PETUNJUK TEKNIS RANCANG BANGUN TURBIN PELTON MIKRO Oleh : Ahmad Suhendra, Ir

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Dasar Teori Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro

RANCANG BANGUN TURBIN PELTON UNTUK SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO-HIDRO DENGAN VARIASI BENTUK SUDU

BAB II LANDASAN TEORI

TUGAS AKHIR. Analisa Dan Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hindro ( PLTMH ) Berdasarkan Perhitungan Beban

SIMULATOR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PIKO HIDRO UNTUK MODUL PRAKTIKUM DI LABORATORIUM KONVERSI ENERGI

HYDRO POWER PLANT. Prepared by: anonymous

PENGUJIAN PROTOTIPE TURBIN HEAD SANGAT RENDAH PADA SUATU SALURAN ALIRAN AIR

BAB IV DESAIN STRUKTUR MEKANIKAL ELEKTRIKAL PLTMH JORONG AIA ANGEK

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PERANCANGAN NOSSEL DAN SISTEM PERPIPAAN PADA TURBIN PELTON

UJI PERFORMANSI TURBIN PELTON DENGAN 26 SUDU PADA HEAD 9,41 METER DAN ANALISA PERBANDINGAN MENGGUNAKAN VARIASI BENTUK SUDU

UJI PERFORMANSI TURBIN PELTON DENGAN 24 SUDU PADA HEAD 5,21 METER DAN ANALISA PERBANDINGAN MENGGUNAKAN VARIASI BENTUK SUDU

PERENCANAAN TURBIN AIR MIKRO HIDRO JENIS PELTON UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK DI DESA KALI KECAMATAN PINELENG DENGAN HEAD 12 METER

Energi dan Ketenagalistrikan

BAB IV HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS 1.1 KETERSEDIAAN DEBIT AIR PLTM CILEUNCA

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

58. Pada tail race masih terdapat kecelakaan air 1m/det serta besarnya K = 0,1. Hitung : 1) Hidrolik Losses!

a. Turbin Impuls Turbin impuls adalah turbin air yang cara kerjanya merubah seluruh energi air(yang terdiri dari energi potensial + tekanan +

PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DI BENDUNGAN SEMANTOK, NGANJUK, JAWA TIMUR

STUDI PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DI DESA GUNUNG RINTIH KECAMATAN STM HILIR KABUPATEN DELI SERDANG

BAB II LANDASAN TEORI...

BAB III PEMILIHAN TURBIN DAN PERANCANGAN TEMPAT PLTMH. Pemilihan jenis turbin ditentukan berdasarkan kelebihan dan kekurangan dari

Perancangan Turbin Pelton

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Universitas Negeri Jakarta Jl. Pemuda No.10, Rawamangun, Jakarta Timur *

ANALISA PENGARUH SUDUT KELUAR SUDU TERHADAP PUTARAN TURBIN PELTON ABSTRAK

DAFTAR ISI. Halaman Judul... i. Lembar Pengesahan Dosen Pembimbing... ii. Lembar Pernyataan Keaslian... iii. Lembar Pengesahan Penguji...

II. TINJAUAN PUSTAKA. Kebutuhan listrik menjadi masalah yang tidak ada habisnya. Listrik menjadi

PERANCANGAN ALAT UJI PRESTASI TURBIN PELTON

PENGARUH SUDUT PIPA PESAT TERHADAP EFISIENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO ( PLTMH )

Makalah Pembangkit listrik tenaga air

BAB III PENGUMPULAN DATA DAN PEMBUATAN RANCANG BANGUN SIMULATOR PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH)

Optimasi Energi Terbarukan (Mikrohidro)

SESSION 8 HYDRO POWER PLANT. 1. Potensi PLTA 2. Jenis PLTA 3. Prinsip Kerja 4. Komponen PLTA 5. Perencanaan PLTA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KARAKTERISASI DAYA TURBIN PELTON MIKRO SUDU SETENGAH SILINDER DENGAN VARIASI BENTUK PENAMPANG NOSEL

PERANCANGAN KINCIR TERAPUNG PADA SUNGAI UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK

Listrik Mikro Hidro Berdasarkan Potensi Debit Andalan Sungai

PENGARUH VARIASI DIAMETER NOSEL TERHADAP TORSI DAN DAYA TURBIN AIR

PERENCANAAN PEMBANGUNAN SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) DI KINALI PASAMAN BARAT

STUDI AWAL PERENCANAAN SISTEM MEKANIKAL DAN KELISTRIKAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINI-HIDRO

BAB V STUDI POTENSI. h : ketinggian efektif yang diperoleh ( m ) maka daya listrik yang dapat dihasilkan ialah :

