Pada tahun 2017 melanjutkan pendidikannya di Perguruan Tinggi Universitas Medan Area Fakultas Teknik program studi Teknik Mesin. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui daya turbin yang menggunakan 4 bilah jenis turbin pusaran air. Menurunnya ketersediaan energi tak terbarukan seperti minyak bumi dan batu bara yang digunakan sebagai bahan bakar pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) dan pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) memerlukan alternatif pembangkit listrik lain untuk mengurangi pencemaran akibat proses pembakaran yang dapat menyebabkan polusi. pemanasan global dan erosi lapisan ozon.
For this reason, new renewable energy such as Micro Hydro Power Plants (PLTMH) may be needed to meet the electrical energy needs of local communities which are environmentally friendly. The purpose of this study is to determine the effect of the turbine that uses 4 blades of the whirlpool turbine type. The data collection in this study was carried out through five tests with the same water discharge of 0.00625 m3/s.
Sehingga diperoleh hasil akhir berupa data daya maksimum generator sebesar 4,18 watt, daya air sebesar 14,059 watt, daya turbin maksimum sebesar 0,570 watt, torsi maksimum sebesar 0,059 Nm dan efisiensi turbin terbaik sebesar 29,75%. Penelitian ini merupakan tugas akhir untuk memenuhi persyaratan meraih gelar sarjana teknik di Universitas Medan Area. Dalam penulisan dan penelitian skripsi ini, penulis banyak menemui kendala, namun berkat bantuan moril dan materil dari berbagai pihak, penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, untuk itu kami ucapkan terima kasih kepada penulis.
Oleh karena itu, dalam hal ini penulis mohon maaf apabila skripsi ini masih mengandung berbagai kesalahan dan kekurangan.
- Latar Belakang
- Rumusan Masalah
- Batasan Masalah
- Tujuan Penelitian
- Manfaat Penelitian
Daya yang dibutuhkan untuk PLTMH tidak besar kW) dan turbin pusaran cocok untuk pembangkit ini [2]. Untuk mencapai putaran turbin yang efisien yang tidak mungkin dicapai pada aliran air kecil karena ketinggian air rendah dan tidak dapat mencapai ketinggian dan tekanan air yang tepat di dalam turbin, maka turbin ditempatkan dalam bak yang berbentuk seperti cangkang siput. Air dimasukkan dari atas dan berasal dari bawah untuk menggerakkan sudu-sudu turbin untuk dialirkan ke generator [4].
Sudu turbin merupakan tempat energi potensial air diubah menjadi energi mekanik yang kemudian dialirkan ke generator sehingga menghasilkan energi listrik. Jenis sudu menentukan kinerja suatu turbin, yang akan mempengaruhi kecepatan tangensial untuk memutar roda turbin. Semakin besar koefisien drag yang dimiliki suatu sayap, maka semakin besar kemampuannya dalam memanfaatkan energi kinetik air yang menumbuknya [5].
Berdasarkan penelitian sebelumnya diperoleh hasil analisa turbin pusaran menggunakan 6 sudu dan 8 sudu dengan debit air sebesar 90 liter/menit, 110 liter/menit, 125 liter/menit, 135 liter/menit dan 150 liter/menit. menit. Hasil penelitian menunjukkan torsi terendah terdapat pada sudu 6 dengan laju aliran 90 liter/menit dengan nilai torsi sebesar 7,60858 kg.mm dan momen tertinggi terdapat pada sudu 8 dengan nilai aliran 150 liter/ menit. Daya turbin terendah terdapat pada sudu 6 dengan debit 90 liter/menit senilai watt dan daya turbin tertinggi terdapat pada sudu 8 dengan debit 150 liter/menit bernilai =.
