3.1 Pendekatan Desain Fungsional
Prototype PLTMH pada penelitian ini memiliki fungsi untuk mengubah energi kinetik dan potensial air menjadi energi mekanik putaran kincir yang kemudian akan memutar generator untuk menghasilkan energi listrik. Untuk mengkonversi energi tersebut menjadi energi listrik, prototype PLTMH terdiri dari dua bagian peralatan yang penting yaitu pompa dan kincir air. Energi kinetik dan energi potensial diperoleh dari pompa yang mana pompa tersebut terletak dibagian atas kincir, pompa menghisap air dari bak utama kemudian akan mentransportasikannya ke kincir dibagian bawah. Air yang ditransportasi akan jatuh kebawah dan menabrak sudu kincir. Rangkaian pompa yang digunakan terdiri dari dua rangkaian yaitu rangkaian seri dan parelel yang memiliki fungsi yang berbeda, pompa yang dirangkaian secara seri berfungsi untuk meningkatkan kecepatan aliran pompa yang keluar menuju kincir, sedangkan rangkaian pompa secara parallel berfungsi untuk meningkatkan laju alir aliran (debit) yang masuk ke kincir.
Air yang masuk dan menabrak sudu kincir akan memutar poros kincir untuk menghasilkan energi mekanik. Poros kincir yang berputar telah terhubung dengan pully generator, dimana pulley yang digunakan berfungsi untuk mempercepat putaran sehingga rotor generator dapat berputar untuk menghasilkan energi listrik. Air yang telah dimanfaatkan akan diumpankan kembali kedalam bak utama menggunakan pompa.
3.2 Pendekatan Desain Struktural
Secara umum rancangan ini dibagi atas 4 bagian yaitu tangki, pompa, nozzle air, dan kincir. Tangki berukuran 40 x 60 cm dipasang dibagian atas sehingga mendapatkan energi jatuh air dan mudah mentrasnportasikannya menuju kincir. Pompa yang digunakan terdiri dari dua pompa dengan jenis pompa sentrifugal yang memiliki kapasitas air 29 Liter/Menit, tinggi aliran maksimum 27 m, daya
hisap 9 meter, ukuran pipa hisap 1 in, ukuran pipa dorong 1 in, dan temperatur maksimum 450C.
Kincir air pada protptype PLTMH yang menghasilkan energi putaran mekanik dipasang secara vertikal yang terdiri dari dua tipe bentuk sudu, satu kincir sudu berbentuk mangkok dan satu kincir sudu berbentuk plat datar. Kedua kincir tersebut memeliki diameter yang sama yaitu 16 in dan memeliki massa yang sama yaitu 3,5 kg. Kincir air sudu mangkok yang digunakan merupakan sudu yang terbuat dari sendok sup stainless stell dengan jumlah sudu sebanyak 12 sudu dengan diameter mangkok sebesar 7 cm. Kincir air sudu plat datar yang digunakan merupakan plat besi dengan jumlah sudu sebanyak 18 sudu dengan panjang 7 cm, lebar 4 cm dengan tebal 0,3 mm.
Untuk mengubah energi mekanik putaran kincir menjadi energi listrik dibutuhkan generator. Generator yang digunakan yaitu generator 12 Volt tipe generator DC (Direct Current) dengan inverter 220 Volt.
1.3 Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu pembuatan prototype dilakukan pada bulan Maret 2017 sampai April 2017. Sedangkan waktu penelitian dilakukan selama 3 bulan dari bulan April sampai Juni 2017 di Laboratorium Program Studi Teknik Energi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.
1.3.1 Bahan dan Alat Bahan yang digunakan
Air 50 L
Alat yang digunakan
a Casing Turbin : 2 Buah
b Pompa Sentrifugal : 3 Buah c Tangki Penampung Air : 1 Buah
d Rotameter : 1 Buah
e Flowmeter : 1 Buah
f Nozzel : 6 Buah
h Pengukur rpm digital : 2 Buah i Pengukur tegangan (volt) : 1 Buah j Pengukur Arus Listrik (Ampere) : 1 Buah
k Pipa PVC ½ inch : 10 Meter
l Elbow ½ inch : 18 Buah
m Tee ½ inch : 2 Buah
n Ball Valve ½ inch : 4 Buah
o Generator 12 vac : 2 Buah
p Inverter 500 watt : 1 Buah
1.4 Perlakuan Percobaan
Dalam penelitian rancang bangun alat prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro terdapat beberapa variable yang diambil antara lain variable tetap dan variabel tak tetap. Variabel tetap berupa laju alir air dan bentun sudu kincir plat datar. Sedangkan variabel tak tetap yang diambil yaitu, jumlah bukaan nozzle.
