Proposal T.a (Randa) Alat PLTMH

1

1.. JJUUDDUUL L PPEENNEELLIITTIIAANN Ranca

Rancang ng BanguBangun n PembaPembangkit Listrik ngkit Listrik TTenaga enaga MikrohMikrohidro idro KapasKapasitas itas 300300 wa

watt tt MeMengnggugunanakakan n TTururbibinn CrCrosossflsflowow SudSudu u LenLengkugkung ng (Un(Unuk uk KerKera a TTurburbinin Crossflow

Crossflow dengan ! dengan !ariasi ariasi "ebit dan Sudu"ebit dan Sudut #o$$%e &'t #o$$%e &'oo _{terhadap daa %istrik ang terhadap daa %istrik ang} dihasi%kan)*

dihasi%kan)* 2

2.. PPEENNDDAAHHUULLUUAANN

Sudah menadi kenataan bahwa energi %istrik

Sudah menadi kenataan bahwa energi %istrik merupakan kebutuhan mut%ak merupakan kebutuhan mut%ak   bagi akti+itas

 bagi akti+itas keseharian keseharian masarakat masarakat ,ndonesia- terutama ,ndonesia- terutama untuk kebutuhan untuk kebutuhan rumahrumah tangga- sektor usaha dan industri* Begitu banak permasa%ahan da%am memenuhi tangga- sektor usaha dan industri* Begitu banak permasa%ahan da%am memenuhi kebutuhan energi %istrik tersebut- terutama diakibatkan besarna ketergantungan kebutuhan energi %istrik tersebut- terutama diakibatkan besarna ketergantungan kita terhadap bahan bakar minak (BBM)- apa%agi ditambah dengan naikna BBM kita terhadap bahan bakar minak (BBM)- apa%agi ditambah dengan naikna BBM tentu akan semakin memberatkan pihak PL# untuk menediakan energi %istrik  tentu akan semakin memberatkan pihak PL# untuk menediakan energi %istrik  tersebu

tersebut- t- sehingsehingga ga konsekonsekuenskuensina ina pemerpemerintah intah menaimenaikkan Tarikkan Tari. . "asar "asar ListriListrik k  (T"L)* "ampak dari ha% ini diber%akukan maka akan menimbu%kan masa%ah dan (T"L)* "ampak dari ha% ini diber%akukan maka akan menimbu%kan masa%ah dan akan semakin memberatkan beban ang akan ditanggung o%eh masarakat*Untuk  akan semakin memberatkan beban ang akan ditanggung o%eh masarakat*Untuk  itu

itu perper%u %u adaadana na perperanaanan n dardari i pempemerinerintah tah berbersama sama perperusausahaahaan n %ist%istrik rik da%da%amam memen

memenuhi uhi kebukebutuhan tuhan %istrik %istrik dengadengan n MencipMenciptakan takan PembaPembangkit ngkit ListriListrik k TTenagaenaga Mikrohidro (PLTM/)*

Mikrohidro (PLTM/)*

Peman.aatan energi air sebagai pembangkit %istrik menadi sa%ah satu so%usi Peman.aatan energi air sebagai pembangkit %istrik menadi sa%ah satu so%usi ang berpotensi untuk diap%ikasikan* Pene%itian ang te%ah di%akukan o%eh are% ang berpotensi untuk diap%ikasikan* Pene%itian ang te%ah di%akukan o%eh are% /asiho%an pada tahun 1002- debit a%iran air terun ang dapat membangkitkan /asiho%an pada tahun 1002- debit a%iran air terun ang dapat membangkitkan ene

energrg  %ist%istrik rik dardari i 0-20-2&0 &0 mm33_{4s* 4s* BerdasaBerdasarkan data rkan data perairaperairan n Badan LingkunBadan Lingkungangan} /idup pro+insi Sumatera Se%atan- debit a%iran air terun ratarata &&0 m

/idup pro+insi Sumatera Se%atan- debit a%iran air terun ratarata &&0 m33_{4s ang4s ang} tersebar di 30 titik air terun didaerah 5gan Komering U%u- Pagar 6%am- tersebar di 30 titik air terun didaerah 5gan Komering U%u- Pagar 6%am- Lahat-dan 7mpat Lawang* Menurut data statistik ketenaga%istrikan bahwa di pro+insi dan 7mpat Lawang* Menurut data statistik ketenaga%istrikan bahwa di pro+insi Sumatera Se%atan be%um ada peman.aatan energ air terun menadi energ %istrik  Sumatera Se%atan be%um ada peman.aatan energ air terun menadi energ %istrik  untuk dikonsumsi o%eh masarakat* Me%ihat kondisi tersebut- maka di%akukan%ah untuk dikonsumsi o%eh masarakat* Me%ihat kondisi tersebut- maka di%akukan%ah suatu pene%itian untuk meman.aatkan dan mengembangkan energ atuh air terun suatu pene%itian untuk meman.aatkan dan mengembangkan energ atuh air terun me

mennadadi i enenererg g %i%iststririk k aang ng dadapapat t didiapap%i%ikakasiksikan an ununtutuk k memengngatatasi asi mamasa%sa%ahah ke%istrikan masarakat ang tingga% disekitar air terun*

ke%istrikan masarakat ang tingga% disekitar air terun*

& &

PL

PLTM/ TM/ dipi%dipi%ih ih sebagasebagai i sa%ah satu sa%ah satu enerenergi gi a%terna%ternati. ati. dikardikarenakan memi%ikienakan memi%iki  beberapa

 beberapa keunggu%an dibanding dengan keunggu%an dibanding dengan pembangkit %istrik pembangkit %istrik %ainna- s%ainna- seperti reperti ramahamah ter

terhadhadap ap %in%ingkugkungangan- n- %eb%ebih ih aweawet- t- biabiaa a opeoperasirasionaona% % %eb%ebih ih keckeci%- i%- menmengurgurangangii  penggunaan

 penggunaan bahan bahan bakar bakar .osi% .osi% dan dan sesuai sesuai untuk untuk daerah daerah terpenci%* terpenci%* Se%ain Se%ain ituitu  perawatan mekanik untuk PL