Daya air terendah terdapat pada 6 sudu dengan debit 90 liter/menit dengan nilai = 18,2466 watt dan daya air tertinggi terdapat pada 8 sudu dengan debit 150 liter/menit dengan nilai = 30,411 watt [3]. Analisa Daya Generator Menggunakan Turbin Tipe Vortex 4 Sudu Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Bagaimanakah unjuk kerja dan efisiensi pembangkit listrik mikro turbin vortex yang menggunakan 4 sudu.
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dibuatlah beberapa kendala masalah agar penelitian ini lebih fokus. Penelitian ini membahas tentang daya listrik yang dihasilkan oleh generator menggunakan 4 bilah turbin dengan debit sebesar 0,00625 m3/s. Untuk mengetahui kelayakan pembangkit listrik tenaga mikrohidro dengan 4 bilah tipe pusaran untuk diterapkan pada masyarakat.
- Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)
- Pengetian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro
- Klasifikasi PLTMH
- Prinsip Kerja PLTMH
- Turbin Air
- Jenis-Jenis Turbin Air
- Turbin Whirlpool
- Komponen-Komponen Turbin Whirlpool
- Stator
- Rotor
- Generator Listrik
- Parameter Perhitungan Turbin
- Debit air (Q)
- Kecepatan spesifik (ns)
- Kecepatan sudut (𝜔)
- Daya air (Pa)
- Daya turbin (Pt)
- Torsi turbin (T)
- Efisiensi turbin (Ƞt)
Air yang mengalir dari pipa cepat akan mengenai sudu-sudu turbin dan menghasilkan energi mekanik berupa putaran poros turbin. Turbin air merupakan suatu alat yang berfungsi mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik. Berdasarkan prinsip kerja turbin untuk mengubah energi air menjadi energi mekanik, turbin air dibedakan menjadi dua, yaitu [3].
Turbin aksi atau turbin impuls adalah salah satu jenis turbin air yang tekanan air masuk dan keluar rotornya sama dengan tekanan atmosfer. Turbin jenis ini tergolong turbin aksi karena impeller turbin Pelton berputar akibat adanya pembelokan pancaran air pada wadah ganda impeller. Karena menghasilkan daya yang sama, turbin ini dapat menghemat biaya produksi hingga 50% dibandingkan menggunakan turbin lain yang terbuat dari bahan yang sama.
Disebut turbin reaksi karena rotor pada turbin ini bergerak akibat adanya tekanan yang ditimbulkan oleh ketinggian air terjun. Turbin Francis merupakan salah satu jenis turbin yang mempunyai dua sudu yaitu sudu pengatur dan sudu runner yang kedua turbin tersebut terendam air. Pada turbin ini ditambahkan pipa hisap untuk meningkatkan tekanan air agar tidak terjadi kavitasi karena pada saat air masuk ke guide vane maka kecepatan air akan bertambah dan tekanan akan berkurang [3].
Bentuk sudu yang digunakan pada turbin ini mirip dengan baling-baling pesawat terbang, namun prinsipnya berbeda. Jika pada pesawat terbang baling-baling digunakan untuk menghasilkan gaya dorong, pada pembangkit ini fungsi turbin kaplan adalah untuk memperoleh gaya (F) dari putaran turbin yang menghasilkan torsi pada porosnya. Umumnya turbin jenis ini diaplikasikan pada aliran sungai sehingga rancangan turbin dirancang dengan sudu-sudu yang pitchnya dapat diubah menyesuaikan dengan beban turbin karena tinggi dan kecepatan air dapat berubah sepanjang tahun tergantung pada alam. fenomena [3].
Menurut Turbulent, pembangkit listrik berkapasitas besar secara bertahap menjadi kurang berkelanjutan dan turbin ini dapat mengatasi keberlanjutan pembangkit listrik tenaga air [3]. Generator merupakan salah satu komponen pembangkit listrik tenaga mikrohidro yang berfungsi sebagai penukar energi mekanik berupa putaran poros turbin menjadi energi listrik. Debit adalah banyaknya air yang melewati suatu penampang atau sungai dalam jangka waktu tertentu, yang dinyatakan dalam satuan m3/s [10].
