409
Pada tahun 1850, seorang insinyur Inggris yaitu Francis mengenalkan teknologi turbinnya, turbin ini kemudian dinamakan
menggunakan namanya yaitu Francis. Turbin francis terdiri dari sudu pengarah dan roda jalan, Aliran air masuk turbin melalui sudu pengarah,
selanjutnya masuk roda jalan. Pada tahun 1870, Prof Fink memperbaiki turbin francis, yaitu dengan memodifikasi sudu pengarahnya. Sudu
pengarah dapat diatur untuk merespon kapasitas aliran air yang masuk turbin [gambar 20.7 A]
Pada tahun 1890, insinyur Amerika yaitu Pelton, mengenalkan turbinnya, yang kemudian dinamakan menggunakan namanya pelton.
Prinsip turbin ini berbeda dengan turbin francis, turbin pelton menggunakan prinsip impuls. Roda jalan pada turbin ini terdiri dari
bucket-bucket yag akan menerima semprotan air dari nosel-nosel. Karena semprotan air dari nosel, bucket -bucket pada roda jalan
menerima gaya impuls sehingga dapat menghasilkan torsi pada poros turbin [gambar 20.6, 22.7 B]
Prof Kaplan pada tahun 1913 membuat turbin untuk beroperasi pada head yang rendah. Turbin ini terdiri dari roda jalan dengan sudu
yang mirip dengan baling baling. Selanjutnya prof Kaplan mengembangkan turbin ini dengan sudu yang dapat diatur. Nama turbin
menggunakan namanya yaitu Turbin Kaplan [gambar 20.7 A]
Gambar 20.6 Turbin Fourneyron
bucket-bucket bantalan poros
nosel konstruksi penyangga
pengatur nosel roda peyeimbang
410
Gambar 20.7 Tipe turbin air yang paling populer
pengatur sudu
turbin francis A
turbin kaplan C turbin pelton B
nosel bucket-bucket
rotor
Sudu jalan sudu pengarah
sudu jalan atau baling baling sudu pengarah
sudu jalan atau runner
poros turbin
411
B. Instalasi Pembangkit Tenaga Air
Sebelum melakukan pembangunan pusat pembangkit listrik tenaga air, diperlukan uji kelayakan terhadap sumber air yang akan
dimanfaatkan energi potensialnya. Terutama ketersedian head dan kapasitas terpenuhi dari bendungan atau waduk untuk beban yang
dirancang. Ada beberapa kategori head tersedia yang diklasifikasikan sebagai berikut [gambar 20.8];
1. head tinggi lebih dari 240 m 2. head sedang 30 m to 240 m
3.
head rendah kurang dari 30 m
Gambar 20.8 Tingkat head sumber air Setelah mengetahui ketersedian head yang ada, selanjutnya
menentukan jenis turbin dan beban yang terpasang. Beban yang terpasang atau daya ke luaran yang direncankan tidak boleh melampaui
dari ketersedian energi potensial air, karena efisiensi maksimum operasi tidak akan tercapai dan dari segi ekonomis merugikan. Berikut ini
klasifikasi dari jenis pembangkit dilihat dari daya ke luaran turbin ;
1. Large-hydro; daya ke luaran sampai 100 MW 2. Medium-hydro; daya ke luaran mulai 15 - 100 MW
3. Small-hydro;daya ke luaran mulai 1 - 15 MW 4. Mini-hydro daya ke luaran mulai 100 kW- 1 MW
5. Micro-hydro ;daya ke luaran sampai dari 5kW - 100 kW 6. Pico-hydro ;daya ke luaran sampai 5kW
head rendah head sedang
head tinggi
turbin tandon air waduk
bendungan
arus sungai turbin
penstok Dam
Dam
412
Adapun bagian bagian yang penting dari instalasi dari pembangkit listrik tenaga air adalah sebagai berikut [Gambar 20.9] ;
A. Pintu air Bagian ini terletak pada pinggir bendung dan akan mengontrol
kondisi air yang akan dialirkan. Air yang ke luar harus dijamin bersih dari sampah-sampah seperti batang dan ranting pohon, batu
dan kerikil ayau sampai lainnya yang dapat membahayakan instalasi. Pada pintu air juga harus dapat menghentikan laju aliran
air, apabila saluran harus dikosongkan.
B. Saluran air atau conduit sistem Bagian ini berfungsi menyalurkann air dari bendungan menuju
turbin. Bentuk saluran dapat berbentuk saluran terbuka, pressure shaft, tunnel, atau penstock. Saluran ini dibuat dengan cara
penggalian atau pengeboran, dindingnya dengan dinding batu. Material penstock dari baja
C. Turbin
Turbin berfungsi mengubah energi potensial fluida menjadi energi mekanik yang kemudian diubah lagi menjadi energi listrik pada
generator. Komponen-komponen turbin yang penting adalah sebagai berikut ;
2
Sudu pengarah, biasanya dapat diatur untuk mengontrol
kapasitas aliran yang masuk turbin 2
Roda jalan atau runner turbin, pada bagian ini terjadi peralihan
ari energi potensial fluida menjadi energi mekanik 2
Poros turbin, pada poros turbin terdapat runner dan ditumpu
dengan 2
bantalan radial dan bantalan axial
2 Rumah turbin, biasanya berbentuk keong atau spiral, berfungsi
untuk mengarahkan aliran masuk sudu pengarah 2
Pipa hisap, mengalirkan air yang ke luar turbin ke saluran luar
