turbin dan kincir - copy

8/13/2019 Turbin Dan Kincir - Copy

1/13

Kincir dan Turbin Air

Oleh : Amir Fatah

TINJAUAN UMUM

Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada

air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir).

Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi

yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam ujud energi mekanis

maupun energi listrik. !emanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan

kin"ir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air disungai. #ejak aal abad $% kin"ir air banyak dimanfaatkan sebagai penggerak

penggilingan gandum, penggergajian kayu dan mesin tekstil. &emasuki abad $' turbin

air mulai dikembangkan.

esarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya

head dan debit air. alam hubungan dengan reser*oir air maka head adalah beda

ketinggian antara muka air pada reser*oir dengan muka air keluar dari kin"ir air+turbin

air. Total energi yang tersedia dari suatu reser*oir air adalah merupakan energi potensial

air yaitu :

mghE= .............................................................................($.$)

dengan

m adalah massa air

h adalah head (m)

g adalah per"epatan gra*itasi

,s

m

aya merupakan energi tiap satuan aktu

tE , sehingga persamaan ($.$) dapat

dinyatakan sebagai :

ght

m

t

E=

$


2/13

engan mensubsitusikan ! terhadap

t

E dan mensubsitusikan Q terhadap

t

m

maka :

QghP = ..........................................................................($.)

dengan

P adalah daya (att) yaitu

- adalah kapasitas aliran

s

m.

adalah densitas air

.m

kg

#elain memanfaatkan air jatuh hydropoer dapat diperoleh dari aliran air datar. alam

hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik

,

,

$mvE= ..........................................................................($.)

dengan

v adalah ke"epatan aliran air

s

m

aya air yang tersedia dinyatakan sebagai berikut :

,

,

$QvP = ......................................................................($./)

atau dengan menggunakan persamaan kontinuitas AvQ = maka

.

,

$AvP = ......................................................................($.0)

dengan

A adalah luas penampang aliran air ( ),m

A. Kincir Air (Water Wheel)

1in"ir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik

berupa torsi pada poros kin"ir. Ada beberapa tipe kin"ir air yaitu :


3/13

$. 1in"ir Air O*ershot

. 1in"ir Air 2ndershot

. 1in"ir Air reastshot/. 1in"ir Air Tub

1. Kincir Air Overshot

3ambar $. 1in"ir air O*ershot#umber.http:++os*.org+edu"ation+4ater!oer

1in"ir air o*ershot bekerja bila air yang mengalir

jatuh ke dalam bagian sudu5sudu sisi bagian atas,

dan karena gaya berat air roda kin"ir berputar.

1in"ir air o*ershot adalah kin"ir air yang paling

banyak digunakan dibandingkan dengan jenis

kin"ir air yang lain.

Keuntungan

Tingkat efisiensi yang tinggi dapat men"apai %06.

Tidak membutuhkan aliran yang deras.

1onstruksi yang sederhana.

&udah dalam peraatan.

Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.

Kerugian

1arena aliran air berasal dari atas maka biasanya reser*oir air atau bendungan air,

sehingga memerlukan in*estasi yang lebih banyak.

Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.

&embutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.

aya yang dihasilkan relatif ke"il.

. Kincir Air Undershot
http://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPower


4/13

3ambar 1in"ir air 2ndershot#umber.http:++os*.org+edu"ation+4ater!oer

1in"ir air undershot bekerja bila air yang

mengalir, menghantam dinding sudu yang

terletak pada bagian baah dari kin"ir air. 1in"irair tipe undershot tidak mempunyai tambahan

keuntungan dari head.Tipe ini "o"ok dipasang

pada perairan dangkal pada daerah yang rata.

Tipe ini disebut juga dengan 78itru*ian7. isini

aliran air berlaanan dengan arah sudu yang

memutar kin"ir.

Keuntungan

1onstruksi lebih sederhana

9ebih ekonomis

&udah untuk dipindahkan

Kerugian

Efisiensi ke"il

aya yang dihasilkan relatif ke"il

!. Kincir Air "reastshot

3ambar 1in"ir air reastshot#umber.http:++os*.org+edu"ation+4ater!oer

1in"ir air reastshot merupakan perpaduan

antara tipe o*ershot dan undershot dilihat dari

energi yang diterimanya. arak tinggi jatuhnya

tidak melebihi diameter kin"ir, arah aliran air

yang menggerakkan kin"ir air disekitar sumbu

poros dari kin"ir air. 1in"ir air jenis inimenperbaiki kinerja dari kin"ir air tipe under shot

Keuntungan

Tipe ini lebih efisien dari tipe under shot

/
http://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPower


5/13

ibandingkan tipe o*ershot tinggi jatuhnya lebih pendek

apat diaplikasikan pada sumber air aliran datar

Kerugian #udu5sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit)

iperlukan dam pada arus aliran datar

Efisiensi lebih ke"il dari pada tipe o*ershot

#. Kincir Air Tub

3ambar / 1in"ir air reastshot#umber.http:++os*.org+edu"ation+4ater!oer

1in"ir air Tub merupakan kin"ir air yang

kin"irnya diletakkan se"ara horisontal dan sudu5

sudunya miring terhadap garis *ertikal, dan tipe

ini dapat dibuat lebih ke"il dari pada tipe o*ershot

maupun tipe undershot. 1arena arah gaya dari

pan"uran air menyamping maka, energi yang

diterima oleh kin"ir yaitu energi potensial dan

kinetik.

