I-1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seiring dengan kemajuan zaman kebutuhan manusia akan energi listrik juga semakin meningkat. Ini dikarenakan penggunaan energi fosil yang sudah dapat dirasakan tidak lagi ramah lingkungan, sehingga pemilihan energi beralih kepada energi ramah lingkungan yaitu energi listrik. Ini dapat dilihat dari setiap alat bantu kehidupan yang semakin banyak menggunakan energi listrik sebagai tenaga penggeraknya. Dengan demikian tidak salah apabila energi listrik menjadi energi primer untuk kehidupan manusia sekarang ini. Penggunaan energi listrik mulai merambah kesegala aspek kehidupan, dimulai dari hal kecil seperti alat-alat rumah tangga, hingga mobil pun menggunakan energi listrik sebagai bahan penggeraknya. Namun kebutuhan energi listrik, tidak diimbangin dengan pemerataan penyebarannya di Indonesia ini. Sampai sekarang masih banyak wilayah-wilayah di Indonesia yang belum dapat merasakan nikmatnya menggunakan energi listrik. Hal ini diakibatkan dari beberapa faktor, diantaranya adalah kendala sulitnya mencapai daerah tersebut oleh Perusahaan Listrik Negara(PLN). Indonesia adalah salah satu Negara kepulauan terbesar yang ada di dunia, dengan segala sumber daya alamnya yang melimpah luah, baik dari segi angin, panas bumi atau pun arus air laut dan sungai. Permasalahan tidak adanya energi listrik di daerah-daerah yang tidak terjangkau oleh PLN dapat di atasi dengan membuat suatu Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), dengan memamfaatkan tenaga arus air sungai. Ini akan menjadi solusi alternatif yang sangat efisien untuk mendapatkan energi listrik tanpa membutuhkan bantuan dari PLN. Dapat dikatakan Mikrohidro karena hasil keluarannya masih dalam hitungan ratusan watt. Tenaga air ini biasanya berasal dari arus sungai, saluran irigasi atau pun hanya sebuah parit, yang terpenting adalah alirannya yang harus kontinyu.
I-2 Perancangan pembuatan PLTMH sangatlah sederhana, yaitu menggerakkan turbin dengan memanfaatkan tenaga air. Untuk bisa menggerakkan turbin ini, harus ada air yang mengalir deras karena perbedaan ketinggian. Jika di suatu daerah tidak ada air yang mengalir deras, maka dibuat jalur air buatan misalnya bendungan kecil yang berfungsi sebagai pembelok aliran air. Lalu, air yang mengalir deras akan sanggup menggerakkan turbin yang disambungkan ke generator, sehingga dihasilkanlah energi listrik. Di Jawa Barat, sungai-sungai memiliki debit air yang kecil, oleh karena itu pemanfaatan Turbin Propeller cocok untuk digunakan sebagai sumber pembangkit listrik pada jenis sungai tersebut. Berdasarkan ilmu aerodinamika, struktur dan kelistrikan yang telah dipelajari di Program Studi Teknik Aeronautika Politeknik Negeri Bandung (PSTA Polban), penulis dapat merakit alat pembangkit listrik dengan cara mengkonversikan aliran fluida dalam bentuk debit air sungai menjadi energi listrik. Untuk itu penulis mengajukan pembuatan Turbin Propeller dalam pembuatan tugas akhir ini. 1.2 Perumusan Masalah Dalam Penyusunan Tugas Akhir ini Penulis mendapatkan aspek hydrodinamika sebagai permasalahan yang akan dipelajari dalam perancangan dan pengujian secara numeric Turbin Propeler. Dengan spesifikasi head yang akan digunakan adalah 9m dan debit 3m³/s dan daya keluar yang diinginkan adalah 200kwatt. 1.3 Tujuan Penelitian Mengacu pada permasalahan yang telah dijelaskan pada latar belakang, tujuan yang diharapkan dari pelaksanaan penelitian pada Tugas Akhir ini adalah merancang blade turbine propeller yang meliputi : 1. Penentuan airfoil dan geometri blade turbine propeller 2. Penentuan sudut pasang blade turbine propeller 3. Menetukan titik optimum operasional turbin propeller yang dirancang.