LAMPIRAN. Panduan Manual. Alat Peraga PLTMH Dengan Turbin Pelton. 1. Bagian Bagian Alat. Gambar 1.1 Bagian Alat. Keterangan gambar:

BAB III METODE PEMBAHASAN

Publikasi Online Mahsiswa Teknik Mesin Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Volume 1 No. 1 (2018)

NASKAH PUBLIKASI. Disusun untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh. Gelar Sarjana Strata-satu Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

II. TINJAUAN PUSTAKA. Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan Hidro

PERANCANGAN DAN PENGUJIAN TURBIN KAPLAN PADA KETINGGIAN (H) 4 M SUDUT SUDU PENGARAH 30 DENGAN VARIABEL PERUBAHAN DEBIT (Q) DAN SUDUT SUDU JALAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II DASAR TEORI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR SKALA PIKO

BAB I PENGUJIAN TURBIN AIR FRANCIS

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KAJIAN EKSPERIMENTAL TURBIN TURGO DENGAN VARIASI SUDUT NOSEL

STUDI AWAL PERENCANAAN S

KARAKTERISASI DAYA TURBIN PELTON MIKRO DENGAN VARIASI BENTUK SUDU

PROTOTYPE TURBIN PELTON SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF MIKROHIDRO DI LAMPUNG

PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP KINERJA TURBIN CROSSFLOW

BAB II 2 LANDASAN TEORI. 2.1 Turbin Air

Oleh: ADITIYA DANI CHURNIAWAN Dosen Pembimbing: Dr. Ir. HERU MIRMANTO,MT D III TEKNIK MESIN FTI-ITS

PERANCANGAN GUIDE VANE TURBIN PROPELLER POROS HORISONTAL DI BENDUNGAN BENING SARADAN MADIUN

Oleh: Achmad Syahid dan Edy Prasetyo Hidayat Dosen Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

BAB 2 LANDASAN TEORI. 1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), 2. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD), 3. Pembangkit Listrik Tenaga Angin,

RANCANG BANGUN ALAT PRAKTIKUM TURBIN AIR DENGAN PENGUJIAN BENTUK SUDU TERHADAP TORSI DAN DAYA TURBIN YANG DIHASILKAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Studi Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Picohydro (PLTPh) Rumah Tangga

Rancang Bangun Model Turbin Crossflow sebagai Penggerak Mula Generator Listrik Memanfaatkan Potensi Pikohidro

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

STUDI AWAL PERENCANAAN SISTEM MEKANIKAL DAN KELISTRIKAN PIPA PENSTOCK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MINI-HIDRO PADA DESA PENYANDINGAN KAB.

BAB II DASAR TEORI 2.1 PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KAJI ANALITIK POTENSI DAYA LISTRIK PLTMH DI AIR TERJUN MUARA JAYA DESA ARGAMUKTI KABUPATEN MAJALENGKA PROVINSI JAWA BARAT

I. PENDAHULUAN Saat ini Negara berkembang di dunia, khususnya Indonesia telah membuat turbin air jenis mini dan mikro hydro yang merupakan salah satu

RANCANG BANGUN DRAFT TUBE,TRANSMISI DAN PENGUJIAN TURBIN AIR FRANCIS DENGAN KAPASITAS 500 L/MIN DAN HEAD 3,5 M

1. TURBIN AIR. 1.1 Jenis Turbin Air Turbin Impuls

PERANCANGAN MODEL AIR ALIRAN SILANG (CROSS FLOW TURBINE) DENGAN HEAD 2 m DAN DEBIT 0,03 m 3 /s

PERENCANAAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO DI SALURAN IRIGASI MATARAM

ANALISA PERANCANGAN TURBIN VORTEX DENGAN CASING BERPENAMPANG SPIRAL DAN LINGKARAN DENGAN 3 VARIASI DIMENSI SUDU

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN... KATA PENGANTAR...

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Perancangan dan Pembuatan Turbin Pelton

II. TINJAUAN PUSTAKA

BAB II. 2.1 Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohydro. lebih kecil. Menggunakan turbin, generator yang kecil yang sama seperti halnya PLTA.

