V = tegangan yang dihasilkan volt
I = kuat arus yang diperoleh ampere
= effisiensi transmisi berdasarkan perbandingan putaran
g
= effisiensi generator diasumsikan sebesar 0,8
= 0,8
2.7 DAYA AIR
Daya air dapat dihitung dengan rumus P
air
= × g × H × Q
Keterangan:
= massa jenis air 1000 kgm
3
g = gaya gravitasi 9,81 ms
2
H
eff
= head effektif m Q
= kapasitas air m
3
s
2.8 EFFISIENSI PAT
Effisiensi PAT pump as turbine diperoleh dari perbandingan nilai daya PAT dan daya air yaitu:
100
PAT PAT
air
P x P
Keterangan:
PAT
=
effisiensi PAT P
PAT
= daya PAT Watt P
air
= daya air Watt
BAB III
METODOLOGI DAN ALAT PENELITIAN
3.1 UMUM
Salah satu alternatif yang ekonomis untuk membangun pembangkit listrik tenaga air skala kecil adalah dengan menggunakan pompa sebagai turbin.
Biasanya pompa digerakkan oleh motor listrik untuk menaikkan sejumlah air sampai ketinggian tertentu. Pada aplikasi pompa sebagai turbin, prinsip kerja
pompa dibalik - yaitu diberi jatuhan air dari ketinggian tertentu untuk memutar impeller pompa. Putaran impeler ini akan diteruskan untuk memutar generator
sehingga dihasilkan tenaga listrik. Rancang bangun instalasi dan pengujian pompa sebagai turbin PAT
dilakukan di Laboratorium Mesin Fluida, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Dalam rancang bangun instalasi dan
pengujian ini, ditambah beberapa instalasi yang telah ada lantai tiga laboratorium dengan ketinggian 9,29 meter pada lantai dua dengan ketinggian 5,18 meter.
Adapun penambahan beberapa instalasi yang dilakukan adalah:
Instalasi dudukan reservoir dalam hal ini digunakan empat unit tong dan sistem penghubung antara keempat tong tersebut.
Instalasi saluran perpipaan untuk lantai dua. Instalasi dudukan pengujian PAT Pump As Turbine.
Instalasi PAT. Instalasi generator.
Aliran air yang digunakan berasal dari reservoir bawah TPB - terletak di lantai satu laboratorium - dipompakan ke reservoir atas TPA oleh satu unit
pompa pengumpan. Kapasitas aliran debit air yang akan diumpankan dapat diatur melalui sebuah katup pengatur gate valve sesuai dengan kebutuhan. Gaya
gravitasi menyebabkan fluida cair mengalir dari satu tempat yang relatif tinggi menuju tempat yang relatif lebih rendah. Aliran air yang jatuh dari TPA memiliki
energi potensial sehingga akan menimbulkan daya air yang diberikan kepada pompa sentrifugal sebagai energi input. Kemudian daya air ini akan masuk
melalui saluran discharge sisi buang pada pompa dan memutar impeller baling- baling pompa. Maka zat cair mendorong sudu-sudu agar dapat berputar sehingga
daya impeller akan diberikan untuk memutar poros pompa. Zat cair yang keluar melalui impeller akan disalurkan keluar pompa melalui saluran suction sisi isap.
Dari uraian di atas, jelas bahwa penggunaan pompa sebagai turbin PAT dapat mengubah energi potensial fluida menjadi energi mekanik dalam bentuk
putaran poros. Selanjutnya daya poros ini akan diteruskan oleh suatu sistem transmisi dalam hal ini digunakan transimsi sabuk ke generator dan diubah
menjadi energi listrik.
3.2 PENGUJIAN POMPA SEBAGAI TURBIN
Pompa yang digunakan dalam instalasi rancang bangun instalasi dan pengujian PAT ini terdiri dari dua unit pompa sentrifugal dengan ukuran suction
dan discharge berbeda, yang merupakan pompa sentrifugal buatan putra bangsa Indonesia. Pompa yang digunakan berukuran 4 empat inchi dan 3 tiga inchi,
disesuaikan dengan instalasi saluran pipa yang telah ada yaitu berukuran empat inchi.
Gambar 3.1 Pompa 4 Empat Inchi Sebagai Turbin Tampak Depan
Gambar 3.2 Pompa 4 Empat Inchi Sebagai Turbin Tampak Samping
Adapun spesifikasi pompa sentrifugal 4 Empat inchi yang digunakan dalam rancang bangun instalasi dan pengujian PAT ini adalah:
Tabel 3.1 Spesifikasi Pompa Sentrifugal 4 Empat Inchi Speed rpm
1750 2200
Kapasitas m
3
menit 0,63
1,25 0,8
1,6 Total Head m
16,5 12
26,5 17
Power PS 5
10 Diameter Pulley inch
10,5
Namun, pompa sentrifugal 3 tiga inchi digunakan reducer pada discharge- nya sisi buang.
Gambar 3.3 Pompa 3 Tiga Inchi Sebagai Turbin Tampak Depan
Gambar 3.4 Pompa 3 Tiga Inchi Sebagai Turbin Tampak Samping
Adapun spesifikasi pompa sentrifugal 3 tiga inchi yang digunakan dalam rancang bangun instalasi dan pengujian PAT ini adalah:
Tabel 3.2 Spesifikasi Pompa Sentrifugal 3 tiga Inchi Speed rpm
1750 2350
Kapasitas m
3
menit 0,4
0,8 0,8
1 Total Head m
12,5 8,2
22,8 16,2
Power PS 3
7,5 Diameter Pulley inch
10
3.3 RANCANG BANGUN INSTALASI
Rancang bangun instalasi dan pengujian PAT terdapat pada lantai dua, yang disesuaikan dengan instalasi yang terdapat pada lantai tiga. Ketinggian instalasi
yang terdapat pada lantai dua adalah 5,18 meter dan pada lantai tiga adalah 9,29 meter diukur dari poros PAT dengan sisi ke luar TPA. Panjang pipa, diukur dari
lantai dua ke PAT adalah 7,09 meter, sedangkan untuk lantai tiga adalah sejauh 9,98 meter. Adapun tujuan rancang bangun instalasi dan pengujian seperti pada
Gambar 3.2 adalah sebagai bentuk simulasi dari suatu aliran sungai atau aliran air terjun dengan ketinggian H.
Gambar 3.5 Rancang Bangun Instalasi PAT
3.4 PERALATAN PENGUJIAN