 perawatan mekanik untuk PLTM/ %ebih mudah*TM/ %ebih mudah*

Pada pene%itian ang te%ah di%akukan o%eh Ro /adianto dan au$i Bakri Pada pene%itian ang te%ah di%akukan o%eh Ro /adianto dan au$i Bakri aitu Rancang Bangun Prototipe Portab%e Mikrohidro Menggunakan Turbin tipe aitu Rancang Bangun Prototipe Portab%e Mikrohidro Menggunakan Turbin tipe 8ross %ow dimana pada pene%itian ini turbin memi%iki ukuran diamter 1-' inci 8ross %ow dimana pada pene%itian ini turbin memi%iki ukuran diamter 1-' inci serta terdiri dari 10 sudu* Penguian ini di%akukan dengan mengukur ke%uaran arus serta terdiri dari 10 sudu* Penguian ini di%akukan dengan mengukur ke%uaran arus maksimum dari generator dengan menggunakan +ariasi ketinggian pipa 90 cm- 20 maksimum dari generator dengan menggunakan +ariasi ketinggian pipa 90 cm- 20 cm- dan &00 cm* "an sumber air ang digunakan berasa% dari wadah dengan cm- dan &00 cm* "an sumber air ang digunakan berasa% dari wadah dengan +o%ume air &: %iter dan ketinggian wadah sebesar 0-;: meter* "imana e.isiensi +o%ume air &: %iter dan ketinggian wadah sebesar 0-;: meter* "imana e.isiensi ter

terbesabesar r '-1'-1; ; < < diddidapaapatkatkan n padpada a saat saat menmengguggunaknakan an ketketinginggiagian n pippipa a &00 &00 cm- cm-dengan output arus maksimum sebesar &&;-= m6 cm-dengan menggunakan resistansi dengan output arus maksimum sebesar &&;-= m6 dengan menggunakan resistansi 330 ohm dan tegangan maksimum '-:; !*

330 ohm dan tegangan maksimum '-:; !* "a

"an n pepenene%i%itan tan aang ng didi%ak%akukukan an o%o%eh eh MaMa.ru.rudidin n dadan n "w"wi i ,ra,rawawan n aaitituu Pembuatan Turb

Pembuatan Turbin Mikrohidro Tipe 8ross %ow sebagai pembangkit %istrik in Mikrohidro Tipe 8ross %ow sebagai pembangkit %istrik di desadi desa Bumi #abung Timur dimana dengan debit rata a%iran sungan 0-0; m

Bumi #abung Timur dimana dengan debit rata a%iran sungan 0-0; m334s dengan4s dengan ketinggian diatas permukaan sungai 1

ketinggian diatas permukaan sungai 1 m- dengan spesi.ikasi Turbin air 8ross %owm- dengan spesi.ikasi Turbin air 8ross %ow den

dengan %ebar gan %ebar runrunner ner 0-&0-&'1; m- '1; m- diadiametmeter er %ua%uar r runrunner 0-;2 ner 0-;2 m- m- diadiametmeter er da%da%amam runner 0-31 m- arak antar sudu 0-023 m- dan um%ah sudu 10- dimana didapatkan runner 0-31 m- arak antar sudu 0-023 m- dan um%ah sudu 10- dimana didapatkan daa turbin aitu 139-21 watt dengan e..isiensi mekanik turbin aitu 30< dan daa turbin aitu 139-21 watt dengan e..isiensi mekanik turbin aitu 30< dan daa %istrik ang dihasi%kan &91 watt*

daa %istrik ang dihasi%kan &91 watt*

"ari permasa%ahan tersebut pene%iti berkeinginan untuk merancang bangun "ari permasa%ahan tersebut pene%iti berkeinginan untuk merancang bangun  prototpe PL

 prototpe PLTM/ ang meman.aatkan energi kinetik dan energi potensia% TM/ ang meman.aatkan energi kinetik dan energi potensia% dengandengan meng

menggunakgunakan an TTurbin urbin air air 8ross 8ross .%ow.%ow- - kemudkemudian ian mengkmengkon+eron+ersikannsikanna a menadmenadii energi %isrik**

energi %isrik**

3

3.. RRUUMMUUSSAAN N MMAASSAALLAAHH Be

Berdrdasasarkarkan an ururaiaaian n papada da babagigian an %a%atatar r bebe%a%akakang ng memengngenenaiai PembangkitPembangkit Listr

Listrik ik TTenaga enaga MikroMikrohidhidro ro (PL(PLTM/)- TM/)- didapadidapat t beberabeberapa pa rumusrumusan an masa%ahmasa%ah

1 1

ang kemudian akan di%akukan rancang bangun  prototype  PLTM/ untuk  menghasi%kan %istrik ang ramah %ingkungan dan e.isien* Pada proses  prototpe PLTM/ ini- debit air ang digunakan akan mempengaruhi kekuatan

air ang dia%irkan dan menumbuk sudusudu turbin ang menggerakkan generator kemudian mengahasi%kan daa %istrik*

5%eh sebab itu- adana pene%itian dengan +ariasi "ebit 6ir ang digunakan dengan mengatur pembukaan Valve sehingga mendapatkan putaran turbin maksima% terhadap daa %istik ang dihasi%kan*

4. TUJUAN PENELITIAN

6dapun tuuan ang ingin dicapai dari rancang bangun PLTM/ antara %ain> a* Mendapatkan prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro*

 b* Mendapatkan +ariasi debit air terhadap turbin pada Pembangkit Listrik  Tenaga Mikrohidro*

c* Mengana%isa komponen pera%atan mesin kon+ersi energi pada rancang  bangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro*

d* Mendapatkan kinera e.isiensi dari putaran turbin dengan +ariasi debit air*

5. TINJAUAN PUSTAKA

5.1 Pembangkit Lit!ik Tenaga Mik!"#i$!" %PLTMH&

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/)- biasa disebut mikro hidro* Microhydro merupakan sebuah isti%ah ang terdiri dari kata mikro ang artina keci% sedangkan hidro ang artina air* Secara teknis- mikrohidro memi%iki tiga komponen utama aitu air (sebagai sumber energi)- turbin dan generator* PLTM/ ada%ah suatu pembangkit %istrik ska%a keci% ang menggunakan tenaga air sebagai media penggerakna- misa%na sa%uran irigasi- sungai atau air terun a%am- dengan cara meman.aatkan tinggi terunna (head, da%am meter) dan um%ah debit airna (m34detik)* Semakin  besar kapasitas a%iran maupun ketinggianna dari insta%asi maka semakin  besar energi ang bisa diman.aatkan untuk menghasi%kan energi %istrik* K%asi.ikasi umum pembangkit %istrik tenaga air dapat di%ihat pada tabe% & dibawah ini>