ANALISIS PENGUJIAN SIMULATOR TURBIN AIR SKALA MIKRO

PERENCANAAN TURBIN CROSS FLOW SUDU BAMBU SEBAGAI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PICO HIDRO KAPASITAS 200 WATT

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II. TINJAUAN PUSTAKA. Pemanfaatan tenaga air untuk berbagai kebutuhan daya (energi ) telah dikenal

Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280 Buketrata - Lhokseumawe Abstrak

BAB IV DESIGN DAN ANALISA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PERFORMANSI POMPA AIR DAB TYPE DB-125B YANG DIFUNGSIKAN SEBAGAI TURBIN AIR

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. Pembangkit listrik kecil yang dapat menggunakan tenaga air pada saluran


Kata Kunci : PLTMH, Sudut Nozzle, Debit Air, Torsi, Efisiensi

Turbin Reaksi Aliran Ke Luar

EVALUASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH) KAPASITAS 40 kva DESA RIRANG JATI KECAMATAN NANGA TAMAN KABUPATEN SEKADAU

POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO TURBIN KAPLAN DENGAN VARIASI DEBIT AIR

Transkripsi:

PETUNJUK TEKNIS RANCANG BANGUN TURBIN PELTON MIKRO Oleh : Ahmad Suhendra, Ir ahmad.suhendra@gmail.com I. TINJAUAN UMUM Turbin pelton mikro merupakan salah satu turbin air pembangkit listrik yang dibanyak negara dan telah dimanfaatkan secara luas misalnya dalam mendukung usaha budidaya dan industri pertanian, terutama pada lokasi yang sukar (belum ada fasilitas infra struktur yang memadai). Gambar-1 Ranner/ Cakra Turbin pelton termasuk turbin impuls dimana putaran terjadi karena pembelokan pancaran air pada mangkok ganda, sehingga dapat disebut juga turbin pancaran bebas. Turbin ini menempati urutan ke dua setelah turbin aliran silang (Crossflow) dalam hal kemudahan dalam pembuatannya. II. PERHITUNGAN DIMENSI UTAMA II.1. Rumus matematis yang digunakan Dimensi turbin pelton dapat dicari melalui rumus-rumus perhitungan yang cukup tersedia dibeberapa literatur, adapun rumus-rumus yang banyak digunakan dalam rancang bangun turbin pelton mikro seperti yang terlihat pada tabel-1, dibawah ini : No Keterangan Notasi Nilai/Harga Ref/page 1 Density ρ 1000 kg/m 3 7/14 2 Konstanta Gravitasi g 9,8 m/det 2 7/14 3 Head Netto (meter) Hnet Hasil pengukuran dan perhitungan 4 Debit (m3/det) Q Hasil pengukuran 5 Power Netto (Kilowatt) Pnet Pnet =( ρ *g* eff. total ŋ T *Q* Hnet)/1000 1/19 6 Kecepatan spesifik ns (ns) =3,65 x Nt x Q 0,5 x H -0,75 3/58 7 Putaran Turbin (rpm) Nt Ditentukan 8 Putaran Generator (rpm) Ng Sesuai Spesifikasi produk generator 9 Kecepatan mutlak pancaran air (m/det) C1 (C1)= kc * (2 * g * Hnet) 0,5, kc=koef. Nossel 5/7 (0,96-0,98) 10 Diameter jet /nossel (m) dj (dj)= (4 * Q / (π*c1)) 0,5 5/7 11 Diameter lubang sisip orifice (m) do (do)= 1,25 * dj 5/10 12 Diameter lingkaran tusuk (m) DLT (DLT)= 60*u1*(Ng/Nt)/ π*ng 5/7-4/12 13 Kecept.Keliling optimal pada DLT (m/det) u1 (u1) = k u *(2*g*Hnet) 0,5, k u (0,45-0,49) 5/7 14 Lebar mangkok (m) b (b)= ( 2,5 3,2) * dj 5/7 15 Kelonggaran cetakan k (k) = (0,1-0,17)* DLT 5/7 16 Jumlah mangkok (buah) z (z)= π *(DLT) / (2*dj) 5/7 17 Tinggi mangkok (m) h (h)= (2,1-2,7) * dj 5/7 18 Tinggi celah ujung mangkok (m) h1 (h1)= (0-0,35) * dj 5/7 19 Tinggi dari ujung celah ke pusat mangkok h2 (h2)= (0,85 1,5) * dj 5/7 (m) 20 Kedalaman mangkok (m) t (t)= 0,9 * dj 5/7

