1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Energi listrik merupakan energi yang memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari. Proyeksi kebutuhan energi listrik di Indonesia dari tahun 2019 hingga 2028 menurut Rencana Usaha Penyediaan Tenaga Listrik PT. PLN menunjukkan angka kebutuhan energi listrik di Indonesia terus mengalami peningkatan mulai dari 914 KWh pada tahun 2019 hingga diproyeksikan akan mencapai 1.480 KWh pada tahun 2028 (RUPTL PT. PLN (Persero) 2019-2028, 2019).
Berdasarkan data dari statistik ketenagalistrikan 2018 disebutkan bahwa penggunaan minyak, gas alam dan batu bara sebagai energi pembangkit listrik masih sekitar 65% dari total kapasitas terpasang pembangkit tenaga listrik nasional.
Hal tersebut masih belum sejalan dengan Undang-Undang Nomor 30 Tahun 2009 tentang ketenagalistrikan menetapkan bahwa sumber energi harus dimanfaatkan secara optimal dan berkelanjutan, yang kemudian dijelaskan dalam pemanfaatannya tersebut mengutamakan sumber energi baru terbarukan (Direktorat Jendral Ketenagalistrikan, 2018).
Salah satu sumber energi baru dan terbarukan (renewable energy) yang dapat dimanfaatkan adalah energi air. Potensi tenaga air di Indonesia mencapai 75.000 MW dan setelah dilakukan pengkajian lebih lanjut, potensi energi air yang bisa dimanfaatkan adalah 26.321 MW. Dari 26.321 MW potensi tersebut, energi yang sudah dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik sebesar 4.338 MW atau 16%, kemudian yang sedang dalam proses kontruksi sebesar 5.956 MW atau 22%, dan potensi yang belum dimanfaatkan sebesar 16.027 MW atau 62% (RUPTL PT. PLN (Persero) 2019-2028, 2019).
Salah satu pemanfaatan energi air di Indonesia adalah Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH), yaitu Power Plant yang bekerja pada head (H) dan debit (Q) rendah dan memiliki kapasitas lebih rendah dari 100 kW. Alat yang
2
digunakan untuk mengubah energi air menjadi energi listrik adalah turbin air.
Turbin air memiliki berbagai macam tipe yang digunakan sesuai dengan keadaan aliran air. Salah satu jenis turbin yaitu turbin Savonius yang dasarnya digunakan untuk pemanfataan energi angin, kemudian diterapkan dalam pembuatan turbin air.
Turbin Savonius merupakan salah satu jenis turbin angin sumbu vertikal yang ditemukan oleh insinyur Finlandia bernama Sigurd Savonius pada tahun 1994.
Turbin ini dapat dimanfaatkan pada kecepatan aliran air rendah dikarenakan luas permukaan sudu yang besar sehingga dapat menangkap sebagian besar aliran air dan menghasilkan torsi yang besar. Turbin ini juga dapat menerima aliran air pada bilah dari segala arah sehingga rotor dapat berputar otomatis ketika air menghantam bilah. Keuntungan lain dari turbin air tipe Savonius adalah dimensi dan komponennya yang sederhana (Rosmin dkk, 2015).
Proses pembuatan dan pengaplikasian turbin air Savonius sebagai pembangkit listrik harus dilakukan dengan baik dan efisien. Pembuatan runner yang merupakan komponen utama turbin air Savonius perlu diteliti agar dapat menghasilkan turbin air yang berkualitas dalam usaha pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia. Oleh karena itu, penelitian ini membahas tentang pengaruh bentuk sudu terhadap performa pada model turbin air Savonius.
1.2 Rumusan Masalah
Turbin air Savonius saat ini dapat dibuat secara sederhana dengan memperhatikan komponen utama yaitu runner yang dapat dihubungkan ke rem torsi. Bentuk sudu pada runner merupakan variabel yang berpengaruh pada performa turbin Savonius. Oleh karena itu, perumusan masalah dalam Studi Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Pada Model Turbin Air Savonius adalah:
1. Bagaimana pengaruh bentuk sudu terhadap performa yang dihasilkan turbin air Savonius?
2. Bagaimana pengaruh deflector terhadap performa yang dihasilkan turbin air Savonius?
Batasan masalah dalam penelitian Studi Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Terhadap Performa Pada Model Turbin Air Savonius adalah sebagai berikut.
3 1. Eksperimen dilakukan menggunakan model rangkaian yang dibuat pada
skala laboratorium.
2. Jenis turbin air yang digunakan adalah turbin air sumbu vertikal tipe Savonius yang telah dimodifikasi.
3. Perhitungan dengan asumsi aliran tanpa gesekan pada lintasan air.
4. Poros, bearing, bantalan, bushing, dan kerangka turbin tidak diperhitungkan.
5. Tebal sudu tidak dihitung.
1.3 Tujuan
Tujuan dari Studi Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Terhadap Performa pada Model Turbin Air Savonius adalah:
1. Menganalisis pengaruh bentuk sudu pada turbin air Savonius terhadap performa yang dihasilkan oleh turbin.
2. Menganalisis pengaruh deflector pada turbin air Savonius terhadap performa yang dihasilkan oleh turbin.
1.4 Manfaat
Manfaat dari Tugas Akhir Studi Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Terhadap Performa Pada Model Turbin Air Savonius adalah:
1. Rangkaian dapat digunakan sebagai salah satu bahan ajar studi eksperimental tentang turbin air khususnya turbin air Savonius.
2. Sebagai landasan penelitian di bidang renewable energy khususnya pada turbin air dan salah satu acuan dalam melakukan penelitian selanjutnya pada turbin air Savonius.
3. Sebagai rekomendasi pengembangan pembangkit listrik tenaga mikrohidro yang memanfaatkan energi terbarukan yang merupakan salah satu solusi pemenuhan kebutuhan listrik di Indonesia.
4
1.5 Kerangka Pemikiran
Konsep kerangka pemikiran penelitian ini yang berjudul Studi Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Terhadap Performa Pada Model Turbin Air Savonius ditunjukkan pada Gambar 1.1.
Gambar 1.1 Kerangka Pemikiran Penelitian 5
Peningkatan kebutuhan energi listrik yang tinggi di
Indonesia Balikpapan
Pembangkit listrik dengan bahan bakar
fosil Pembangkit listrik
dengan sumber energi baru
terbarukan
Panas Bumi
Air
Angin
Surya
Bioenergi
Turbin Air / Angin
Savonius
Kriteria
• Mampu memanfaatkan kecepatan aliran yang rendah
• Kontruksi sederhana
• Efisiensi tinggi Turbin Air Sumbu
Vertikal
Vortex
Turbin Air Sumbu Horizontal
Optimalisasi
Sudu Rotor Savonius
End Plate Lower
Upper & Lower
Jumlah Sudu
Diameter Endplate Material Sudu
Tempat Pengujian
Variabel Kontrol
Variabel Bebas
Variabel Kontrol
Analisis turbin angin optimum Crossflow
Bentuk Sudu
Analisis
• Daya Mekanik Turbin
• Koefisien Daya Turbin
• Tip Speed Ratio
• Efisiensi Turbin
6
(Halaman ini sengaja dikosongkan)