Tabel 1. Klasifkasi Pembangkit Listrik Tenaga Air

Tipe Kapasitas (k?) Mikro /idro @ &00

Mini /idro &0&1*000 Sma%% /idro 1*00&1'*000 Large /idro A1'*000

 Sumber> Teacher Manual Diploma Hydro Power 

"ari tabe% & diatas pembangkit %istrik tenaga mikrohidro (PLTM/) merupakan pembangkit %istrik tenaga air ang memi%iki kapasitas @&00 k?* PLTM/ bisa menadi sa%ah satu a%ternati. penediaan energi %istrik ang ramah %ingkungan (clean energy) ang dapat menangkau daerahdaerah ang su%it ter%istriki*

"i samping .aktor geogra.is (tata %etak sungai)- tinggi atuhan air dapat  pu%a dipero%eh dengan membendung a%iran air sehingga permukaan air 

menadi tinggi* 6ir dari intake dia%irkan ke turbin menggunakan sa%uran  pembawa me%a%ui sebuah pipa pesat ( penstock ) keda%am rumah pembangkit ang pada umumna dibagun di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro* 7nergi mekanik ang berasa% dari putaran  poros turbin akan diubah menadi energi %istrik o%eh sebuah generator*

(7..end- 100:)*

Pembangkit %istrik tenaga mikrohidro te%ah digunakan secara %uas sebagai sa%ah satu sumber energi a%ternati.- khususna di daerah terpenci% dimana sumber energi %ain tidak tersedia* PLTM/ ini meman.aatkan ketinggian air  ang tidak ter%a%u besar- misa%na dengan ketinggian air 1*' meter ang meghasi%kan %istrik ;00 ?att* Tenaga air da%am ska%a keci% dapat dipasang da%am sungai atau a%iran air ang keci% dan tidak memer%ukan dam atau sistem  penampung air musiman- tetapi menggunakan sistem penghentian a%iran sungai run off the river C* Re%ati. keci%na energi ang dihasi%kan mikrohidro dibandingkan dengan pembangkit %istrik %ainna- berimp%ikasi pada re%ati.  sederhanana pera%atan serta keci%na area% ang diper%ukan guna insta%asi dan  pengoperasian mikrohidro* /a% tersebut merupakan sa%ah satu keunggu%an mikrohidro- akni tidak menimbu%kan kerusakan %ingkungan* "engan

demikian- sistem pembangkit mikrohidro cocok untuk menangkau ketersediaan aringan energi %istrik di daerah terpenci% dan pedesaan* Beberapa keuntungan ang terdapat pada pembangkit %istrik tenaga %istrik mikrohidro ada%ah sebagai berikut>

a* PLTM/ %ebih mudah da%am pengoperasian dan peman.aatan sumber  daa a%am ang ramah %ingkungan dan tidak pernah habis*

 b* Merupakan sumber energi terbarukan*

c* Konstruksi bangunan PLTM/ sangat sederhana dan dapat digunakan  pada daerah terpenci% dan meman.aatkan potensi ang ada pada daerah

tersebut*

d* "apat digunakan pada daerah irigasi atau tempat penampungan air  (ko%am)* (,ndriani- /endra- M- D /erawati- 10&3)

e* Ketersediaan air tergantung kepada kondisi hutan disekitar daerah tersebut dimana ke%estarian hutan akan menamin ketersediaan air 

Kebutuhan akan energi %istrik pun dapat dise%esaikan dengan membangun PLTM/ dan sa%ah satu enis PLTM/ ang digunakan ada%ah water wheel  turbine* "ari segi tekno%ogi- PLTM/ enis ini memi%iki konstruksi ang masih sederhana- mudah dioperasikan dan kuat- serta mudah da%am perawatan dan  penediaan suku cadang- dan menghasi%kan tenaga ang sangat murah* Secara sosia%- PLTM/ %ebih mudah diterima masarakat %uas dibandingkan dengan  pembangkit %istrik %ainna seperti PLT#* ("amastuti- &::=)*

5.2 _{P!ini' Ke!(a Pembangkit Lit!ik Tenaga Mik$!"#i$!" %PLTMH&}

PLTM/ pada prinsipna meman.aatkan beda ketinggian dan um%ah air  ang atuh (debit) perdetik ang ada pada sa%uran air4air terun* 7nergi ini se%anutna menggerakkan turbin- kemudian turbin kita hubungkan dengan generator untuk menghasi%kan %istrik* /ubungan antara turbin dengan generator  dapat menggunakan enis sambungan sabuk (belt ) ataupun sistem gear bo* Eenis sabuk ang biasa digunakan untuk PLTM/ ska%a besar ada%ah enis  flat belt  sedangkan V!belt  digunakan untuk ska%a di bawah 10 k?* Se%anutna %istrik ang dihasi%kan o%eh generator ini dia%irkan ke rumahrumah dengan memasang  pengaman (sekring)*

/a% ang per%u diperhatikan da%am merancang sebuah PLTM/ ada%ah menesuaikan antara debit air ang tersedia dengan besarna generator ang

digunakan* Eangan sampai generator ang dipakait er%a%u besar atau ter%a%u keci% dari debit air ang ada* Tota% energi ang tersedia dari suatu reser+oir air ada%ah merupakan energi potensia% air aitu >

