1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Untuk memenuhi kebutuhan energi listrik yang semakin meningkat, selain membangun pembangkit listrik berkapasitas besar, pada daerah-daerah terpencil dan jauh dari jangkaun jaringan transmisi, diperlukan pasokan dari pembangkit-pembangkit listrik berkapasitas kecil, terutama yang memanfaatkan potensi energi setempat yang bersifat terbarukan ( renewable ).
Salah satu sumber energi terbarukan yang berpotensi untuk dikembangkan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro ( PLTMH ). Keunggulan PLTMH terletak pada biaya pembangkit energi listrik yang kompetitif dan teknologi yang sederhana sehingga dapat dikelola dan dioperasikan oleh masyarakat setempat.
Dijudul ini kami akan membahas pada bagian turbin yang sesuai dan cocok yang dapat digunakan dalam PLTMH ini. Karena bagian tersebut dapat meningkatkan kinerja dari PLTMH yang akan direncanakan.
Pada dasarnya suatu pembangkit listrik tenaga air berfungsi untuk mengubah potensi tenaga air yang berupa aliran air ( sungai ) yang mempunyai debit dan tinggi jatuh ( head ) untuk menghasilkan energi listrik. Bangunan tersebut mencangkup bangunan sipil dan peralatan elektromekanik.
2
per unit boiler. Energi ini digunakan sebagai misal untuk keperluan menjalankan ID fan, FD fan, BFP, compressor, lampu penerangan dll.
Salah satu jenis energi baru terbarukan adalah tenaga air skala kecil atau sering disebut dengan mikrohidro yang berasal dari buangan air laut dari kondensor, yang biasa digunakan sebagai pembangkit listrik kecil. Pembangkit listrik yang demikian disebut Pembangkit Listrik Tenga Mikrohidro ( PLTMH ). Disebut mikro karena daya yang dihasilkan tergolong kecil ( masih dalam hitungan ratusan kilo watt ). Tenaga air ini biasanya berasal dari saluran sungai, saluran irigasi, air terjun alam, atau bahkan sekedar parit asal airnya kontinyu. Prinsip kerjanya adalah memanfaatkan tinggi terjunnya dan jumlah debit air.
Teknik dari pembangkit listrik ini sangat sederhana, yaitu menggerakkan turbin dengan memanfaatkan tenaga air. Untuk bisa menggerakkan turbin ini, harus ada air yang mengalir deras karena perbedaan ketinggian. Jika disuatu 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 mengalir menggerakan turbin yang disambungkan ke generator, sehingga dihasilkanlah energi listrik.
Mikrohidro ini bisa dikatakan teknologi ramah lingkungan karena tidak menghasilkan limbah atau sisa buangan yang berbahaya. Selain itu bisa mengurangi pemakaian bahan bakar utama. Dan juga akan meningkatkan kepedulian kita dalam pemanfaatan energi alternative untuk pemenuhan energi sehari-hari.
3
( resources ) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dari instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari instalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Secara teknik, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air ( sumber energi ), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dari ketinggian tertentu menuju rumah istalasi ( rumah turbin ). Dirumah instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dimana turbin sendiri dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputarnya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikaan ke generator dengan menggunakan kopling. Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem control arus listrik sebelum dialirkan kerumah-rumah atau keperluan lainnya ( beban ). Begitulah secara ringkas proses mikrohidro merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik.
4 1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana dimensi turbin air yang sesuai dengan PLTMH? 2. Bagaimana gambar rancangan turbin air PLTMH?
1.3 Tujuan
1. Untuk mendapatkan dimensi rancangan turbin air
2. Untuk mendapatkan gambar rancangan turbin air PLTMH 1.4 Manfaat
1. Dapat digunakan untuk pembangkit listrik skala kecil 2. Tidak menimbulkan polusi atau ramah lingkungan 3. Tidak membutuhkan biaya yang besar
4. Sebagai alternative pemenuhan kebutuhan energy sehari-hari 1.5 Batasan Masalah
1. Pemilihan jenis turbin crossflow disesuaikan dengan ketinggian air jatuh
2. Perancangan turbin ini berdasarkan data dari perancangan pembangkit listrik tenaga mikrohidro sengkaling I
i
RANCANG ULANG TURBIN PADA PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO SENGKALING I
DENGAN Q = 1 m
3/s
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
YUNAIDI 09510146
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
viii
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrahmaanirrahiim,
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas segala taufik dan hidayah - Nya yang
selalu diberikan kepada kita tanpa pernah terputus. Serta karena semua berkat dan
nikmat-Nya jualah, baik berupa kesehatan, kekuatan maupun segala kemudahan
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta penulisan laporan ini
tepat pada waktunya.
Laporan ini disusun guna memenuhi mata kuliah Tugas Akhir yang berbobot
4 SKS dan merupakan syarat kelulusan S1 Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Malang. Tersusunnya laporan ini tentu saja tidak terlepas dari dukungan berbagai
pihak yang telah turut membantu penulis, untuk itu penulis dengan kerendahan
hati menyampaikan banyak terima kasih kepada :
1.
Ayah & Ibu tercinta dirumah, beserta seluruh keluarga dan orang-orang yang
saya sayangi sebagai motivasi terbesar saya selama ini, yang telah
memberikan doa, restu dan juga dukungan baik moril maupun materil .
2.
