BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.7 Turbin Vortex (Pusaran Air)
Turbin vortex adalah turbin yang mengubah energi kinetik dari vortex (pusaran) menjadi torsi. Vortex atau pusaran sendiri didefenisikan sebagai aliran fluida yang bergerak disepanjang lintasan melengkung atau aliran massa fluida yang bergerak melingkar.
Turbin vortex merupakan turbin yang memanfaatkan pusaran air sebagai media perantara energi terhadap sumbu vertikal sehingga terjadi perbedaan tekanan antara bagian sumbu dan sekelilingnya. Turbin air ini dioperasikan pada daerah yang memiliki head yang rendah dan memanfaatkan pusaran gravitasi air sehingga akan menimbulkan perbedaan tekanan air dengan bagian sumbu. Hal ini ditemukan oleh insinyur Austria Franz Zotloterer ketikan mencoba untuk menemukan cara untuk menganginkan air tanpa sumber daya eksternal.
Tanaman pusaran air gravitasi yang dibangun langsung diatas sungai. Tingkat tinggi air minimal 0.7 m dan maksimum 2 m. Turbin pusaran air gravitasi “teknologi bersih” spesifikasi karena fakta bahwa 97 % dari produksi listrik bebad CO2. Turbin air jenis vortex ini baik bagi lingkungan karena tidak menimbulkan ancaman bagi kehidupan air seperti ikan dan udang, karena merekan dapat melewati hilir rotor dan hulu. Efesiensi pembersihan peningkatan
mikro-organisme alami berkat kadar oksigen yang lebih tinggi dihasilkan dari aerasi rutin air
Pada tahun 2003, gravitasi air pembangkit listrik pusaran oleh Austria Insinyur DI Franz Zotlöterer dikembangkan. Paten pertama dikeluarkan pada tahun 2004 pendirian perusahaan Zotlöterer untuk perencanaan dan konstruksi pembangkit listrik pusaran air gravitasi. 2005, sebuah pabrik percontohan pertama 7.5 kW tenaga listrik dan Pembangkit listrik tahunan sekitar 43.000 kWh di Obergrafendorf di Lower Austria didirikan. Pada tahun 2009 pilot plant dengan gravitasi untuk pembangkit listrik pusaran air dioptimalkan Turbin Zotlöterer turbin, dan Generator kuat dilengkapi dimana tenaga listrik untuk bisa meningkat menjadi 10 kW. Diikuti antara tahun 2007 dan 2010 lainnya Air pembangkit listrik pusaran gravitasi di Indonesia, Swiss, Irlandia dan di Austria.
2.7.1 Cara Kerja Turbin Vortex
Sistem PLTA pusaran air adalah sebuah teknologi baru yang memanfaatkan energi yang terkandung dalam pusaran air yang besar dengan diciptakan melalui perbedaan head rendah di sungai.
Cara kerja turbin Vortex :
1. Air Sungai dari tepi sungai disalurkan dan dibawake tangki sirkulasi. Tangki sirkulasi ini memiliki suatu lubang lingkaran pada dasarnya.
2. Tekanan rendah pada lubang dasar tangki dan kecepatan air pada titik masuk tangki sirkulasi mempengaruhi kekuatan aliran vortex.
3. Energi potensial seluruhnya diubah menjadi energy kinetic rotasi diinti vortex yang selanjutnya diekstraksi melalui turbin sumbu vertikal.
Gambar 2.7 Rumah Turbin Vortex
Sumber
2.7.2 Komponen Utama Turbin Vortex
Komponen utama pada turbin vortex sama dengan turbin-turbin lain hanya saja turbin vortex lebih mudah dalam pemasangannya dan pemeliharaannya. Turbin ini kuat dan dibangun untuk terakhir, dengan maksimum rak-hidup 50-100 tahun. Beberapa bagian diantaranya sebagai berikut : Rumah (casing), Poros, Sudu (Moving Blades), dan Bantalan (Bearing)
2.7.3 Keunggulan Turbin Vortex
1. Baik dikembangkan pada daerah yang memiliki sumber air dengan debit yang cukup besar namun hanya memiliki head yang rendah.
2. Tidak memerlukan sistem kontrol yang sangat rumit seperti turbin lainnya. 3. Tekanan air yang terjadi tidak merusak ekologi, dalam hal ini dampak
terhadap kehidupan air (ikan) dan microorganisme lainya tetap terjaga. 4. Tidak membutuhkan draft tube, sehingga dapat mengurangi pengeluaran
untuk penggalian pemasangan draft tube.