7 F m * g * h "engan >

m ada%ah massa air (kg) h ada%ah head (m)

g ada%ah gra+itasi (m4s1₎

"aa merupakan energi per satuan waktu ( )- sehingga persamaan diatas menadi >

"engan mensubstitusikan P terhadap ( dan mensubtitusikan "#$ terhadap (

) maka >

P F G * H * g * h "engan >

P ada%ah daa potensia% air (?att) H ada%ah debit a%iran (m3_4s)

I ada%ah densitas air (kg4m3₎

Se%ain meman.aatkan air atuh hdropower dapat dipero%e dari a%iran air datar* "a%am ha% ini energi ang tersedia merupakan energi kinetik 

7 F m *+1 "imana >

+ ada%ah kecepatan a%iran air (m4s)

"aa air ang tersedia dinatakan sebagai berikut >

P F +1

6tau dengan menggunakan persamaan kontinuitas H F 6+ maka >

P F +3

"imana >

6 ada%ah %uas penampang a%iran air (m1₎ 5.3 A)i!an *)+i$a %Debit&

"ebit ada%ah suatu koe.esien ang menatakan banakna air ang menga%ir  dari suatu sumber persatuan waktu- biasana diukur da%am satuan %iter per4detik-untuk memenuhi keutuhan air pengairan- debit air harus %ebih cukup per4detik-untuk  disa%urkan ke sa%uran ang te%ah disiapkan ("umiar- &::1)*

Penentuan debit dapat di%akukan dengan dua cara aitu me%a%ui data debit ang dipero%eh dari "inas Penge%o%aan Sumber "aa 6ir (PS"6) dan me%a%ui  pengukuran %angsung ang menghasi%kan debit sesaat* Pembangunan PLTM/ ang mengambi% a%iran air %angsung dari sungai tanpa menggunakan bendungan atau waduk sebagai penimpan air- maka per%u memperhatikan debit anda%an dari sungai ang disadap* "ebit anda%an ada%ah dapat dipakai untuk berbagai keper%uan ang dinatakan presentase* Untuk pembangkit %istrik tenaga air debit anda%an ang digunakan ada%ah 20<  :0<* "ebit anda%an 20< (20<) artina debit ang se%a%u disamai dan di%ampaui sepanang 20< waktu- apabi%a satuan waktu da%am hari (& tahunF 39' hari) maka debit anda%an 20< ada%ah debit minimum dan se%ebihna se%ama 20< dika%ikan 39' hari* Pengukuran debit a%iran dapat di%akukan dengan mengukur waktu tempuh pe%ampung untuk panang atau  arak tertentu ang ditentukan* "ari besaran arak dan waktu dapat dihitung

kecepatan air* Karena pe%ampung hana mengukur kecepatan pada permukaan air  diper%ukan modi.ikasi (mengisi pe%ampung dengan air agar massa enisna hampir sama dengan air sehingga me%aang) agar kecepatanna bisa mewaki%i se%uruh %uas penampang (Menik ?indarti- 10&;)*

PLTM/ ska%a keci% sangat tergantung dengan ketersediaan air dan kondisi a%am sekitar pembangkit- untuk itu perkiraan debit air dan maksimum sangat penting da%am suatu perencanaan* Untuk menghitung um%ah debit air dapat digunakan  persamaan berikut*

"imana >

H F "ebit a%iran air (m3_4s)

6 F Luas penampang a%iran (m1₎ + F Kecepatan a%iran (m4s)

5.4 A)at Uk+! A)i!an *)+i$a %Debit& a. Tab+ng ,ent+!i

Tabung Venturi ada%ah suatu a%at ang terdiri dari pipa dengan penempitan dibagian tengah ang dipasang di da%am suatu pipa a%iran untuk mengukur  kecepatan a%iran suatu $at cair* %uida ang digunakan pada +enturi meter ini dapat berupa cairan gas dan uap*

Tabung !enturi ini merupakan a%at primer dari pengukuran a%iran ang  ber.ungsi untuk mendapatkan beda tekananna dapat di%ihat pada gambar 1* Sedangkan a%at untuk menunukkan besaran a%iran .%uida ang diukur atau a%at sekunderna ada%ah manometer tabung U* Tabung !enturi memi%iki kerugian  praktek tertentu karena hargana maha%- memer%ukan ruang ang besar dan rasio

diameter throatna dengan diameter pipa tidak dapat diubah*

Pada +enturi ini .%uida masuk me%a%ui bagian in%et dan diteruskan kebagaian in%e cone* Pada bagian in%et ini ditempatkan titik pengambi%an tekanan awa%* Pada  bagian in%et cone .%uida akan menga%ami penurunan tekanan ang disebabkan o%eh  bagian in%et cone ang berbentuk kerucut atau semakin mengeci% kebagian throat*

Kemudian .%uida akan masuk kebagian throat- pada bagian throat ini%ah tempattempat pengambi%an tekanan akhir dimana throat ini berbentuk bu%at datar* Lau .%uida akan me%ewati bagian akhir dari tabung +enturi aitu out%et cone* 5ut%et cone ini berbentuk kerucut dimanan bagian keci% berada pada throat dan  pada out%et cone ini tekanan akan kemba%i norma%*

Eika a%iran me%a%ui tabung +enturi benarbenar tanpa gesekan- maka tekanan .%uida ang meningga%kan meteran tentu%ah sama persis dengan tekanan .%uida ang memasuki meteran dan keberadaan meteran da%am a%ur tersebut tidak  akan menebabkan kehi%angan tekanan ang bersi.at permanen da%am tekanan*

Penurunan tekanan pada in%et cone akan dipu%ihkan dengan sempurna  pada out%et cone* Jesekan tidak dapat ditiadakan dan uga kehi%angan tekanan

ang permanen da%am sebuah meteran ang dirancang dengan tepat*

Jambar 1* Tabung !enturi

( sumber % repository#usu#ac#id  ) b. P)at -!ii/e

 Plat orifice merupakan pengukur a%iran ang pa%ing murah- pa%ing mudah  pemasanganna tetapi keci% uga kete%itianna di antara pengukurpengukur a%iran  enis head .%ow meter* Pe%at ori.ice merupakan p%at ang ber%ubang dengan  piringan taam* Pe%atpe%at ini terbuat dari bahanbahan ang kuat* se%ain terbuat dari %ogam- ada uga ori.icena ang terbuat dari p%astic agar tidak terpengaruh o%eh .%uida ang meng%ir (erosi atau korosi)**

Jambar 3* P%at 5ri.ice ( Sumber > bowo suranto- 10&; ) /. R"tamete!

