besar dari turbin Pelton. Akibatnya dimungkinkan transmisi langsung dari turbin ke generator sehingga menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkan biaya
perawatan
.
Gambar 2.3 Sudu turbin turgo dan nozzle
.
Sumber: http:europa.eu.intencommdg17hydrolayman2.pdf
3 Turbin Ossberger Atau Turbin Crossflow Turbin Michell-Banki.
Tipe turbin impuls lainnya dalah turbin cross flow Stapenhorst, 1978 yang biasa disebut sebagai turbin banki atau turbin Mitchell. Turbin ini
akan di bahas lebih lanjut.
2.2.2 Turbin Reaksi
Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini
memberikan gaya pada sudu sehingga runner bagian turbin yang berputar dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai
turbin reaksi. Proses ekspansi fluida kerja pada turbin reaksi terjadi pada sudu tetap dan sudu geraknya. Air mengalir memasuki roda turbin melalui sudu - sudu
pengarah dengan tekanan yang tinggi. Pada saat air yang bertekanan tersebut
Universitas Sumatera Utara
mengalir kesekeliling sudu - sudu, runner turbin akan berputar penuh. Energi yang ada pada air akan berkurang ketika meninggalkan sudu. Energi yang hilang
tersebut telah diubah menjadi energi mekanis oleh roda turbin. Dilihat dari konstruksinya, turbin reaksi ada dua jenis:
1. Turbin Francis.
Turbin francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara sumber air tekanan tinggi di bagian masuk dan air bertekanan rendah di
bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial. Sudu pengarah pada turbin francis
dapat merupakan suatu sudu pengarah yang tetap ataupun sudu pengarah yang dapat diatur sudutnya. Untuk penggunaan pada berbagai kondisi aliran air
penggunaan sudu pengarah yang dapat diatur merupakan pilihan yang tepat.
Gambar 2.4 Turbin Francis
Sumber. http:en.wikipedia.orgwikifrancis_turbine
2. Turbin Kaplan.
Tidak berbeda dengan turbin francis, turbin kaplan cara kerjanya menggunakan prinsip reaksi. Turbin ini mempunyai roda jalan yang mirip dengan
baling-baling pesawat terbang. Bila baling-baling pesawat terbang berfungsi
Universitas Sumatera Utara
untuk menghasilkan gaya dorong, roda jalan pada kaplan berfungsi untuk mendapatkan gaya F yaitu gaya putar yang dapat menghasilkan torsi pada poros
turbin. Berbeda dengan roda jalan pada francis, sudu-sudu pada roda jalan kaplan dapat diputar posisinya untuk menyesuaikan kondisi beban turbin. Turbin kaplan
banyak dipakai pada instalasi pembangkit listrk tenaga air sungai, karena turbin ini mempunyai kelebihan dapat menyesuaikan head yang berubah-ubah sepanjang
tahun. Turbin Kaplan dapat beroperasi pada kecepatan tinggi sehingga ukuran roda turbin lebih kecil dan dapat dikopel langsung dengan generator. Pada kondisi
pada beban tidak penuh turbin kaplan mempunyai efisiensi paling tinggi, hal ini dikarenakan sudu-sudu turbin kaplan dapat diatur menyesuaikan dengan beban
yang ada.
Gambar 2.5 Turbin Kaplan dengan sudu jalan yang dapat diatur.
Sumber : http:202.90.195.156bsesmksmk1220TeknikMesinIndustri20Sunyoto.pdf
Universitas Sumatera Utara
Diagram klasifikasi turbin air dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.6 Diagram klasifikasi turbin air.
2.3 Perbandingan Karakteristik Turbin Perbandingan karakteristik turbin dapat kita lihat pada grafik head m vs flow
m
3
s di bawah ini.
Gambar 2.7 Grafik Perbandingan karakteristik Turbin.
Sumber : http:202.90.195.156bsesmksmk1220TeknikMesinIndustri20Sunyoto.pdf
Turbin Air Turbin impuls
Turbin reaksi Turbin pelton
Turbin turgo Turbin ossberger
Turbin francis
Turbin kaplan
Universitas Sumatera Utara
Dapat dilihat pada gambar 2.7 turbin kaplan adalah turbin yang beroperasi pada head yang rendah dengan kapasitas aliran yang tinggi atau bahkan beroperasi
pada kapasitas yang sangat rendah. Hal ini karena sudu – sudu turbin kaplan dapat diatur secara manual atau otomatis untuk merspon perubahan kapasitas.
Berkebalikan dengan turbin kaplan, turbin pelton adalah turbin yang beroperasi pada head tinggi dengan kapasitas yang rendah. Untuk turbin francis
mempunyai karakteristik yang berbeda dengan yang lainnya yaitu turbin francis dapat beroperasi pada head yang rendah atau beroperasi pada head yang tinggi.
Pemilihan turbin kebanyakan didasarkan pada head air yang didapatkan dan kurang lebih pada rata-rata alirannya. Umumnya, turbin impuls digunakan
untuk tempat dengan head tinggi, dan turbin reaksi digunakan untuk tempat dengan head rendah. Turbin Kaplan baik digunakan untuk semua jenis debit dan
head, efisiensinya baik dalam segala kondisi aliran. Turbin kecil umumnya dibawah 10 MW mempunyai poros horisontal,
dan kadang dipakai juga pada kapasitas turbin mencapai 100 MW. Turbin Francis dan Kaplan besar biasanya mempunyai poros sudu vertikal karena ini menjadi
penggunaan paling baik untuk head yang didapatkan, dan membuat instalasi generator lebih ekonomis. Poros Pelton bisa vertikal maupun horisontal karena
ukuran turbin lebih kecil dari head yang di dapat atau tersedia. Beberapa turbin impuls menggunakan beberapa semburan air tiap semburan untuk meningkatkan
kecepatan spesifik dan keseimbangan gaya poros. Aplikasi penggunaan turbin berdasarkan tinggi head yang didapatkan adalah
sebagai berikut ini : 1
Turbin Kaplan :
2 H 100 meter
Universitas Sumatera Utara
2 Turbin Francis
: 5 H 500 meter
3 Turbin Pelton
: H 30 meter
4 Turbin Banki
: 2 H 200 meter
2.4 Kecepatan spesifik turbin