1.5 Prosedur Percobaan
1.5.1 Pembuatan alat prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro A. Tahap persiapan
a) Menyiapkan bahan – bahan untuk membuat prototype PLTMH
b) Membuat rangka dan tempat dudukan keseluruhan alat PLTMH serta panel untuk pembacaan variable pengukuran
c) Memasang roda pada rangka PLTMH agar mudah dipindahkan
B. Tahap Pembuatan Kincir
a) Mempersiapkan dua buah vleg motor bekas yang akan digunakan sebagai roda kincir
C. Tahap Pemasangan Instalasi prototype PLTMH
a) Mempersiapkan bahan – bahan yang digunakan untuk merangkai alat b) Mempersiapkan tangki air yang terletak dibagian atas dudukan alat c) Memasang instalasi pemipaan yang duhubungkan dengan pompa serta
nozzel pada prototype PLTMH
d) Memasang panel instrument untuk pembacaan pengukuran energi listrik yang dihasilkan.
D. Tahap Kalibrasi Intrument Tachometer
a) Menghubungkan stop kontak prototype ke aliran listrik untuk menghidupkan layar digital tachometer
b) Memberikan tanda pada salah satu sudu kincir tepat pada indicator pembacaan tachometer
c) Menyiapkan stopwatch untuk mengukur waktu
d) Memutar kincir selama 1-2 menit. Perhatikan tanda pada salah satu sudu kincir
e) Mengamati dan menghitung jumlah putaran kincir secara manual selama 1-2 menit
f) Membandingkan jumlah putaran manual terhadap hasil pembacaan display tachometer
g) Menghitung % eror pembacaan dari selisih jumlah putaran manual terhadap hasil pembacaan display
h) Bila % eror pembacaan terlalu besar maka mereset ulang instrumt tachometer dengan menekan tombol reset. Tunggu sampai peresetan ulang selesai
i) Mengulangi langkah d sampai h hingga % eror pembacaan didapat tidak terlalu besar
b) Menghubungkan stop kontak prototype ke aliran listrik
c) Memutar switch ON/OFF untuk menghidupkan prototype tersebut d) Menekan tombol pompa 1,2, dan 3 untuk menghidupkannya e) Membuka dan mengatur valve sesusai keperluan percobaan
f) Membuka dan mengkombinasikan penggunaan valve nozzle sesuai keperluan percobaan
g) Mengamati dan mencatat tekanan discharge dan suction pompa pada pressure gauge yang terpasang
h) Mengamati dan mencatat laju alir debit yang dihasilkan pada rotameter i) Mengamati dan mencatat putaran masing-masing kincir pada tachometer
pengukur
j) Mengamati dan mencatat tegangan dan arus listrik yang dihasilkan pada box panel instrument
k) Memasang lampu pada holder
l) Proses ini dilakukan berulang ulang pada viap variable yang dibutuhkan yang diukur selama 10 menit
m) Setelah pengukuran percobaan dari berbagai variable selesai, mematikan pompa dengan menekan tombol pompa, kemudian memutar switch ON/ OFF untuk mengakhiri operasi dan mencabut stop kontak untuk memutus aliran listrik .
n) Melakukan analisa dari data percobaan yang telah dilakukan
PENGAMBILAN DATA DAN PENGAMATAN
Adapun data pengamatan yang diambil selama penelitian dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2. Data Pengamatan Penilitian
Untuk lebih jelas mengenai jadwal penelitian dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 3. Jadwal Penelitian Prototype PLTMH
Kegiatan Februari 2018 Maret 2018 April 2018 Mei 2018 Juni 2018 Juli 2018 Agustus 2018
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Penyusunan proposal Seminar proposal
Perbaikan proposal Pelaksanaan Pembuatan Alat Operasi Alat dan
Pengambilan Data Penyusunan Laporan dan Analisa data Ujian laporan
Akhir Revisi Laporan
Adapun perkiraan biaya dalam merancang prototype PLTMH dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 4. Perkiraan Biaya
No. Item Harga Jumlah Rp.
(Rp)/pcs
1. Vleg Bekas 400.000 1 400.000
2. Poros Kincir 700.000 2 1.400.000
3. Generator 12 V 450.000 2 900.000
4. Inverter 900 Watt 1.350.000 1 1.350.000
5. Tachometer 1.400.000 2 2.800.000
6. Voltmeter 100.000 1 100.000
7. Amperemeter 50.000 1 50.000
8. Rangka Alat Portable 350.000 1 350.000
9. Roda Rangka Alat
Portable 85.000 1 85.000
10. Pompa Air 220 V ; 9
m 450.000 3 1.350.000
11. Nozel 60.000 6 360.000
12. Bearing 50.000 4 200.000
13. Kopling 150.000 2 300.000
14. Kabel Listrik 2 x 2,5
Plat Stainless Steel 1 x 2 m (3 mm) (Sudu Turbin Plat)
250.000 1 250.000
17. Tangki Air 150.000 1 150.000
18. Besi Siku 40mm x
40mm x 5 mm (6m) 150.000 3 450.000
19. Pipa PVC 10 m 100.000 1 100.000
20. Lain-lain 305.000