Rotameter ada%ah suatu a%at ukur ang mengukur %au a%iran berupa cairan atau gas da%am tabung tertutup# 6%at ukur ini banak dipergunakan untuk  mengukur debit a%iran air sesaat- satuan ang biasa digunakan ada%ah LPM (%iter   permenit) atau da%am satuan JPM (ga%on permenit)*

Rotameter ada%ah a%at ang mengukur tingkat a%iran $at cair atau gas da%am tabung tertutup* ,ni termasuk da%am ke%as meter ang disebut +ariabe% area meter- ang mengukur berbagai %au a%iran %uas penampang .%uida ang bergerak me%a%uina- menebabkan beberapa e.ek ang dapat diukur* Sebuah rotameter terdiri dari tabung runcing- biasana terbuat dari kaca- dengan  pe%ampung di da%amna ang didorong o%eh a%iran dan ditarik ke bawah o%eh

gra+itasi* Pada tingkat a%iran tinggi ang me%a%ui  float  dan tabung-  float   akan terbawa dan mengambang keatas float  dibuat da%am beberapa bentuk- bentuk ang  pa%ing umum aitu bu%at dan e%ips agar dapat berputar secara +ertika% ketika di%a%ui .%uida* Jaa dan arak angkat dari pe%ampung sebanding dengan %au a%iran* Jaa angkat ini dihasi%kan o%eh tekanan diggerensia% ang menekan pe%ampung hingga naik ke atas ang dinamakan area meter karena %etak ketinggian  pe%ampung itu bergantung pada %uas bidang annu%us diantara pe%ampung dan tabung ge%as tirus itu* Pe%ampung akan naik dan menunukkan pada ska%a  pengukuran dengan satuan ang diketahui*

Berbeda dengan ori.is- +enturi dan no$e%- ketiga a%at pengukur a%iran .%uida ini da%am a%iranna me%a%ui %uas ang tetap dimana .%uida menga%ir- tetapi pada rotameter ada%ah pada tekanan ang tetap dengan a%iran .%uida ang berbedabeda (variable)*

Jambar ;* Rotameter 

&'umber % heru 'antoso, ()*(+#

5.5 _{KLASI*IKASI TUR0IN AIR} 

Turbin air merupakan a%at untuk mengubah energi air menadi energi mekanik berupa putaran pada poros* "engan kemauan i%mu Mekanika .%uida dan /idro%ika serta memperhatikan sumber energi air ang cukup banak tersedia di  pedesaan akhirna timbu%%ah perencanaanperencanaan turbin ang di+ariasikan terhadap tinggi atuh ( head  ) dan debit air ang tersedia* "ari itu maka masa%ah turbin air menadi masa%ah ang menarik dan menadi obek pene%itian untuk  mencari sistim- bentuk dan ukuran ang tepat da%am usaha mendapatkan e..isiensi turbin ang maksimum*

Berdasarkan prinsip kera turbin da%am mengubah energi potensia% air  menadi energi mekanis- turbin air dibedakan menadi 1 ke%ompok aitu turbin imp%us dan turin reaksi*

1. T+!bin Im'+).

Semua energi potensia% air pada turbin ini dirubah menadi menadi energi kinetis sebe%um air masuk4 menentuh sudusudu runner o%eh a%at pengubah ang disebut no$e%* Sete%ah membentur sudu arah kecepatan a%iran berubah shingga menadi perubahan momentum (imp%us)* ang termasuk enis turbin ini antara %ain > Turbin Pelton dan Turbin Cross!low#

a* Turbin Pe%ton

Turbin pe%ton merupakan turbin imp%us ang terdiri satu set sudu a%am ang diputar o%e pancaran air ang disemprotkan dari satu arah atau %ebi a%at ang disebut no$e%* Turbin pe%ton ada%a turbin ang cocok  digunakan untuk head ang tinggi

Jambar &* Turbin Pe%ton

( Sumber* http>44en*wikipedia*org4wiki4pe%tonwhee%)

 b* Turbin 8ross%ow

Sa%ah satu enis turbin imp%us ang uga dikena% dengan nama turbin Miche%% banki ang merupakan penemuna* Se%ain itu uga disebut  uga turbin 5bsberger ang merupakan perusahaan ang

memproduksi turbin cross%ow turbin cross.%ow dapat dioperasikan  pada head &100 meter* Turbin cross.%ow menggunakan no$e%  berbentuk persegi panang ang %ebarna sesuai dengan %ebar sudu na sehingga pancara air ang masuk turbin akan mengenai sudu dan mengkon+ersikan energi kinetik menadi energi mekanik* 6ir  menga%ir ke%uar membentur sudu dan memberikan energina (%eih renda disbanding masuk) kemudian meningg%akan turbin* Jambar  turbin cross.%ow dapat di%ihat pada gambar 1

Jambar 1* Turbin 8ross%ow

( Sumber* http>44en*wikipedia*org4wiki4pe%tonwhee% ) 2. T+!bin Reaki.

