175 PERENCANAAN DAN PENGUJIAN TURBIN PROPELLER UNTUK PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO (PLTMH) HEAD RENDAH Pribadyo1*, Razali2,
dan Ahmad Syuhada3 1Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Teuku Umar Meulaboh Alue Peunyareng,Meulaboh 2Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Samudra Langsa Jl.
Iskandar Muda N0 3-4 , Langsa 244153Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Syiah Kuala Jln. Syech Abdurrauf No.7 Darussalam
Banda Aceh 2311 *Email: [email protected] Abstrak Analisis
kelayakan pengembangan potensi energi pada satu desa didasarkan
padanilaiselisihantarabesaranenergilistrikyangdapatdibangkitkandari
potensiyangtersediadengankebutuhanenergilistrikdanjarakdengan
jaringanlistrikterdekat.SalahsatudesayanglayakdikembangkanPLTMH
adalahDesaDarulMakmurKecamatanSultanDaulatKotamadya
Subulussalam,dengandata:Kapasitasaliran(Qd)=0,07m3/s,Headkotor
(H)=3,5m.PotensiinitergolongdalamPLTMHheadrendah.Pada
penelitianinitelahdirancangdandibuatsatuunitturbinpropelleruntuk
PLTMHheadrendah.Darihasilpengujiandiperolehdayamaksimum keluaran
turbin mencapai 2,5 KW. Metode perencanaan dan pengujian turbin
propeller head rendah dibahs dengan rinci dalam makalh ini.
Katakunci:TurbinPropeller,Headrendah,PembangkitListrikTenaga
Mikrohidro.Pendahuluan Energi memainkan peran yang sangat penting
dalam berbagai sektor kehidupan dan
merupakankebutuhandasarmanusia.Hampirsemuabidangkegiatantermasuk
diantaranyaindustri,rumahtangga,transportasi,jasa,danlain-laintidakdapat
dipisahkandarisektorenergiterutamaenergilistrik.Padasektorrumahtangga
misalnyaenergilistrikberfungsiuntukpenerangan,memasak,pemanasdan
pendinginruangansertaberbagaiaktifitaskegiatanrumahtanggalainnya.Namun
sayangnya tidak semua daerah dapat terjangkau dari suplai energi
listrik oleh
PLN.HasilstudistudiyangdilakukanolehBRRpadatahun2008diperolehhasildari95
desayangtidakberlistrikdiProvinsiAcehsebanyak22desamempunyaipotensi
energiairyanglayakdikembangkanuntukpembangunanPLTMHdenganvariasi
head(2-10m).Sedangkansebahagianbesarpembangkitlistriktenagaairyang
beroperasidikawasanProvinsiAcehmenggunakantrubinimpulsjenisaliran
melintang(crossflow)dimanaturbinjenisinimembutuhkantinggijatuhair(head)
tinggi antara 5-200 m (ESHA, 2004: 175), dan tidak semua
daerah-daerah yang ada di Aceh memiliki tinggi jatuh air yang
tinggi.Berdasarkankondisidanuraiandiatasturbindengantinggijatuhair(head)rendah
memiliki prospek yang baik untuk dikembangkan khususnya di
wilayah-wilayah yang 176
memilikipotensiheadrendahdanterutamasekalidiAceh,danmengingatturbin
yangoptimaluntukbedaketinggianrelatifkeciladalahturbinreaksidibandingkan
dengantipeturbinyanglaindanpenelitianturbinuntukpembangkitlistrikdengan
headrendahsangatdiperlukan.Untukmaksudtersebutmakapenelitianiniakan
melakukanperencanaandariturbinreaksialiranaksialtipepropelleruntuk
pembangkit listrik tenaga mikrohidro dengan head rendah.Metode
Penelitian
Penelitianinidilaksanakandalamduatahapkegiatan.Tahappertamadiisidengan
perencanaandanpembuatanturbinpropeller.Tahapkeduadiisidenganpengujian
unjuk kerja
turbin.Perencanaantubinyangdilakukanpadapenelitianiniadalahperhitungandimensi
utama turbin meliputi : (1). Bagain berputar (runner) terdiri dari
