapat memanfaatkan air dengan putaranlebih cepatserta dapat memanfaatkan head yang lebih tinggi. Komponenkincir lebihsederhana dengan biaya peralatan dan perawatan yang lebih murah.Komponen-komponen utama pada turbin air terdiri dari rotordan stator. Rotor merupakan

bagian yang berputar pada sistem turbin air. Stator merupakan bagianyang diampada turbin air.

2. Berdasarkan karakteristiknya turbin dibagi menjadi 4, yakni TurbinPelton,Turbin Bankis, Turbin Kaplan dan Turbin Francis. Dari ke empat jenisturbintersebut jelaskan secara singkat tentang apa yang anda ketahuimengenaikeempat turbin tersebut?

Jawab:

Turbin Pelton bekerja pada ketinggian air (head) = 200 s.d 2000 meter.

Debit air = 4 s.d 15 m3/s. Turbin pelton digolongkan ke dalam jenisturbinimpuls atau tekanan sama. Karena selama mengalir di sepanjang sudu-suduturbin tidak terjadi penurunan tekanan.

Turbin Cross-Flow adalah salah satu turbin air dari jenis turbin aksi

(impulse turbine). Turbin Cross Flow juga disebut Turbin Banki-Mitchel

Pada turbin Cross Flow air mengalir secara melintang atau memotongbladeturbin, Turbin Cross Flow didesain untuk mengakomodasi debit airyanglebih besar dan head yang lebih rendah dibanding Pelton. Headnyakurangdari 200 meter. Terjunan (head): H = 5—200 m. Debit: Q = 0,03—13m³/s.Kapasitas: N = 10—3 500 kW.Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasangdiantara sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekananrendah 38

di bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu

pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial.

Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial.Turbin

ini tersusun dari propeller seperti pada perahu. Propeller tersebutbiasanyamempunyai tiga hingga enam sudu. Tidak berbeda dengan turbinfrancis,turbin kaplan cara kerjanya menggunakan prinsip reaksi. Turbin ini

mempunyai roda jalan yang mirip dengan baling-baling pesawatterbang.

3. Jelaskan pengaruh istalasi turbin air terhadap lingkungan?Jawab:

Turbin air mempunyai pengaruh positif dan negatif bagi

lingkungan. Turbin adalah salah satu penghasil tenaga terbersih,

menggantikan pembakaran bahan bakar fosil dan menghapuskan limbah

nuklir. Turbin memproduksi sumber energi listrik dunia dengan jumlah

yang besar. Dalam sejarah turbin juga mempunyai konsekuensi negatif.

Putaran sudu atau gerbang pengarah dari turbin air dapat mengganggu

ekologi natural sungai, membunuh ikan, menghentikan migrasi dan

menggangu mata pencaharian manusia. Contohnya, suku IndianAmerikadi Pasific Northwest mempunyai mata pencaharian memancing ikan

salmon, tapi pembangunan dam secara agresif menghancurkan jalan

hidupnya. Hingga akhir abad 20, dapat dimungkinkan untukmembangunsistem pembangkit tenaga air yang mengalihkan ikan dan organisme

lainnya dari saluran masuk turbin tanpa kerusakan atau kehilangantenaga

yang berarti. Sistem akan memerlukan sedikit pembersihan tetapi secara

pada dasarnya lebih mahal untuk dibangun. Di Amerika Serikatsekarangmenahan migrasi ikan adalah ilegal, sehingga tangga ikan harusdisediakanoleh pembangun bendungan. 39

3.3 KESIMPULANTurbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil ener gi darialiran

fluida. Turbin sederhana memiliki satu bagian yang bergerak,"asembli rotor -blade". Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputardanmenghasilkan energi untuk menggerakkan rotor. Berdasaran modelaliran airmasuk runner, maka turbin air dapat dibagi menjadi tiga tipe yaitu:Turbin AliranTangensial, Turbin Alir an Aksial, Turbin Aliran Aksial - Radial.BerdasarkanPerubahan Momentum Fluida Kerjanya turbin dibagi menjadi menjadidua yaitu:Turbin Implus dan Turbin Reaksi. Jenis – Jenis Turbin Impulsadalah TurbinPelton, Turbin Cross-Flow dan Turbin Turgo. Jenis – Jenis TurbinReaksi adalahTurbin Francis dan Turbin Kaplan & Propeller.

3.3. SARAN

Dalam kehidupan modern seperti sekarang ini banyak teknologikhususnya

dibidang teknik yang bersumber dari alam, salah satunya yaitupemanfaatan airuntuk kebutuhan keseharian. Jadi pemanfaatan sumber air dapatdiolah denganmenggunakan turbin dengan memanfaatkan tekanan dari air untukmenghasilkanenergi listrik. Apabila pemanfaatan air ini diperbanyak denganmenggunakanturbin maka akan sanga bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.

40

Daftar Pustaka

Pudjanarsa dan Nursuhud. 2006. Mesin konversi energi . Yogyakarta: Andi

Susanti, Aprilia. 2014. Makalah turbin air . (online).

http://tulisanakhwat.blogspot.com/2014/02/makalah-turbin-air.html. Diakses

tanggal 7 maret 2015

Tanpa nama. Turbin crossflow . (online).http://cink-hydro-energy.com/id/turbin-

crossflow. Diakses tanggal 7 maret 2015

Tanpa nama. Macam-macam turbin . (online).http://artikel-teknologi.com/macam-

macam-turbin/. Diakses tanggal 7 maret 2015

Tanpa Pengarang. 2011. Makalah Turbin Air (PLTA) , (Onlain), (http://www.MAKALAH TURBIN AIR-PLTA _aphroditestory.htm) , diakses 26Agustus 2006.

41