Pada turbin reaksi- se%uruh energi potensia% dari air dirubah menadi energi kinetis pada saat air me%ewati %engkungan sudusudu pengarah- dengan demikian putaran runner disebabkan o%eh perubahan momentum o%eh air* ang termasuk enis turbin reaksi diantarana > Turbin rancis dan Turbin  Propeller *

a* Turbin rancis

Turbin .rancis ada%ah turbin ang terdiri dari sudu pengara dan sudu  a%an dan kedua sudu tersebut terendam dida%am air- air pertama masuk   pada terusan berbentuk rumah keong perubahan energi se%uruhna

teradi pada sudu pengarah dan sudu gerak* Turbin .rancis dapat di%ihat  pada gambar 3*

Jambar 3* Turbin rancis

( Sumber* http>44en*wikipedia*org4wiki4pe%tonwhee%)

 b* Turbin Prope%%er 

Turbin prope%%er merupakan turbin a%iran aksia% - prope%%er biasana memi%iki 9 sudu gambar turbn prope%%er dapat di%ihat pada gambar ;

Jambar ;* Turbin Prope%%er 

( Sumber* http>44en*wikipedia*org4wiki4pe%tonwhee%)

5.6 _{Ka!akte!itik T+!bin !"*)"}

Turbin Cross!low memi%iki karakteristik ang spesi.ik dibanding enis  penggerak turbin %ainna diantarana ia%ah >

1. Ke+ngg+)an Turbin Cross-Flow

Turbin Cross!low ada%ah sa%ah satu turbin air dari eis turbin aksi (impulse turbine)* Prinsip kera turbin ini mu%amu%a ditemukan o%eh seorang insinur  6ustra%ia ang bernama  -#.#M# Michell  pada tahun &:03* Kemudian turbin ini dikembangkan dan dipatenkan di Eerman Barat o%eh  Prof# Donat /anki sehingga turbin ini diberi nama Turbin /anki kadang disebut uga Turbin Michell! 0ssberger (/aimer%- L*6*- &:90)*

Pemakaian enis Turbin Cross!low %ebih menguntungkan dibanding dengan  pengunaan kincir air maupun enis turbin mikro hidro %ainna* Penggunaan turbin ini untuk daa ang sama dapat menghemat biaa pembuatan penggerak mu%a sampai '0 < dari penggunaan kincir air dengan bahan ang sama* Penghematan ini dapat dicapai karena ukuran Turbin Cross!low %ebih keci% dan %ebih kompak  dibanding kincir air* "iameter kincir air akni roda a%an atau runnerna biasana

1 meter ke atas- tetapi diameter Turbin Cross!low dapat dibuat hana 10 cm saa sehingga bahanbahan ang dibutuhkan auh %ebih sedikit- itu%ah sebabna bisa %ebih murah* "emikian uga daa guna atau e..isiensi ratarata turbin ini %ebih tinggi dari pada daa guna kincir air* /asi% penguian %aboratorium ang di%akukan o%eh pabrik turbin 0ssberger  Eerman Barat ang menimpu%kan bahwa daa guna kincir air dari enis ang pa%ing unggu% seka%ipun hana mencapai =0 < sedang e..isiensi turbin Cross!low mencapai 21 < ( /aimer%- L*6*- &:90 )*

Tinggina e..isiensi Turbin Cross!low  ini akibat peman.aatan energi air   pada turbin ini di%akukan dua ka%i- ang pertama energi tumbukan air pada sudu

sudu pada saat air mu%ai masuk- dan ang kedua ada%ah daa dorong air pada sudusudu saat air akan meningga%kan runner * 6dana kera air ang bertingkat ini ternata memberikan keuntungan da%am ha% e..ekti.itasna ang tinggi dan kesederhanaan pada sistim penge%uaran air dari runner * Kur+a di bawah ini akan %ebih mene%askan tentang perbandingan e..isiensi dari beberapa turbin kon+ensiona%*

amba! . 7..isiensi Beberapa Turbin dengan Pengurangan "ebit Sebagai !ariabe%

(Sumber > /aimer%- L*6*- &:90)

"ari kur+a tersebut ditunukan hubungan antara e..isiensi dengan  pengurangan debit akibat pengaturan pembukaan katup ang dinatakan da%am  perbandingan debit terhadap debit maksimumna*Untuk Turbin Cross low dengan H4Hmak F & menunukan e..isiensi ang cukup tinggi sekitar 20<-disamping itu untuk perubahan debit sampai dengan H4Hmak F 0-1 menunukan harga e..isiensi ang re%ati. tetap ( Meier- Ue%i-&:2&)*

Se%anutna Pro.* /aimer% (&:90) menatakan pu%a bahwa setiap unit dari turbin ini dapat dibuat sampai kekuatan kurang %ebih ='0 K?- dapat dipasang  pada ketinggian atuh antara & sampai 100 meter dengan debit air sampai 3*000

%iter4detik* 8ocok digunakan untuk PLTM/- penggerak insta%asi pompa- mesin  pertanian- workshop- bengke% dan %ain sebagaina* Mode% rangkaian turbin

cros%ow dapat di%ihat pada gambar =*

&* 7%bow 9* Rangka pondasi 1* Poros katup =* Rumah turbin 3* Katup 2* Tuup turbin ;* #o$e% :* Poros runner  '* 1unner 

amba! 6. Mode% Rakitan Turbin Cross!low

 & Sumber > /aimer%- L*6*- &:90)

Turbin Cross!flow menggunakan nose% persegi panang ang %ebarna sesuai dengan %ebar runner * 1unner turbin dibuat dari beberapa sudu ang dipasang pada sepasang piringan para%e%* Pancaran air masuk turbin dan mengenai sudu sehingga teradi kon+ersi energi kinetik menadi energi mekanis (putaran)* 6ir menga%ir  ke%uar membentur sudu dan memberikan energina (%ebih rendah disbanding saat masuk) kemudian meningga%kan turbin*

2. Jeni T+!bin !")"

Berdasarkan posisi penemburan atau sudut nose% terhadap sumbu roda a%an (runner ) turbin cross!flow dapat dibedakan atas tiga enis aitu >

a* Posisi +ertika%

Eenis turbin air cross!flow dengan posisi penemburan +ertika% aitu sisi masuk air secara +ertika% membentuk sudut :00 dengan %antai atau garis

hori$onta%*

Jambar :* Turbin 8ross%ow !ertika% Sumber > diet$e%- &::3

 b* Posisi /ori$onta%

Posisi penemburan sisi masuk air membentuk garis hori$onta%*

Jambar &0* Turbin 8ross%ow /ori$onta% Sumber > diet$e%- &::3

c* Posisi Miring

Posisi penemburan miring aitu dengan sudut miring antara 00 _{ :0}0_{* 6ir}  masuk atau posisi penemburan membentuk sudut miring 00 _{ :0}0 _dengan %antai*