Bpk. Muhadjir Effendi, M. AP . selaku Rector Universitas Muhammadiyah
Malang.
3.
Bpk.
Ir.
Sudarman,
selaku
Dekan
Fakultas
Teknik
Universitas
Muhammadiyah Malang.
4.
Bpk. Ir. Mulyono, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas
ix
5.
Bpk Ir. Ali Mokhtar MT, selaku dosen pembimbing I yang telah banyak
memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta
memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan Tugas Akhir ini.
6.
Bpk. Ir. Herry Supriyanto, MT, selaku dosen pembimbing II yang juga telah
banyak membantu dengan memberikan semangat dan motivasi, serta
bimbingan dan pengarahan dengan sabar dan bijaksana serta memberikan
dorongan dari awal hingga akhir penulisan Tugas Akhir ini.
7.
Dosen Penguji, yang telah memberikan banyak pelajaran, masukan, dan
saran-saran yang sangat bermanfaat bagi kami pada saat sidang tugas akhir
berlangsung.
8.
Bapak dan Ibu Dosen khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah
memberikan bekal ilmu pengetahuan dan juga wawasan yang luas pada saat
perkuliahan.
9.
Para staf dan juga teknisi jurusan Teknik Mesin yang sudah banyak
membantu dan dengan sabar memberikan petunjuk dan arahan di dalam
penyelesaian rangkaian kegiatan pada Tugas Akhir ini.
10.
Rekan-rekan mahasiswa transfer POLINEMA dan POLIBAN angkatan 2009
yang selama ini telah dengan setia menemani, memberikan support, semangat
dan dukungan yang saya rasakan sungguh luar biasa di dalam menyelesaikan
seluruh kegiatan selama Tugas Akhir ini.
11.
Dan juga tidak lupa kepada teman-teman mahasiswa reguler Universitas
Muhammadiyah Malang, khususnya jurusan Teknik Mesin yang telah dengan
x
Baik pada saat mengikuti kegiatan perkuliahan di kelas, maupun dalam
pergaulan sehari-hari.
12.
Satu lagi yang paling berperan atas dorongan dan dukungannya, special one
yang selalu menemani dan mendukung Ratih Suryaningsih, terima kasih
banyak.
13.
Dan terakhir kepada teman-teman Persaudaraan Setia-Hati Tunas Muda
Winongo Madiun semua dan khususnya ranting Klumutan. Junjung tinggi
sinar SH, STK jaya.
Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat baik diri
pribadi ataupun orang lain dan semoga kebaikan rekan – rekan semuanya
mendapatkan ganjaran dari Allah SWT dengan pahala yang berlipat ganda. Amin .
Malang, Januari 2012
xi DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR ASITENSI ... iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... v
ABSTRAKSI INDONESIA ... vi
ABSTRACT BAHASA INGGRIS ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 4
1.3 Tujuan ... 4
1.4 Mamfaat ... 4
1.5 Batasan Masalah ... 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Dasar Teori ... 5
2.2 Prinsip Kerja PLTMH ... 7
2.3 Debit air ... 10
xii
2.4.1 Daya Potensial Air ... 10
2.4.2 Daya Output Pada Turbin... 11
2.5 Kecepatan Aliran ... 13
2.6 Pemilihan Turbin ... 14
2.7 Klasifikasi Turbin Air ... 18
2.8 Bantalan ... 19
2.8.1 Jenis-Jenis Bantalan Gelinding ... 20
2.8.2 Nama-Nama Bagian Bantalan ... 21
2.9 Poros ... 22
2.9.1 Macam-Macam Poros ... 22
2.10 Sabuk-V ... 23
BAB III. METOLOGI PERANCANGAN / PENELITIAN 3.1 Metoda Pengumpulan Data ... 29
3.2 Langkah Realisasi Desain Ulang Mikrohidro ... 30
BAB IV. PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN 4.1 Kecepatan Aliran ... 32
4.2 Pipa Penstock ... 33
4.3 Potensi Daya Air ... 33
4.4 Daya Output Turbin ... 34
4.5 Pemilihan Turbin ... 35
4.6 Perencanaan Poros ... 43
4.7 Pasak ... 45
4.8 Bantalan ... 46
xiii BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ... 55
5.1.1 Dimensi Pada Redesain Turbin Crossflow ... 55
5.1.2 Gambar Rancangan Turbin Air Mikrohidro... 56
5.2 Saran ... 57 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA
Sularso, Suga Kiyokatsu. 1978.
Dasar perencanaan dan Pemilihan Elemen
Mesin
. Jakarta. Pradnya Paramita.
Dietzel, Fritz. 1992.
Turbin Pompa dan Kompresor
, terj. Ir. Dakso Sriyono.
Jakarta. P.T. Gelora Aksara Pratama
Cardarelli, Dr. Francois. 2008.
Material Handbook 2
ndEdition.
London. Spinger
Prifatmojo, Wahyu Untoro. 2009.
Perencanaan Model Turbin Air Jenis
Crossflow Sebagai Pembangkit Listrik
Mockmore, C. A. Fred Merryfield. 1949.
The Banki Water Turbine
Joe cole, 4-9-2011,
Cross Flow Turbine Abstrak
. Raya Net Jetis, Malang
Joko Luknanto, 4-9-2011
, Bangunan Tenaga Air, Diktat Kuliah
