BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Dalam kemajuan teknologi sekarang ini banyak dibuat peralatanperalatan yang inovatif dan tepat guna. Salah satu contoh dalam bidang teknik mesin terutama dalam bidang konversi energi dan pemanfaatan alam sebagai sumber energi. Diantaranya adalah pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik. Listrik, sebuah kata yang hampir tidak bisa dihilangkan dalam kehidupan masyarakat saat ini. Hampir semua aktivitas manusia zaman sekarang membutuhkan listrik. Hal ini terbukti dengan banyaknya komplain kepada pihak PLN jika terjadinya pemadaman listrik. Namun hal ini terlihat ironis dengan kenyataan bahwa ternyata di zaman listrik saat ini masih banyak masyarakat yang belum menikmati listrik, terutama mereka yang bertempat tinggal di daerah pedesaan. Kalaupun bisa memperoleh listrik maka harus membayar dengan harga yang mahal. Kenyataan yang ada saat ini masyarakat pedesaan lebih memilih menggunakan genset ( generator set ) untuk memenuhi kebutuhan mereka akan listrik. Padahal sebenarnya disekitar maka ada sumber daya alam yang potensial untuk dijadikan sebagai sumber pembangkit listrik yaitu air. Pembangkit listrik tenaga air saat ini menjadi salah satu pilihan dalam memanfaatkan sumber energi terbarukan. Namun pemanfaatan yang ada masih menggunakan teknologi yang sedehana. Pembangkit Listrik jenis 18
ini dalam proses pembuatannya sangat ekonomis namun masih dalam skala kecil. Artinya pembangkit-pembangkit ini hanya mampu mencukupi pemakaian energi listrik untuk sejumlah rumah saja. Jenis Pembangkit Listrik Tenaga Air ini sering disebut Microhydro atau sering juga disebut Picohydro tergantung keluaran daya listrik yang dihasilkan. Microhydro ataupun Picohydro yang dibuat biasanya memanfaatkan air terjun dengan head jatuh yang besar. Sedangkan untuk aliran sungai dengan head jatuh yang kecil belum termanfaatkan dengan optimal. Hal ini menjadi referensi untuk memanfaatkan aliran sungai dengan mengubahnya menjadi aliran vortex. Seorang Peneliti dari Jerman Viktor Schauberger mengembangkan teknologi aliran vortex (pusaran) untuk diterapkan pada pemodelan turbin air. Aliran vortex yang juga dikenal sebagai aliran pulsating atau pusaran dapat terjadi pada suatu fluida yang mengalir dalam suatu saluran yang mengalami perubahan mendadak. Fenomena aliran vortex sering kali dijumpai pada pemodelan sayap pesawat, aliran vortex cenderung dianggap sebagai suatu kerugian dalam suatu aliran fluida. Dalam penelitiannya Viktor Schauberger, memanfaatkan aliran irigasi yang kemudian diubah menjadi aliran vortex (pusaran), yang kemudian dimanfaatkan untuk menggerakkan sudu turbin. Dari penelitian ini didapatkan efisiensi sebesar 75 % dengan tinggi air jatuh 0,6 m. Namun pada penelitiannya Viktor Schauberger tidak menjelaskan pengaruh luas sudu turbin. Bertolak dari kondisi tersebut di atas maka penyusun melakukan penelitian untuk melihat pengaruh luas sudu turbin terhadap performansi turbin. 19
1.2 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dari pelaksanaan dan penulisan laporan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui pengaruh luas saluran buang, luas sudu dan ketinggian head terhadap: 1. Torsi dan putaran poros maksimum yang dihasilkan turbin. 2. Daya optimal turbin yang dihasilkan. 3. Daya listrik optimal yang dihasilkan oleh alternator 4. Efisiensi turbin. 1.3. MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat dari penelitian ini adalah mengidentifikasi karakteristik aliran vortex di dalam vortex basin dan potensi pemanfaatannya pada aliran sungai untuk menghasilkan daya listrik. 1.4. BATASAN MASALAH Dalam penulisan laporan tugas akhir ini ada beberapa batasan masalah yang diberikan agar penelitian ini lebih terarah, yaitu: 1. Pengamatan kinerja turbin dianalisa terhadap aliran vortex. 2. Tipe sudu yang digunakan berdasarkan spesifikasi di bawah. 20
3. Ketinggian Head di basin yang digunakan ada 5 jenis. 1.5. SISTEMATIKA PENULISAN Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam beberapa bagian, yaitu: BAB I : PENDAHULUAN Bab ini menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah yang berisi antara lain : latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi tentang dasar teori dari topik yang dikaji dan digunakan sebagai landasan dalam memecahkan masalah dan menganalisis permasalahan tersebut meliputi penjelasan mengenai Fluida, Hukum Bernoulli, Aliran vortex, Turbin air, Klasifikasi Turbin air dan performansi dan efisiensi. BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tentang beberapa tahapan persiapan sebelum pengujian, prosedur pengujian, dan diagram alir pengujian. 21
BAB IV : PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA DATA Bab ini berisi tentang pembahasan dari data-data yang diperoleh yakni pengujian torsi dan putaran turbin, putaran maksimum turbin, daya turbin, daya listrik alternator serta efisiensi turbin. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dari pengamatan hasil pengujian dan saran penyempurnaan untuk penelitian berikutnya. DAFTAR PUSTAKA 22