Jambar &&* Turbin 8ross%ow /ori$onta% Sumber > diet$e%- &::3

 MAN*AAT PENELITIAN

a* Bagi Pene%iti

Sebagai penga%aman praktik da%am merancang bangun a%at Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro dan mengana%isis suatu masa%ah secara i%miah serta mengasah ketaaman berpikir da%am meman.aatkan sumber daa a%am ang ada untuk menghasi%kan suatu energi a%ternati.*

 b* Bagi Masarakat

Menghasi%kan %istrik ang dapat digunakan sebagai energi a%ternati. untuk  mengatasi krisis energi %istrik ang sering teradi da%am kehidupan masarakat seharihari*

c* Bagi Lembaga P5LSR,

6gar dapat diadikan sebagai bahan studi kasus bagi pembaca dan acuan  bagi mahasiswa serta dapat memberikan bahan re.erensi bagi pihak   perpustakaan sebagai bahan bacaan ang dapat menambah i%mu  pengetahuan bagi pembaca da%am ha% ini mahasiswa ang %ainna*

6 MET-DE PENELITIAN

6.1 Pen$ekatan Deain *+ngi"na)

Pada pendekatan ini rancang bangun pembangkit %istrik tenaga mikrohidro ang dibuat berdasarkan kegunaan masingmasing a%at* 6ir ang dia%irkan me%a%ui  pompa dengan kapasitas tertentu akan disa%urkan menuu turbin* Turbin ang digunakan ada%ah tipe crossflow ang merupakan turbin bertekanan keci% dengan ineksi tangensia% dari putaran kipas dengan poros hori$onta%*

6%iran air ang menga%ir me%a%ui pintu masuk pipa akan dia%irkan menuu  pipa pesat (no22el ) sebagai pengatur a%iran ang kemudia air tersebut akan

menumbuk turbin dimana turbin akan menerima energi air dan mengubahna menadi energi mekanik dikarenakan adana perputaran poros turbin ang  ber%awanan sehingga memberikan e..isiensi tambahan* Poros ang berputar 

tersebut kemudian ditransmisikan ke generator* "ari generator akan dihasi%kan energi %istrik ang akan disimpan pada batre (accu) dengan daa ang dihasi%kan sebesar 300 watt ang akan digunakan untuk menghidupkan %ampu indikator dan menghidupkan pompa*

6.2 Pen$ekatan Deai St!+kt+!a)

amba! 11. "esain Turbin Tipe Crossflow dengan Sudu Lengkung

amba! 12. Skema Rancang Bangun PLTM/

amba! 13. Skema 3" Prototpe PLTM/

Secara umum rancangan a%at terdiri dari instrumentasi berupa bak   penampungan dengan bahan p%at baa ang berkapasitas 0*1' m3 _{dengan dimensi}  panang & m- %ebar 0*' m dan tinggi 0*' ang diposisikan pada bagian bawah turbin* Sedangkan pompa ang ter%etak pada sisi samping atas dari bak   penampung ada%ah pompa enis 3et pump dengan debit 0*03' m3_{4s *}

6.3 7akt+ $an Tem'at Pene)itian

Pe%aksanaan pembuatan a%at di%akukan pada bu%an Maret sampai 6pri% 10&=-sedangkan pene%itian di%akukan mu%ai dari bu%an 6pri% sampai Euni 10&= di Laboratorium Eurusan Teknik Mesin Po%iteknik #egeri Sriwiaa*

7.4 A)at $an 0a#an 8ang Dig+nakan 6.4.1 0a#an 8ang Dig+nakan

1. 6ir

6.4.2 A)at 8ang Dig+nakan

&* Mesin Jerinda & buah

1* Eet Pump & buah

3* Mesin Las & buah

;* Sistem Kontro% manua% & buah

'* Mu%titester & buah

9* Tachometer & buah

=* 7%ektroda 1 kg

2* Pro.i% L 1 batang

:* Kapur Besi & kotak  

&0* Batu Jerinda Biasa 3 buah &&* Batu Jerinda Potong 9 uah &1* Pipa P!8 &C 1 batang &3* Pipa Baa Teba% 2 mm & batang

&;* !a%+e 1buah

&'* 7%bow 1 buah

&9* Bak Penampung & buah

&=* Pu%%e 1 buah

&2* !be%t & buah

&:* 6%ternator & buah

10* ,n+erter & buah

1&* Lampu 10 watt & buah 11* Sendok "o%% 1 %usin 13* Roda Sepeda & buah

1;* Bearing ; buah

6.5 P!"e$+! Pe!/"baan

"a%am pene%itian rancang bangun Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) Turbin Crossflow sudu %engkung terdapat beberapa +ariab%e ang diambi% antara %ain +ariabe% tetap dan tak tetap* !ariabe% tetap ang diambi% ada%ah %au a%ir- bukaan no22le dan um%ah sudu* Sedangkan +ariba%e tak tetap ang diambi% aitu berupa sudut no22le- um%ah putaran turbin- +o%tase dan arus %istrik*

7.5.1   Pemb+atan Prototype Pembangkit Lit!ik Tenaga Mik!"#i$!" %PLTMH& T+!bin Crossflow

 Tahap persiapan

a) Meniapkan bahan  bahan untuk membuat  prototype  Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) turbin Crossflow*

 b) Membuat tempat dudukan kese%uruhan a%at  prototype  Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) turbin Crossflow serta pane% untuk pembacaan +aribe%*

c) Memasang roda pada dudukan agar mudah dipindahkan*  Tahap Pembuatan Turbin

a) Mempersiapkan bahan berupa pipa besi ang akan digunakan sebagai  bahan baku sudu turbin Crossflow#

 b) Memotong pipa besi sesuai ukuran dan um%ah sudu ang diinginkan* c) Mempersiapkan runner tempat sudu dipasangkan*

d) Memasang sudu sesuai dengan runner ang disiapkan* e) Memasang turbin pada case dan generator*