21 Lebar bukaan mangkok (m) a (a)= 1,2 * dj 5/7 22 Diameter luar ranner (m) Do (Do)= (DLT) + 1,2 * h 5/7 23 Gaya pancar air terhadap mangkok (kg) F (F)= 2 * ρ * 0,1 * Q * C1 5/7 Tabel-1 Rumus Matematis Kaplan Francis Crossflow 6 Nosel 4 Nosel 2 Nosel 1 Nosel Pelton grafik-1 Kisaran pengunaan turbin (H vs ns) Ref 4 /p60 II.2. Tahapan Perhitungan dan Perancangan 1. Head Netto (Tinggi terjun bersih) Hgross (tinggi terjun kotor), didapat dari hasil pengukuran awal yaitu perbedaan antara muka air bak (reservoar) dan muka air saluran pembuangan. Sedangkan H netto (turbin impuls/pelton) adalah perbedaan tinggi energi antara muka air bak dan tempat dimana air menumbuk daun turbin. Jika nilai Hnet belum diperoleh maka kita tidak dapat menghitung Power netto (Pnet). Hnet = Hgross hl (total rugi tingi). Ref 4/p38 hl = hf + he + hv + ho hf = Rugi tinggi akibat friksi untuk turbin pelton, karena H sangat tinggi maka: he = Rugi tinggi di pemasukan (intake), dpt diabaikan

hv ho = Rugi tinggi di valve,dpt diabaikan = Rugi tinggi lain-lain dpt diabaikan Untuk memudahkan proses perhitungan, total rugi tinggi di pemipaan yang diperbolehkan umumnya berkisar 7,5-10 % dari Hgross( hl/hgross < 10 %) dengan demikian Hnet dapat dihitung, tetapi dengan ditentukannya nilai (hl) total rugi tinggi di pemipaan maka akan mempengaruhi pemilihan jenis dan diameter pipa pesat.(akan dijelaskan pada tulisan petunjuk teknis pemilihan pipa pesat ) Gambar-2 2. Debit air Pengukuran debit air (Q), sebaiknya dilakukan pada musim kemarau dan umumnya para perancang PLTMH mengambil (Q) disain sebesar 20 % diatas debit kemarau, karena diharapkan turbin masih dapat beroperasi dengan kapasitas 80 % dari disain/rancangan. Pengukuran pada saat musim kemarau sangat menguntungkan bagi perencanaan PLTMH karena tidak perlu mengukur debit air sepanjang satu tahun, luas daerah tangkapan hujan dsb seperti pada perancangan PLTA yang menggunakan bendungan. 3. Power Netto (Pnet) Power netto adalah daya yang dikeluarkan setelah dikalikan dengan effisiensi total ( ŋ T ), yang terdiri dari ; eff. Turbin ( ŋ t =0,7-0,8),dan eff.generator( ŋ g = 0,8 ), tetapi bila antara turbin dan generator tidak terhubung langsung (mis menggunakan belt) maka ada eff. Mekanis ( ŋ m = 0,8-0,98). Dalam perancangan PLTMH biasanya nilai eff.total (ŋ T )berkisar antara 0,5-0,6..Ref 5/p11 Pnet juga dikenal dengan power output netto dari generator terpasang. Biasanya generator memiliki standar kenaikan KVa yang berbeda untuk setiap merek mis: siemens, denyo, Avk, dll.

