1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada zaman sekarang ini, kebutuhan manusia terhadap listrik sudah menjadi kebutuhan utama. Listrik tersebut dipergunakan oleh manusia untuk berbagai kebutuhan. Adapun listrik diperoleh oleh manusia dari berbagai pemanfaatan pembangkit tenaga, seperti air, uap, gas, panas matahari dan sebagainya. Air merupakan salah satu sumber energi pembangkit tenaga listrik yang mudah diperoleh.
Penggunaan sumber energi sekarang ini sebagian besar masih diperoleh dari pembakaran bahan bakar fosil yang terdiri dari batu bara, minyak, dan gas bumi. Sementara cadangan sumber energi dari bahan bakar fosil tersebut mulai menipis karena sumber daya energi tersebut tidak dapat diperbaharui. Akibat yang ditimbulkan adanya polusi udara, ketidakstabilan harga dan efek rumah kaca yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar tersebut. Untuk itulah, maka sekarang ini dikembangkan sumber energi terbarukan guna mengurangi resiko tersebut, yang bersumber dari alam, seperti energi air, energi surya, energi angin atau energi panas bumi. Energi tersebut dimanfaatkan karena sumber energi tersebut mudah didapat dan dapat diperbaharui.
Kemajuan teknologi sekarang ini selalu mengalami perkembangan. Salah satunya di bidang teknik mesin, pengembangan teknologi khususnya dalam hal pengembangan pembangkit tenaga yang bersumber dari alam, termasuk penggunaan energi air sebagai salah satu sumber tenaga pembangkit listrik.
Energi air diperoleh dari air yang mengalir. Energi dari air tersebut dimanfaatkan dalam wujud energi mekanis dan energi listrik. Pemanfaatan energi air menggunakan kincir atau sudu turbin air yang memanfaatkan suatu aliran air di sungai atau air terjun.
Pengembangan energi dalam hal Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM) dan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) bertujuan untuk daerah-daerah terpencil yang tidak terjangkau oleh jaringan listrik PLN. Disebut Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTM) karena menghasilkan daya 1-10
2 MW), sedangkan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro menghasilkan daya kurang dari 1 MW. Pembangunan PLTM dan PLTMH sangat efisien karena tidak memerlukan tempat yang relatif besar, sehingga tidak merugikan tempat tinggal masyarakat dan tidak mengakibatkan kerusakan pada lingkungan.. Dengan adanya PLTM dan PLTMH diharapkan dapat menyediakan tenaga listrik yang murah dan ramah lingkungan pada masyarakat dan juga sebagai bentuk pelestarian sumber daya air.
Peningkatan kebutuhan energi listrik di samping keterbatasan pemerintah (PLN) dalam penyediaan energi listrik, sebenarnya di Indonesia, khususnya di Sumatera Utara memiliki potensi sumber energi terbarukan dalam jumlah besar. Sumber energi ini berupa air terjun di daerah pegunungan dimana salah satunya adalah potensi dari sungai Asahan. Pemanfaatan sungai Asahan untuk menghasilkan listrik dapat memenuhi kebutuhan energi listrik di Sumatera Utara.
Turbin air adalah suatu mesin yang menghasilkan energi mekanik berupa putaran poros dengan memanfaatkan energi potensial air. Selanjutnya energi tersebut diubah menjadi bentuk energi lain seperti energi listrik. Turbin air terdiri dari air (sumber energi), turbin, dan generator. Pada perancangan turbin, jenis dan dimensi sangat tergantung dari kondisi head dan kapasitas yang tersedia. Sehingga agar diperoleh efisiensi yang maksimum, maka turbin air yang beroperasi pada suatu lokasi tertentu akan mempunyai desain yang spesifik (tipe maupun dimensi) dan berbeda dengan lokasi lain. Maka akan sangat bermanfaat bila dilakukan suatu penelitian yang dapat memberikan informasi rancang bangun beberapa tipe instalasi pembangkit listrik tenaga mikro hidro serta membuat suatu model instalasi pembangkit listrik yang digunakan sebagai alat penelitian yang melatarbelakangi penulisan skripsi ini.
1.2. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk menghitung daya air masuk turbin Kaplan.
2. Untuk menghitung putaran poros turbin Kaplan.
3. Untuk menghitung torsi pada poros turbin Kaplan.
3 4.Untuk mengetahui kapasitas daya listrik yang dihasilkan oleh turbin
Kaplan.
5.Untuk menghitung daya dan efisiensi turbin Kaplan dengan perbandingan
variasi jumlah sudu gerak 6, 7, dan 8 sudu.
1.3. Batasan Masalah
Dalam pembahasan masalah untuk skripsi ini, perlu adanya batasan masalah untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai masalah yang dikaji. Adapun batasan masalah sebagai berikut :
1. Jenis turbin air yang diuji adalah jenis Propeller atau Kaplan dengan diameter luar 160 mm.
2.Jumlah variasi sudu gerak = 6, 7 dan 8 serta sudut sudu pengarah yang
digunakan adalah sebesar 20o.
3.Aliran fluida dalam steady flow dengan memanfaatkan jatuhnya air.
4.Transmisi menggunakan sabuk dan puli dengan gerakan sabuk terbuka.
5.Perancangan tidak termasuk pemilihan material.
6.Instalasi turbin air yang diuji menggunakan head 2 m.
1.4. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Menambah wawasan dan pengetahuan serta pengalaman dalam proses
pengujian performansi dan efisiensi pada turbin Kaplan.
2. Sebagai referensi tambahan dalam melakukan riset pada energi air, khususnya turbin Kaplan.
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:
4 BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi yang telah ditetapkan, tujuan, manfaat, batasan masalah, sistematika penulisan, dan metodologi penulisan skripsi.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang berhubungan dengan penulisan skripsi. Dasar teori didapatkan dari berbagai sumber, diantaranya berasal dari : buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-mail, e-book, dan e-news.
BAB III: METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi dan perlengkapan yang digunakan untuk pengujian.
BAB IV: ANALISIS DATA
Pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang telah diperoleh dari pengujian yang telah dilakukan.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dari penulisan tugas akhir dan saran-saran. DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
