BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Dalam menjalankan aktivitasnya sehari-hari, manusia selalu menggunakan tenaga listrik untuk berbagai keperluan. Listrik merupakan energi yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Energi listrik yang digunakan dapat diperoleh dari berbagai macam pemanfaatan. Diantaranya adalah pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik.
Seiring dengan makin besarnya pertumbuhan penduduk di Negara ini dan perkembangan teknologi yang semakin canggih maka pasokan listrik untuk tiap daerah juga akan semakin tinggi. Namun masih ada kita jumpai daerah pedesaan yang belum mendapat pasokan listrik dari PLN. Ketidakmerataan pasokan listrik tersebut membuat pertumbuhan ekonomi tidak merata dan membuat masyarakat pedesaan sulit untuk melakukan aktivitasnya. Tingginya pertumbuhan permintaan akan tenaga listrik tidak dapat diimbangi oleh pertumbuhan penyedian tenaga listrik menyebakan krisis penyediaan listrik dibeberapa daerah dan menghambat perkembangan perekonomian bebearapa daerah.
Indonesia adalah Negara kepulauan dengan jumlah pulau yang mencapai ribuan. Dari sekian banyak pulau tersebut belum semua pulau yang dihuni manusia dapat menikmati listrik. Akibat sulitnya lokasi yang tidak dapat dijangkau oleh jaringan listrik PLN, secara sosial lingkungan timbul kesenjangan perekonomian, pendidikan, dan kesehatan.
dalam bidang konversi energi dan pemanfaatan alam sebagai sumber energi. Diantaranya adalah pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan listrik.
Sebagai upaya untuk memenuhi kebutuhan akan tenaga listrik sekaligus penanggulangan kondisi krisis penyediaan tenaga listrik di beberapa daerah. Indonesia dengan wilayahnya yang beriklim tropis dengan curah hujan yang tinggi dan kondisi topografi yang bergunung-gunung dengan aliran sungai yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai pembangkit tenaga listrik. Potensi ini sebagian besar tersebar didaerah pedesaan, sementara diperkirakan masih banyak penduduk desa yang belum menikmati energi listrik sehingga sangat tepat untuk mengembangkan pembangkit tenaga listrik.
Tenaga air adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak digunakan dengan menggunakan kincir air dan turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air disungai.
Mikrohidro merupakan pembangkit listrik skala kecil, sehingga mudah untuk diterapkan pada masyarakat, peralatan yang digunakan sederhana, serta kecilnya areal tanah yang digunakan untuk pengoperasian mikrohidro. Hal ini merupakan salah satu keunggulan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro, yaitu tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Mengingat masih besarnya potensi tenaga air yang belum termanfaatkan, maka saat ini rekayasa mikrohidro masih sangat dibutuhkan khususnya dalam pemanfaatan potensi pembangkit tenaga listrik.
Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (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.
dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik.
Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam, prakteknya istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa Mikrohidro, pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Minihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 1 MW, sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 1 sampai 5 MW. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dari ketinggian tertentu menuju rumah instalasi (rumah turbin / power house ). Di rumah 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 ditransmisikan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban).
1.2 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini dibagi menjadi atas tujuan umum dan tujuan khusus :
1.2.1 Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk lebih mengetahui dan memahami aplikasi ilmu yang diperoleh dari bangku kuliah terutama dari mata kuliah energi air.
1.2.2 Tujuan Khusus
Secara khusus tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk menghitung daya air.
2. Untuk menghitung putaran poros turbin. 3. Untuk menghitung torsi pada poros turbin.
4. Untuk mengetahui kapasitas daya listrik yang dihasilkan.
5. Untuk menghitung daya dan efisiensi turbin dengan variasi jumlah sudu runner.
1.3 BATASAN MASALAH
Untuk memberikan gambaran yang lebih jelas mengenai masalah yang dikaji dalam penulisan skripsi, maka perlu kiranya diberikan batasan masalah sebagai berikut :
1) Jenis turbin air yang diuji adalah jenis Propeller atau Kaplan.
2) Jumlah variasi sudu runner = 4, 5 dan 6 dengan kapasitas aliran 0,0528 m3/menit.
3) Sudut guide vane yang digunakan adalah sebesar 45o.
5) Transmisi menggunakan sabuk dan puli dengan gerakan sabuk terbuka. 6) Perancangan tidak termasuk pemilihan material.
1.4 METODOLOGI PENELITIAN
1) Studi Literatur
Berupa studi kepustakaan dengan mempelajari buku-buku, jurnal-jurnal, artikel maupun karya-karya ilmiah yang terkait, baik yang bersumber dari media cetak, elektronik maupun dari internet.
2) Diskusi Interaktif
Melakukan diskusi dalam bentuk tanya-jawab antara mahasiswa dan dosen pembimbing menyangkut hal-hal yang berkaitan dengan rancang bangun instalasi ini serta memecahkan permasalahan yang dihadapi secara bersama.
3) Rancang Bangun Instalasi Dan Alat Penelitian
Perancangan serta pembuatan turbin Kaplan dimana turbin ini akan di uji untuk di analisa data hasil dari pengujian tersebut.
1.5 MANFAAT PENELITIAN
Manfaat dari penelitian ini adalah :
b. Bagi akademik, penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi tambahan dalam melakukan riset pada mesin fluida khususnya turbin kaplan.
1.6 KELUARAN SKRIPSI
Keluaran skripsi ini diharapkan akan menghasilkan:
1) Alat pengujian Turbin Kaplan yang dapat dioperasikan dengan pengunaan kinerja satu unit pompa, pengunaan tiga buah variasi jumlah sudu (4, 5 dan 6 runner blade), dan pengunaan sudut guide vane sebesar 45o.
2) Buku skripsi akan digunakan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik dari Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
1.7 SISTEMATIKA PENULISAN
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam beberapa bagian yaitu:
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 : STUDI LITERATUR
berasal dari : buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-mail, e-book, dan e-news.
BAB III: METODOLOGI DAN ALAT PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode dan alat penelitian yang akan digunakan untuk menyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai langkah-langkah perancangan, instalasi dan analisa data yang akan digunakan untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat.
BAB IV: ANALISA DATA DAN HASIL PENGUJIAN
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