 Tahap Pemasangan ,nsta%asi  prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) turbin Crossflow

a) Mempersiapkan bahan  bahan ang digunakan untuk merangkai a%at  b) Mempersiapkan bak penampunagan air pada dudukan a%at*

c) Memasang insta%asi pipa ang duhubungkan dengan pompa serta no22el  ang menuu turbin*

d) Memasang control panel  untuk pengukuran energi ang dihasi%kan* 7.5.2 P!"e$+! 'eng+(ian a)at  Prototype Pembangkit Lit!ik Tenaga

Mik!"#i$!" %PLTMH& t+!bin Crossflow

a) Mempersiapkan a%at  Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) Turbin Crossflow*

 b) Mena%akan tombo% power a%at  prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) turbin Crossflow*

c) Mena%akan pompa untuk menga%irkan .%uida*

d) Membuka dan mengatur katup debit sesuai keper%uan percobaan* e) Membuka katup pada sa%uran no22le*

.) Mengamati proses ang teradi* g) Mengamati putaran ang dihasi%kan* h) Mengamati tekanan ke%uar turbin*

i) Mengamati tegangan dan arus ang dihasi%kan*  ) Memasang %ampu pada ho%der*

k) Menghidupkan %ampu untuk me%ihat kemampuan a%at menup%ai daa* %) Sete%ah se%esai- matikan pompa dan putuskan sambungan %istrik untuk 

mengakhiri operasi*

6. Data Pengamatan

"ata Proses Prototype Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTM/) Turbin Crossflow Sudut  4o22le ?aktu (menit) "ebit (L4min) Putaran turbin (rpm) Tegangan (!o%t) 6rus (6mpere) &'0 &'0 &'0 9 JAD7AL PELAKSANAAN 1&

Pe%aksanaan pene%itian akan di%akukan pada bu%an ebruari sampai Euni 10&= di Laboratorium Eurusan Teknik Kimia Program Studi Teknik 7nergi Po%iteknik #egeri Sriwiaa* 6dapun adwa% kegiatan tersebut dapat di%ihat pada tabe% 3*

Tabe% 3* Eadwa% Kegiatan Uraian

Kegiatan

Bu%an

ebruari Maret 6pri% Mei Euni Eu%i

Minggu Ke & 1 3 ; & 1 3 ; & 1 3 ; & 1 3 ; & 1 3 ; & 1 3 ; Persiapan Pengauan Eudu% Pe%aksanaan Pembuatan 6%at Pengambi%an "ata Pengo%ahan "ata Penusunan Laporan Pembuatan 6rtike% ,%miah Pengumpu%an Laporan Seminar  Laporan : RINIAN 0IA8A

Tabe% ;* Biaa 6%at dan Bahan N" Mate!ia) K+antita Ha!ga at+an

%R'&

J+m)a# %R'& & Batu Jerinda

Potong

9 pcs 3000 &2*000

1 Batu Jerinda Biasa

3 pcs &&*'00 3;*'00

3 e%ektroda & boN 9'*000 9'*000

; Pro.i% L ;0 mm N ; mm N 9 m

1 pcs =9*900 &'3*100

' Kapur Besi & boN &;*000 &;*000

9 6%ternator & unit 900*000 900*000

= Pompa & unit &*300*000 &*300*000

2 Lampu 10 watt 1 pcs 10*000 ;0*000

: Pi+a P!8 &C 1 pcs 10*000 ;0*000

&0 Pipa Baa Teba% 2 mm

& pcs '0*000 '0*000

&& !a%+e 1 pcs 9000 &1*000

&1 7%bow 1 pcs 3000 9000

&3 Bak Penampung & pcs &00*000 &00*000

&; Pu%%e ; pcs '0*000 100*000

&' !Be%t 1 pcs 1'*000 '0*000

&9 ,n+erter & pcs &'0*000 &'0*000 &= Mu%titester & pcs &00*000 &00*000

&2 Tachometer & pcs 300*000 300*000

&: Sendok "o%% 1; pcs ;*100 &00*000

10 Roda Sepeda & pcs '0*000 '0*000

1& Bearing ; pcs 3'*000 &;0*000

SubTota% 3*;==*=00

Tabe% '* Biaa Transportasi

T!an'"!tai) J+m)a# %R'& Pera%anan membe%i a%at &00*000

Sub Tota% &00*000

Tabe% 9* Biaa LainLain

 #o Materia% Kuantitas /arga satuan (Rp) Eum%ah (Rp)

& Spido% Putih & pcs 1'*000 1'*000

1 Kertas 6; =0 gram 3 rim 3'*000 &0'*000

3 Tinta Print 3 boto% 1'*000 ='*000

' Ei%id Proposa% ; pcs 3000 &1*000

9 Ei%id Laporan 6khir 9 pcs 30*000 &20*000

Sub Tota% 3:=*000

Tabe% =* Rekapitu%asi Biaa

T!an'"!tai) J+m)a# %R'&

Biaa 6%at dan Bahan 3*;==*=00

Biaa Transportasi &00*000

Biaa LainLain 3:=*000

Sub Tota% 3*:=;*=00

"6T6R PUST6K6

Bachtiar- 6sep #eris* (&:22)*  Perencanaan Turbin -ir Penggerak .enerator   5istrik Pedesaan* Tugas 6khir 

/adianto- R*- D Bakri- * (10&3)*  1ancang /angun Prototipe Portable Mikro  Hydro Menggunakan Turbin Tipe Cross low- &:(&)- &:1'*

/aimer%- L*6*(&:90)* The Cross low Turbine* Eerman Barat

,rawan- "*-D Metro- M* (n*d*)*  Pembuatan turbin mikrohidro tipe cross!flow  sebagai pembangkit listrik di desa bumi nabung timur - 6(&&9)- =&1*

La%- Eagdish* (&:=')*  Hydraulic Machine* #ew "e%hi > Metropo%itan Book 8o Pri+ate Ltd

Sutarno* (&:=3)* 'istim 5istrik Mikro Hidro 7ntuk 8elistrikan Desa* ogakarta > UJM ogakarta