TURBIN AIR

Turbin air adalah turbin yang digunakan untuk mengubah energi hidro menjadi energi

listrik. Beberapa keuntungan dari trubin air ini adalah :

Efisiensi yang tinggi

Fleksibel dalam operasional

Perawatan mudah

Tidak ada energi potensial yang terbuang

Tidak ada bahan polutan

Konstruksi dasar dari turbin air terdiri dari dua bagian utama yaitu rotor dan stator.

Rotor adalah bagian–bagian dari turbin yang bergerak atau berputar seperti roda turbin

(runner), poros, kopling, roda gaya, puly dan bagian–bagian dari turbin yang diam seperti

saluran masuk (pipa pesat), rumah–rumah, sudu antar, sudu pengarah (nozzle), saluran buang

dan lain–lain. (wiranto, 1997 :1).

Turbin air mempunyai beberapa tipe diantaranya :

Turbin Impuls : Turbin impuls disebut juga dengan turbin air tekanan sama karena

tekanan air yang keluar dari nozel tekanannya sama dengan tekanan atmosfir

sekitarnya. Sehingga energi tempat dan energi tekanan yang dimiliki oleh aliran air

dirubah semuanya menjadi energi kecepatan (Fritz Dietzel, 1988 : 18). Pada turbin ini

proses ekspansi fluida (penurunan tekanan fluida) hanya terjadi pada sudu-sudu tetap,

Contoh dari turbin impuls ini adalah turbin pelton, turbin crossflow dan lain–lain.

Turbin Reaksi : Turbin reaksi disebut juga dengan turbin tekanan lebih karena tekanan

air sebelum masuk roda turbin lebih besar dari pada tekanan air saat keluar roda

turbin. Secara umum dapat dikatakan bahwa aliran air yang masuk keroda turbin

mempunyai energi penuh, kemudian energi ini dipakai sebagian untuk menggerakkan

roda turbin dan sebagian lagi dipergunakan untuk mengeluarkan air kesaluran

pembuangan. Jenis turbin reaksi yang sering digunakan antara lain, turbin francis,

turbin propeler atau Kaplan pada turbin ini proses ekspansi fluida terjadi baik pada

sudu-sudu gerak (sudu-sudu jalan) (Fritz Dietzel, 1988:17, contohnya Turbin Francis,

turbin propeler dan turbin kaplan.

1. TURBIN FRANCIS

Turbin francis bekerja dengan memakai proses tekanan lebih. Pada waktu air masuk ke

roda jalan, sebagian dari energi tinggi jatuh telah bekerja di dalam suddu pengarah diubah

sebagai kecepatan air masuk. Sisa energi tinggi jatuh dimamfaatkan dalam sudu jalan, dengan

adanya pipa isap memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja di sudu jalan  dengan

semaksimum mungkin.

Turbin yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalam air. Air yang

masuk kedalam turbin dialirkan melalui pengisian air dari atas turbin (schact) atau melalui

sebuah rumah yang berbentuk spiral (rumah keong). Semua roda jalan selalu bekerja. Daya

yang dihasilkan turbin diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan sudu pengarah.

Pembukaan sudu pengarah dapat dilakuakan dengan tangan atau dengan pengatur dari oli

tekan(gobernor tekanan oli), dengan demikian kapasitas air yang masuk ke dalam roda turbin

bisa diperbesar atau diperkecil.

Pada sisi sebelah luar roda jalan terdapat tekanan kerendahan (kurang dari 1 atmosfir)

dan kecepatan aliran yang tinggi. Di dalam pipa isap kecepatan alirannya akan berkurang dan

tekanannya akan kembali naik sehingga air bisa dialirkan keluar  lewat saluran air di bawah

dengan tekanan seperti keadaan sekitarnya. Pipa isap pada turbin ini mempunyai fungsi

mengubah energi kecepatan menjadi energi tekan.

Jenis konstruksi turbin ini pertama kali dilaksanakan sekitar tahun 1950. Sekarang turbin

francis adalah yang paling banyak dipakai, karena tinggi air jatuh dan kapasitasnya yang

paling sering terdapat/ sesuai dengan kebutuhannya. Dari hasil penggunaan dan penelitian

yang terus-menerus untuk pengembangan selanjutnya, turbin francis sekarang sudah bisa

digunakan untuk tinggi air jatuh sampai 700 m dengan kapasitas air dan kecepatan air dan

kecepatan putar yang sesuai memenuhi harapan.