I-3 1.4 Batasan Masalah Pembahasan Turbin propeller pada laporan tugas akhir ini dibatasi pada proses perancangan hydrodinamika blade Turbin propeller, dengan spesifikasi : 1. Tipe turbin yang akan dirancang adalah tipe turbin propeller (bukan turbin Kaplan) dengan sumbu horizontal. 2. Turbin tersebut beroperasi pada daerah aliran sungai yang memiliki debit aliran 6, head 30 m, dan putaran operasionalnya adalah 500 rpm. 3. Pada perancangan ini, Drag akan diabaikan dikarenakan sangat kecil dan tidak terlalu berpengaruh 4. Pada setiap titik sepanjang blade span ini garis chord sejajar dengan arah angin relative 1.5 Metodologi Penyelesaian Masalah Berikut adalah diagram alir dari metodologi penyelesaian masalah dalam menyelesaikan tugas akhir ini MULAI Studi Literatur dan Tinjauan Pustaka Pengumpulan Data Perancangan blade turbin propeller Simulasi numerik Perbaikan Sesuai Syarat Perancangan YA TIDAK Pengolahan Data dan Analisis Evaluasi Penyusunan Laporan Selesai
I-4 1) Studi Literatur dan Review Pustaka Yaitu membaca dan mempelajari buku-buku referensi yang berkaitan dengan bahasan Tugas Akhir yang akan dikerjakan, dan dijadikan sebagai petunjuk dan acuan rencana kerja yang akan dilakukan. Target yang harus dicapai adalah menentukan head, rpm, debit yang akan digunakan serta beberapa parameter geometri blade. 2) Pembuatan Bentuk 3d pada software Autodesk Inventor. Yaitu Proses Pembuatan Model 3d dengan software Autodesk Inventor, bedasarkan data-data yang diperoleh dari studi literature dan data-data yang diperoleh dari hasil perhitungan yang akan diuji pada software NUMECA. Target yang harus dicapai adalah terciptanya satu bentuk blade yang telah sesuai dengan kriteria yang diinginkan. 3) Simulasi Numerik Yaitu proses pengujian model yang telah dibuat dalam bentuk 3D pada software Autodesk Inventor, dengan software NUMECA untuk mengetahui pola aliran udara yang dihasilkan. Dengan begitu diperoleh data-data mengenai blade tersebut. Target yang harus dicapai adalah mendapatkan kurva performa dari blade yang telah dibuat 4) Pengolahan Data dan analisis. Membangun kurva prestasi kinerja propeller dan menentukan titik optimum operasional turbin. 5) Evaluasi. Proses ini melakukan pengecekan terhadap penelitian yang sudah dilakukan.
I-5 1.6 Sistematika Penulisan Penulisan dilakukan dengan susunan yang secara umum dapat menjelaskan permasalah secara terperinci dengan urutan sebagai berikut 1. BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, dan metodologi serta sistematika penulisan 2. BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini berisi tentang dasar-dasar teori yang berhubungan dengan turbin propeler dan dapat membantu penulis dalam pengerjaan dan penulisan laporan Tugas Akhir. 3. BAB III METODOLOGI DAN PROSES PENYELESAIAN Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang cara pengerjaan secara umum dari perancangan turbin propeler ini. 4. BAB IV PEMBAHASAN Dalam bab ini penulis menjelaskan tentang bagaimana merancang turbin propeler ini dan pemabahasan hasil yang didapat dari running pada perangkat lunak NUMECA 5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab ini penulis membuat kesimpulan dari hasil yang didapat setelah mengerjakan Tugas Akhir ini serta memberikan saran kepada penulis serta kepada pihak-pihak lain yang akan mengembangkan Tugas Akhir ini.