Dalam pemilihannya diusahakan (P KVa ) Generator lebih besar sedikit (> ) dari 1,2 x (Pnet Kw ) dan mendekati standar KVa yang ditawarkan produsen generator. Dalam disain, (Pnet) dapat ditentukan langsung atau dihitung dengan mengatur nilai Hnet dan Debit air (Q), pengaturan nilai (Hnet) dan (Q )harus mempertimbangkan (ns) Kecepatan spesifik. 4. Kecepatan Spesifik (ns) Kecepatan Spesifik merupakan suatu istilah untuk mengelompokan turbin-turbin atas unjuk kerja dan ukuran perimbangannya, tanpa melihat besar ukuran nyata atau kecepatan kerjanya. Kecepatan spesifik adalah kecepatan dalam satuan rpm (putaran per menit) suatu turbin khayal yang dalam segala halnya serupa benar dengan turbin sesungguhnya dan mampu mengangkat 75 kg air/det hingga ketinggian 1 meter.rumus matematis dapat dilihat pada tabel-1, dengan memasukan nilai Q, Hnet dan putaran turbin ( Nt) maka dapat dihitung nilai ns. Nilai ns lihat grafik-1 jika tidak sesuai kisaran kerja turbin pelton (ulangi masukan Nt) ns =3,65 x Nt x Q 0,5 x H -0,75 diketahui > 40 meter (terbatas /kondisi alam) diketahui ( terbatas / kondisi alam) Tentukan putaran turbin (dapat diatur) 5. Putaran Turbin (Nt) dan Putaran Generator (Ng) Putaran turbin dapat diseting lebih besar ( >) atau lebih kecil (<) dari putaran generator, tinggal diatur rasio pulley nya, sedangkan putaran generator (Ng =120* frekwensi / jml kutub, Ref 1/p25) rpm sudah tertentu sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. 6. Diameter jet (dj) dan Diameter nossel (do) Jika Nilai H net, Q, ns sudah sesuai dengan kisaran turbin pelton, maka perhitungan selanjutnya adalah menentukan dimensi utama seperti, dj, do, DLT, b,z,h,h1,h2 dst dengan mempergunakan persamaan matematis yang terdapat dalm tabel-1. Diameter jet (dj) adalah diameter pancaran air yang keluar dari nossel berdiameter (do = d- lubang sisip orifice), dalam perancangan kadang-kadang jarum orifice tidak diperlukan untuk membuka dan menutup nossel akan tetapi hanya dipasang valve saja (Gate valve). Bila digunakan jarum nossel (orifice) maka ukurannya dapat dibuat seperti yang terlihat pada gambar-3 dibawah ini :

JARUM ORIFICE NOSSEL Gambar-3 Nossel 7. DLT (Diameter Lingkaran Tusuk) Dengan tinggi terjun (Hnet) dan DLT yang diketahui maka putaran turbin (Nt) tertentu maka dalam pembuatan ranner dapat dibuat menjadi beberapa ukuran DLT standar tanpa mempengaruhi effisiensi turbin, jadi dengan DLT yang ditentukan akan mempunyai banyak variasi kecepatan putaran turbin, tergantung tinggi terjun (Hnet), lihat rumus matematis no:12 dan 13 pada tabel-1 8. Diameter as (shaft) Diameter as (shaft) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan yang sudah di sesuaikan dalam SI : dshaft =[N* L * (W*L) 0,5 / (21.094.887)] 0,5..Ref 2/ p174 dimana : N = Putaran kritis berkisar antara 1,6 2,2 putaran nominal (rpm) Ref 1/ 68 L = Panjang shaft (meter) W = Berat ranner (kg) Dshaft = Diameter shaft (meter) 9. Lebar Rumah Turbin Lebar rumah turbin umumnya didisain berkisar empat kali lebar mangkok : L R.turbin = 4 * b (lebar mangkok)

III. GAMBAR DIMENSI UTAMA MANGKOK k Gambar-4 Dimensi Utama Mangkok

IV. DAFTAR PUSTAKA 1. Artono Arismunandar, Teknik Tenaga Listrik jilid 1, Pradnya Paramita, Jakarta 1991 2. Arnanto Witarso, Perhitungan Pintas,jilid 1, ed-1, Dabara Publisher, Solo 1994 3. Casio FX 1500 P, Owner s Manual, Japan 1995 4. Edy Sunarto, dkk, Pedoman Rekayasa Tenaga Air, Buku-2,UPT Hidro Elektris BPPT, Jakarta 1991 5. Mardjono dan Susmanto, Menuju Desa Tahun 2000, Yayasan Pangeran Jayakarta, Jakarta 1998 6. M. Edy Sunarto dan Markus Einsering, Turbin Pelton Mikro, MHPG Andi Offset Yogyakarta 1992 7. Patty O.F, Tenaga Air, Ed-1, Erlangga, Jakarta 1995 8. Yayasan Mandiri, Micro Hydro Power Project Indonesia, Bandung Januari 1995 9. Victor L. Streeter dan E. Benjamin Wylie, Mekanika Fluida, Ed-8, jilid2 Erlangga Jakarta 1991