5. Memiliki efisiensi yang tinggi, dengan variasi debit yang besar dan sangat baik untuk debit air yang kecil.
6. Tidak memerlukan jaring- jaring halus sebagai pencegah masuknya puing-puing kedalam turbin, sehingga dapat mengurangi biaya perawatan. 2.7.4 Pengaruh Turbin Vortex pada lingkungan
Turbin air mempunyai pengaruh positif dan negatif bagi lingkungan. Adapun pengaruh positif yaitu :
1. Turbin adalah salah satu penghasil tenaga terbersih, menggantikan pembakaran bahan bakar fosil dan menghapuskan limbah nuklir. 2. Turbin menggunakan energi yang dapat diperbarui dan didesain untuk
beroperasi dalam jangka waktu puluhan tahun.
3. Turbin memproduksi sumber energi listrik dunia dengan jumlah yang besar.
Adapun pengaruh negatif dari pembangunan turbin adalah : putaran sudu atau gerbang pengarah dari turbin air dapat mengganggu ekologi natural sungai, membunuh ikan, menghentikan migrasi dan menggangu mata pencaharian manusia. Contohnya: suku Indian Amerika di Northwest Pasific mempunyai mata pencaharian memancing ikan salmon, tapi pembangunan secara agresif menghancurkan jalan hidupnya.
Berbeda dengan turbin vortex (pusaran air), bukan saja didorong oleh teknologi sederhana dan dapat diandalkan. Turbin vortex adalah teknologi bersih karena fakta bahwa 97% dari produk listrik bebas CO2, dan turbin vortex juga baik bagi lingkungan air. Kontruksi turbin vortex mengembalikan badan air (misalnya sungai) dimana turbin dibangun dan kecepatan aliran maksimum 1,5-1,8 m/s, maka turbin tidak menimbulkan ancaman bagi populasi ikan. Karena ikan mampu melawati hilir rotor dan hulu (lihat gambar 2.8) . Keuntungan selanjutnya adalah efesiensi pembersih peningkatan mikro-organisme alami berkat kadar oksigen yang lebih tinggi dihasilkan dari aerasi rutin air.
Gambar 2.8 Gravitasi Air Pembangkit Listrik Pusaran Sebagai Bio-reaktor
Sumber
2.7.5 Pengembangan turbin vortek di Air Sungai
Pengembangan sungai kita dipengaruhi oleh peradaban modern abad ke-20 . Di daerah padat penduduk sebagian besar sungai diatur dengan rapi. Di masa lalu sungai berliku-liku alami . Hari ini sungai lurus dan diatur . Sungai-sungai diatur lebih dalam ke tanah dan pada musim kemarau juga air tanah masuk ke sungai . Dalam hal regulasi mengukur megurangi kapasitas asimilatif alami sungai . Aerasi dan biodegradasi daerah banyak dari sungai alam hilang .
Gambar 2.9 Gravitation Water Vortex Power Plants (GWVPPs)
Sumber : http://www.zotloeterer.com/
Dengan turbin vortex yang proses pemurnian air alami juga dapat diaktifkan dalam sungai diatur. Dalam jarak didefinisikan pada turbin sungai dapat ditempatkan untuk menganginkan air. Semakin banyak tanaman air menghasilkan area biodegradasi , yang mengurangi zat berbahaya dalam air sungai. Jadi turbin vortex ekologis lumayan menghasilkan listrik, tanaman air, mikroba dan ikan.
Sebaliknya pembangkit listrik tenaga air konvensional tidak memiliki efek positif terhadap sungai. Karena tingkat tekanan air besar melewati turbin tidak ada makhluk air bisa bertahan, tapi turbin vortex adalah sistem hidrolik terbuka tanpa tingkat tekanan air yang tinggi. Gravitasi Vortex Air ( GWV ) dengan tabung udara di tengah memungkinkan bahwa banyak udara dapat diserap oleh air.
Turbin vortex adalah modus dasar air mengalir dan menunjukkan proses aerasi alami air di sungai .
Untuk alasan ini kualitas ekologi positif tenaga air dengan turbin vortex
benar-benar berbeda dengan pembangkit listrik tenaga air tradisional, yang menghancurkan kehidupan di sungai, karena perbedaan besar tingkat tekanan air di sekitar turbin hidro konvensional .
Pengetahuan ini menunjukkan kepada kita, bahwa sungai-sungai diatur dan pembangkit listrik tenaga air tradisional bertanggung jawab untuk degenerasi mikroba dan ikan - ikan di sungai kita, karena itu turbin vortex merupakan modul penting di dunia modern kita .