Daya turbin merupakan daya yang dihasilkan oleh turbin air dengan cara mengubah energi kinetik air menjadi energi mekanik berupa putaran turbin [8]. Pencarian gaya (F) dilakukan dengan menggunakan dua buah timbangan digital yang diletakkan pada poros turbin dengan arah berlawanan.
Tempat dan Waktu Penelitian
Alat dan Bahan
- Alat penelitian
- Bahan penelitan
Dial gauge seperti terlihat pada Gambar (3.2) merupakan alat yang digunakan untuk mengukur dimensi turbin spa. Stopwatch merupakan alat yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan untuk kegiatan penelitian pada saat mesin berjalan seperti terlihat pada gambar. Multimeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengetahui besarnya tegangan listrik, hambatan, dan arus listrik.
Timbangan merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur massa suatu benda, yang dalam penelitian ini digunakan untuk mengukur torsi yang dihasilkan oleh turbin. Bahan-bahan yang digunakan peneliti dalam pembuatan komponen turbin pusaran air pada penelitian ini antara lain sebagai berikut: Poros turbin pusaran air pada penelitian ini dirancang dengan tabung berbahan stainless steel dengan diameter 1 cm, seperti terlihat pada Gambar (2.10).
Sudu bergerak yang berfungsi sebagai penerima energi air yang digunakan dalam penelitian ini adalah plat besi dengan ketebalan 1 mm, seperti terlihat pada gambar (3.6). Dimensi sudu turbin pusaran pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar desain turbin seperti pada gambar (3.8) dan tabel (3.1) di bawah ini. Pada gambar (3.9) di bawah ini terlihat desain prototype pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH) yang digunakan dalam penelitian ini.
Metode Penelitian
Tahapan yang dilakukan dalam melakukan prosedur analisis prototipe pembangkit listrik tenaga mikro hidro tipe turbin pusaran air ini adalah sebagai berikut. Berikut ini adalah flowchart berbagai tahapan yang dilakukan dalam proses penelitian ini seperti terlihat pada gambar berikut. Pembangkit listrik tenaga mikro hidro tipe turbin pusaran air 4 bilah cocok untuk diaplikasikan pada masyarakat.
Jasa, “Analisis Pengaruh Jarak Sudu Terhadap Rotasi Turbin Baling-Baling Pada Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro,” Mayjen. Zeb et al., "Pembangkit listrik tenaga air mini hemat biaya dengan metodologi desain pusaran air rendah untuk daerah pedesaan,". Dermawan, “Studi Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Mini Hidro (PLTMH) Besai Kemu Kabupaten Way Kanan Provinsi Lampung,” Pengairan.Studentjournal.Ub.Ac.Id, [Online].
Vertikal, “JTM (Jurnal Teknik Mesin) STTR Cepu Pengaruh Jumlah Sudu Terhadap Kinerja Turbin Angin Poros Vertikal,” vol. Rey, “PENGGUNAAN GENERATOR DC UNTUK PERALATAN PRAKTIS DI LABORATORIUM Perbaikan dan Modifikasi Turbin Air Pelton Menggunakan Generator DC di Laboratorium Teknik Mesin,” vol.
Hasil Penelitian
- Pengukuran debit air
- Menghitung daya air
- Menghitung daya generator
- Menghitung kecepatan keliling turbin
- Menghitung torsi
- Menghitung daya turbin
- Menghitung kecepatan spesifik
- Menghitung Efisiensi Turbin
Pembahasan
Uji Normalitas Data
Kesimpulan
Daya turbin tertinggi yang diperoleh dari hasil penelitian dengan debit 0,00625 m3/s sebesar 0,570 watt dan hasil terendah sebesar 0,363 watt.
Saran
Teknik et al., "ON THE PERFORMANCE OF VORTEX FLOW REACTION TURBINES Mahendra Bagus Baskoro Priyo Heru Adiwibowo," str.