sudu, hub, dan poros turbin. (2). Bagian tidak berputar terdiri
dari rumah dan draf tube. Pada penelitian ini turbin yang dirancang
didasarkan pada hasil pengukuran potensi alir yang terdapat di
DesaDarulMakmurKecamatanSultanDaulatKotamadyaSubulussalam,dengan
data: Kapasitas aliran (Qd) = 0,07 m3/s, Head kotor (H) = 3,5 m
Pelaksanaan perencanaan dilaksanakan di laboratorium Thermal dan
Fluida Jurusan
TeknikMesinFakultasTeknikUniversitasSyiahKualaBandaAcehdalamperiode
JanuarisampaidenganApril2012,sedangkanpembuatandipusatkandiJurusan
teknikMesinUniversitasSamudraLangsa.PengujiandilakukandiDesaDarul
MakmurKecamatanSultanDaulatKotamadyaSubulussalamdenganinstalasi
pengujian seperli diperlihatkan dalam Gambar 1 : Gambar 1. Sketsa
instalasi dari turbin Propeller pada lokasi
Besarandanalatukuryangdigunakanpadapenelitianiniadalah:Tachometer
digitaldigunakanuntukmengukurputaranturbin.Avometerdigitaldigunakanuntuk
mengukur arus listrik dan Voltmeter digunakan untuk mengukur
voltase 177 Hasil Dan Pembahasan Dengan data potensi dan efiisinsi
turbin sebesar 0,9 diperoleh daya turbin: P = 0,07*3,5*0,9*998*9,81
= 2.159 W atau 2,16 kW Perhitungan Kecepatan spesifik / Kecepatan
putaran -Kecepatan Spesifik nQE =
Hn = H*h => Hn = 3,5*0,9 = 3,15 m => nQE =
= 1,53 -Kecepatan putaran
=> n E = Hn x g => E = 3,15 x 9,81 = 30,9 J/kg => n
=
= 63s-1 = 3780 rpm -Kecepatan runner (runaway speed) nmax = 2,6
x n => nmax = 2,6 x 63 = 163,8s-1 = 9828 rpm Perhitungan Dimensi
Utama Turbin -Diameter runner De = 84,5 x (0,79 + 1,602 x 1,53)
x
= 0,30 m -Diameter hub Di = [
]
=> Di = [
]= 0, 06 m Pembuatan turbin dimulai dengan pembuatan bagian
utama turbin yaitu sudu turbin
sebanyak4bilah.Gambar2.memperlihatkanbentukdansuduturbinyangtelah
dibuat.Bagianturbinlainnyaadalahdraftube.Draftubedibuatdaribajakarbon
ringandenganketebalanplat3mm.Gambar3.memperlihatkanbentukdraftube
yang telah dibuat. Turbin yang terpasang sesuai pada konstruksi
bangunan sipil yang sudah ada pada
aliranSungaiSolokdiDesaDarulMakmurKotamadyaSubulussalamyang
mempunyai head 3,5 meter dan debit 0,07 m3/s. Hasil pengukuran
diperoleh putaran
turbin1828rpmdengandayaluaranyangdihasilkansebesar2.530watt(2,53
kW) dengan voltase antara 220 sampai dengan 240 Volt. 178 Gambar
2.Bentuk dan ukuran bagian utama turbin Gambar 3. Bentuk dan ukuran
draf tube turbin Kesimpulan
Darihasilperencanaandanpengujianturbinpropellerheadrendahdapat
disimpulkanbahwaturbinpropellerhasilpembuatanberdasarkanghasilpengujian
memberikan output daya sesuai dengan perencanaan.Referensi [1]Badan
Rehabiliasi dan Rekonstruksi (BRR) NAD-Nias, 2008. Studi Potensi
Energi Listrik
AlternatifDiPedesaanSebagaiUpayaDalamMendukungPercepatanDiversifikasi
Energi Di Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam (Paket-31)
[2]S.J.Williamsonetal.2011,LowHeadPicoHydroTurbineSelectionusingaMulti-CriteriaAnalysis:WorldrenewableEnergyCongress2011-Sweden8-13May2011,
Linkoping, Sweden.
[3]Sunomo,KarakteristikTurbinPropellerSkalaMikroHidrountukMesinPercobaan,
Forum Penelitian Th. 16, No. 1, Juni 2004, hlmn. 51-67
[4]TimoFlasphler,2007.DesignoftherunnerofaKaplanturbineforsmallhydroelectric
power plants: Tampere University Of Applied Scienes