Gambar berikut adalah daerah penggunaan dari beberapa jenis konstruksi turbin yang

berbeda :

Pokok utama pada gambar adalah adanya daerah penggunaan tipe turbin. Untuk

diketahui pada gambar diatas di dalam daerah yang dibatasi dengan garis terdapat banyak

jenis turbin yang dibuat, jadi sebetulnya garis tersebut sudah bukan merupakan garis batas

lagi. Karena ada turbin yang titik muatan beban penuhnya terletak di bawah atau di atas

daerah yang diberi tanda. Titik beban penuh turbin dapat juga terletak di bawah daerah

tersebut, bila dari kondisi tempat membutuhkan pemasangan turbin dengan tinggi khusus dan

berdasarkan alasan untuk menghindari kavitasi, sehingga dengan demikian harus dipilih

kecepatan spesifik yang kecil.

Turbin francis yang kecil sering terletak di bawah daerah tersebut, karena harus

menggerakkan generator yang mempunyai kecepatan putar yang tinggi dan dihubungkan

langsung dengan roda gigi transmisi. Didalam daerah batas antara turbin francis dengan turbin

kaplan, Turbin kaplan lebih menguntungkan yaitu pada keadaan beban tidak penuh

randemennya lebih tinggi, karena sudu-suda turbin kaplan bisa diatur sesuai dengan beban

yang ada.

Turbin francis

2. TURBIN PELTON

Turbin pelton digolongkan ke dalam jenis turbin impuls atau tekanan sama. Karena

selama mengalir di sepanjang sudu-sudu turbin tidak terjadi penurunan tekanan, sedangkan

perubahan seluruhnya terjadi pada bagian pengarah pancran atau nosel. Energi yang masuk ke

roda jalan dalam bentuk energi kinetik. Pada waktu melewati roda turbin, energi kinetik

dikonversikan menjadi kerja poros dan sebagian kecil energi terlepas dan sebagian lagi

digunakan untuk melawan gesekan dengan permukaan sudu turbin.

Turbin pelton biasanya berukuran besar. Hal ini dapat dimaklumi karena dioperasikan

pada tekananyang tinggi danperubahan momentum yang diterima sudu-sudu sangat besar,

dengan sendiri struktur turbin harus kuat. Pada turbin pelton semua energi tinggi dan tekanan

ketika masuk ke sudu melalui turbin telah telah diubah menjadi energi kecepatan.

Turbin pelton

3. TURBIN PROPELLER

Pada dasarnya turbin propeller terdiri dari sebuah propeller (baling-baling) ,yang sama

bentuknya dengan baling-baling kapal laut, yang dipasang pada tabung setelah pipa pesat.

Poros turbin menyambung keluar dari tabung. Turbin propeller biasanya mempunyai tiga

sampai enam sudu, biasanya tiga sudu untuk turbin yang mempunyai head sangat rendah dan

aliran air diatur oleh sudu statis atau wicket gate yang dipasang tepat di hulu propeller. Turbin

propeller ini dikenal sebagai fixed blade axial flow turbine karena sudut sudu rotornya tidak

dapat diubah. Efisiensi operasi turbin pada beban sebagian (part-flow) untuk turbin jenis ini

sangat rendah.

4. TURBIN CROSS-FLOW

Salah satu turbin jenis impuls yang banyak dipakai pada listrik tenaga mikrohidro adalah

turbin Cross-Flow (aliran silang). Turbin cross-flow merupakan jenis turbin yang

dikembangkan oleh Anthony Michell (Australia), Donat Banki (Hongaria) dan Fritz

Ossberger (Jerman). Michell memperoleh hak paten atas desainnya pada 1903. Turbin jenis

ini pertama-tama diproduksi oleh perusahaan Weymouth. Turbin ini juga sering disebut

sebagai turbin Ossberger, yang memperoleh hak paten pertama pada 1922. Perusahaan

Ossberger tersebut sampai sekarang masih bertahan dan merupakan produsen turbin cross-

flow yang terkemuka di dunia. Turbin ini mempunyai runner yang berbentuk seperti drum

yang mempunyai 2 atau lebih piringan paralel yang masing-masingnya dihubungkan oleh

susunan sudu yang berbentuk lengkung. Dalam pengoperasian turbin cross-flow ini sebuah

nosel empat persegi mengarahkan pancaran air (jet) ke sepanjang runner. Pancaran air

tersebut mendorong sudu dan memindahkan sebagian besar energi kinetiknya ke turbin.

Pancaran air tersebut lalu melewati runner dan kembali mendorong bagian sudu yang lain

sebelum keluar dari runner, memindahkan sebagian kecil energi kinetiknya yang masih

tersisa.

Turbin Cross-flow

Sumber :

http://www.crayonpedia.org/mw/BAB_21_KLASIFIKASI_TURBIN_AIR_SUNYOTO

http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/klasifikasi-turbin/

http://antopaendeblog.blogspot.com/2012/02/turbin-francis.html

http://yulvartan.wordpress.com/2012/03/07/jenis-jenis-turbin-air/