Keuntungan

&emiliki konstruksi yang lebih ringkas

1e"epatan putarnya lebih "epat

Kerugian

Tidak menghasilkan daya yang besar

1arena komponennya lebih ke"il membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti

". Turbin air

Turbin air dikembangkan pada abad $' dan digunakan se"ara luas untuk

pembangkit tenaga listrik.. Turbin air mengubah energi potensial air menjadi energi

mekanis. Energi mekanis diubah dengan generator listrik menjadi tenaga listrik.

0
http://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://osv.org/education/WaterPower


6/13

erdasarkan prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial air menjadi energi

mekanis, turbin air dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin impuls dan turbin

reaksi.Tabel .$ !engelompokan Turbin

;igh ;ead &edium ;ead 9o ;ead

impulse turbines !elton

Turgo

"ross5flo

multi5jet !elton

Turgo

"ross5flo

rea"tion turbines Fran"is propeller1aplan

1. Turbin I$%uls

Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pda no


7/13

3ambar 0 Turbin !elton

#umber.

http:++en.ikipedia.org+iki+pelton>hee

l

Turbin pelton merupakan turbin impuls. Turbin !elton

terdiri dari satu set sudu jalan yang diputar oleh pan"aran

air yang disemprotkan dari satu atau lebih alat yangdisebut nosel. Turbin !elton adalah salah satu dari jenis

turbin air yang paling efisien. Turbin !elton adalah turbin

yang "o"ok digunakan untuk head tinggi.

3ambar .=. ?o


8/13

3ambar % Turbin !elton dengan banyak noheel

Turbin !elton untuk pembangkit skala besar membutuhkan head lebih kurang $0 meter

tetapi untuk skala mikro head meter sudah men"ukupi.

b. Turbin Turgo

Turbin Turgo dapat beroperasi pada head s+d m. #eperti turbin pelton

turbin turgo merupakan turbin impulse, tetapi sudunya berbeda. !an"aran air dari no


9/13

c. Turbin 'rosslo

#alah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin &i"hell5anki

yang merupakan penemunya. #elain itu juga disebut Turbin Osberger yang merupakanperusahaan yang memproduksi turbin "rossflo. Turbin "rossflo dapat dioperasikan

pada debit litres+se" hingga $ m+se" dan head antara $ s+d m.

3ambar $. Turbin Brossflo#umber: http://europa.eu.int/en/comm/dg17/hydro/layman2.pdf

Turbin C"rossflo menggunakan no


10/13

3ambar $$. Turbin Brossflo#umber:http://home.carolina.rr.com/microhydro

. Turbin *ea+si

#udu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya

penurunan tekanan air selama melalui sudu. !erbedaan tekanan ini memberikan gaya

pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang

bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi. Dunner turbin

reaksi sepenuhnya ter"elup dalam air dan berada dalam rumah turbin.

a. Turbin ,rancis

Turbin fran"is merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara

sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar.

Turbin Fran"is menggunakan sudu pengarah. #udu pengarah mengarahkan air masuk

se"ara tangensial. #udu pengarah pad turbin Fran"is dapat merupakan suatu sudu

pengarah yang tetap ataupun sudu pengarah yang dapat diatur sudutnya. 2ntuk

penggunaan pada berbagai kondisi aliran air penggunaan sudu pengarah yang dapat

diatur merupakan pilihan yang tepat.

$
http://home.carolina.rr.com/microhydrohttp://home.carolina.rr.com/microhydrohttp://home.carolina.rr.com/microhydro


11/13

1eterangan gambar

$. 3enerator Dotor

. 3enerator #tator

. Turbine #haft/. Dunner

0. Turbine ;ead Bo*er

=. #tay Ding is"harge Ding@. #upporting Bone

%. 3uide 8ane

'. Operating Ding$. 3uide 8ane #er*omotor

$$. 9oer 3uide earing

$. Thrust earing$. 2pper 3uide earing

$/. #piral Base$0. raft Tube Bone

3ambar $$. Turbin Fran"is#umber.http:++en.ikipedia.org+iki+fran"is>turbine

.

3ambar $. #ketsa Turbin Fran"isSumber : http://lingolex.com/bilc/engine.html

b. Turbin Ka%lan - &ro%eller

$$
http://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheelhttp://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheelhttp://lingolex.com/bilc/engine.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheelhttp://lingolex.com/bilc/engine.html


12/13

Turbin 1aplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial. Turbin ini tersusun

dari propeller seperti pada perahu.. !ropeller tersebut biasanya mempunyai tiga hingga

enam sudu.

3ambar $. Turbin 1aplan#umber.http:++en.ikipedia.org+iki+1aplan>turbine

A,TA* &U/TAKA

$
http://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheelhttp://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheelhttp://en.wikipedia.org/wiki/Image:S_vs_kaplan_schnitt_1_zoom.jpghttp://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheel


13/13

http:++os*.org+edu"ation+4ater!oer

http:++en.ikipedia.org+iki+pelton>heel

1ompas. =.Kecukupan Air, Persoalan Klasik Di Yogyakarta. akarta. !T. 1ompas

!T. Energi ndonesia. @.Desain Mikrohidro K!. akarta. !T. Energi ndonesia.

#antoso. 0.Peman"aatan #enaga Air$akarta. 9!.

$
http://osv.org/education/WaterPowerhttp://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheelhttp://osv.org/education/WaterPowerhttp://en.wikipedia.org/wiki/pelton_wheel

turbin dan kincir - copy

Documents