BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi merupakan hal vital yang dibutuhkan oleh seluruh dunia untuk melakukan berbagai proses kerja atau kegiatan. Energi memiliki banyak bentuk yaitu seperti energi panas, energi angin, energi air, energi fosil, dan sebagainya. Energi tersebut berasal dari alam yang dapat dimanfaatkan menjadi sumber energi baik secara langsung maupun tidak langsung.
Adapun sumber energi secara umum dibagi dua, yaitu sumber energi terbarukan dan tak terbarukan. Sumber energi tak terbarukan seperti minyak, gas bumi, batu bara, dan lain-lain apabila dieksploitasi terus menerus maka suatu saat akan habis. Selain itu dampak negatifnya terhadap lingkungan juga menjadi pertimbangan dan alasan yang penting untuk beralih ke sumber energi terbarukan.
Kebutuhan tenaga listrik di dunia terkhususnya di Indonesia terus mengalami peningkatan sesuai dengan laju pertumbuhan ekonomi dan industri serta pertambahan penduduk. Untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat tersebut dikembangkan berbagai untuk memenuhi kebutuhan tersebut, salah satunya dengan memanfaatkan energi air.
Energi air adalah salah satu sumber energi dengan daya terbesar yang saat ini digunakan di belahan dunia. Keadaan ini menyebabkan pembangunan pusat tenaga air sebagai penghasil energi alternatif menjadi pilihan yang menarik dan dampak dari pembangkit yang dibangkitkan oleh PLTA sudah terbuktitidak merusak lingkungan, menunjang diversifikasi energi dengan memanfaatkan energi air tersebut dan menunjang program pengurangan pemanfaatan. Besar potensi energi air di Indonesia adalah 74.976 MW, sebanyak 70.776 MW ada di luar Jawa, yang sudah termanfaatkan adalah sebesar 3.105,76 MW sebagianbesar berada di Pulau Jawa.
Energi air tersebut dapat dimanfaatkan secara maksimal dengan menggunakan mesin fluida yaitu turbin air. Turbin air adalah mesin penggerak mula yang mengubah energi potensial dan kinetik yang berasal dari aliran air menjadi energi mekanik yang menggerakan generator untuk menghasilkan listrik. PLTA pertama dikembangkan di Amerika pada tahun 1882 dan berkembang dengan sangat cepat hingga saat ini. Adapun turbin dibagi menjadi dua berdasarkan aksi air pada sudu turbin yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Turbin impuls contohnya yaitu turbin Pelton dan turbin Cross Flow sedangkan turbin reaksi contohnya turbin Francis, Turbin Kaplan dan propeller.
Pada pengoperasian sebuah PLTA digunakan berbagai variabel agar PLTA tersebut dapat beroperasi optimal dan mencapai tingkat efisiensi yang maksimal. Diantara variabel tersebut diantaranya adalah pengaturan bukaan sudu pengarah yang akan mempengaruhi besarnya nilai kerugian head yang pada akhirnya akan mempengaruhi performansi dari turbin tersebut.
1.2 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Mengamati pengaruh bukaan sudu pengarah (Guide Vane Opening/GVO) terhadap besarnya kerugian head pada Turbin Francis Vertikal.
b. Menganalisa hasil perhitungan kerugian head teoritis dengan simulasi menggunakan program Pipe Flow Expert.
c. Untuk mendapatkan bukaan sudu pengarah yang menghasilkan daya dan efisiensi maksimum Turbin Francis Vertikal (Guide Vane Opening/GVO).
1.3 Batasan Masalah
Dalam penelitian ini, penulis membatasi masalah pada perhitungan Turin Francais yang meliputi perhitungan pengaruh bukaan sudu pengarah terhadap kerugian head dan performansi Turbin Francis Vertikal PLTA Tangga PT. Inalum Power Plant (PERSERO). Perhitungannya mencakup kerugian head mayor, kerugian head minor, kerugian head total, daya air (Water Horse Power), daya turbin (Brake Horse Power) dan Efisiensi Turbin
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penilitian ini yaitu sebagai berikut:
a. Bagi peneliti dapat menerapkan teori Turbin Francis yang didapat selama perkuliahan dengan terjun langsung meneliti pengaruh bukaan sudu pengarah (Guide Vane Opening/GVO) terhadap performansi Turbin Francais.
b. Bagi akademik dapat memberi pengetahuan tentang hasil penelitian yang telah dilakukan guna referensi penelitian selanjutnya.
c. Bagi masyarakat sebagai pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi bidang Konversi Energi khususnya Mesin Fluida yang memanfaatkan tenaga air.
1.5 Metodologi Penulisan
Metodologi penulisan yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut :
a. Studi literatur, berupa studi kepustakaan, kajian dari buku-buku dan tulisan-tulisan yang terkait.
b. Browsing internet, berupa studi artikel-artikel, gambar-gambar dan buku elektronik (e-book) serta data-data lain yang berhubungan.
c. Metode studi lapangan, yaitu dengan mengambil data yang dibutuhkan untuk analisis pengaruh bukaan sudu pengarah (Guide Vane Opening/GVO) terhadap kerugian Head dan Performansi Turbin Francis Vertikal Unit 4 PLTA Tangga PT.Inalum Power Plant (PERSERO).
d. Diskusi, berupa tanya-jawab antara mahasiswa dengan dosen pembimbing menyangkut hal-hal yang berkaitan dengan skripsi ini serta memecahkan permasalahan yang dihadapi secara bersama.
1.6 Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini dibagi dalam beberapa bab dengan garis besar tiap bab adalah sebagai berikut:
a. Bab I : Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, metodologi penulisan, dan sistematika penulisan.
b. Bab II : Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi landasan teori yang digunakan yaitu Mekanika Fluida, Mesin Fluida (dalam hal ini menyangkut turbin air),dan Pipe Flow Expert. c. Bab III : Metodologi Penelitian
Bab ini memberikan informasi mengenai waktu dan tempat, alat dan bahan, instalasi, metode pengolahan data, serta prosedur penelitian.
d. Bab IV : Hasil dan Analisis Penelitian
Bab ini berisi mengenai data yang diambil, pembahasan perhitungan, dan analisis hasil perhitungan dalam bentuk tabel dan grafik.
e. Bab V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang diperoleh dalam penelitian. f. Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur yang digunakan untuk menyusun laporan.
g. Lampiran
Pada lampiran dapat dilihat hasil data yang diperoleh dari analisis hasil perhitungan dalam bentuk tabel, grafik, dan dan gambar.
