KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH BERAT RODA GILA (FLYWHEEL) TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN HELIK UNTUK SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH)

KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH BERAT RODA

GILA (FLYWHEEL) TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN

HELIK UNTUK SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA

MIKRO HIDRO (PLTMH)

Oleh

IWAN PRIATAMA

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2015

ABSTRACT

EXPERIMENTAL STUDY ON THE EFFECT OF HEAVY FLYWHEEL HELIK TURBINE PERFORMANCE OF SYSTEMS FOR MICRO HYDRO

POWER PLANT (MHP) BY

IWAN PRIATAMA

Indonesia has been widely developed in the power plant by using a turbine, the turbine but generally utilize a high falling water (head) as its driving energy, such as waterfalls and dams. However, not all rural areas have a source of water that has a high energy falling water (head) or just have the energy of water flow. Hence the need for a concerted effort to capitalize on the potential of this water flow energy source for power plants, namely by using helical turbine . From the research that has been done before, using the turbine vanes NACA Airfoil shape helical 0030 chord length and 25 cm of water at the speed of 0.8 m/s obtained results in efficiency of 33,97%. The efficiency value is smaller than yields of testing that has been done the u.s. Department of Energy and the National Science Foundation in 1993-1995 by 35%. The research results also showed the presence of an inflexible pieces round generated turbines. For it required a tool to overcome the fluctuation of the turbine rotation by using the flywheel. On the research study was performed experimentally the influence of flywheel against performance turbine system for model helical power plant micro hydro (MHP) by varying the weight of the flywheel 10 kg, 15 kg, 20 kg, 25 kg and 30 kg. From the results of research that has been done, obtained increased efficiency of 36,65% in weight of the flywheel 20 kg and round the resulting turbine is more stable.

ABSTRAK

KAJIAN EKSPERIMENTAL PENGARUH BERAT RODA GILA (FLYWHEEL) TERHADAP UNJUK KERJA TURBIN HELIK UNTUK SISTEM PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKRO HIDRO (PLTMH)

Oleh

IWAN PRIATAMA

Di Indonesia telah banyak dikembangkan pembangkit listrik dengan menggunakan turbin, namun umumnya turbin tersebut memanfaatkan tinggi jatuh air (head) sebagai energi penggeraknya, seperti air terjun dan bendungan. Akan tetapi, tidak semua daerah pedesaan memiliki sumber energy air yang memiliki tinggi jatuh air (head) atau hanya memiliki energy aliran air. Maka perlu dilakukan suatu upaya untuk memanfaatkan potensi sumber energi aliran air ini untuk pembangkit listrik yaitu dengan menggunakan turbin helik. Dari penelitian yang telah di lakukan sebelumnya, dengan menggunakan turbin helik bentuk sudu

Airfoil NACA 0030 dan panjang chord 25 cm dengan kecepatan air 0,8 m/s didapat hasil efisiensi sebesar 33,97 %. Nilai efisiensi tersebut lebih kecil dari hasil pengujian yang telah dilakukan US Department of Energy and the National Science Foundationpada tahun 1993-1995 sebesar 35 %. Hasil penelitian tersebut juga menunjukan adanya ketidak stabilan putaran yang dihasilkan turbin. Untuk itu diperlukan suatu alat untuk mengatasi terjadinya fluktuasi putaran turbin yaitu dengan menggunakan roda gila (flywheel). Pada penelitian ini dilakukan kajian secara eksperimental pengaruh berat roda gila (flywheel) terhadap unjuk kerja turbin helik untuk model sistem pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) dengan memvariasikan berat roda gila (flywheel) 10 kg, 15 kg, 20 kg, 25 kg dan 30 kg. Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh peningkatan efisiensi sebesar 36,65 % pada berat roda gila (flywheel) 20 kg dan juga putaran yang dihasilkan turbin lebih stabil.

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bandar Jaya, Lampung Tengah pada tanggal 01 Juni tahun 1989, sebagai anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Waridi dan Rumsini.

Jenjang akademis penulis dengan mengawali pendidikan pada Taman Kanak-Kanak pada TK Xaverius Terbanggi, Besar Lampung Tengah yang diselesaikan pada tahun 1995. Kemudian melanjutkan pendidikan Sekolah Dasar di SD Xaverius Terbanggi Besar, Lampung Tengah pada tahun 2002. Selanjutnya melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) Bustanul Ulum di Terbanggi Besar, Lampung Tengah SLTP dan lulus pada tahun 2005. Pada tahun 2008 penulis berhasil menyelesaikan pendidikan pada Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 1 Terbanggi Besar, Lampung Tengah

Pada tahun 2008 penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik melalui jalur PKAB.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif diberbagai organisasi Internal ataupun eksternal kampus. Kemudian pada bidang akademik, penulis melaksanakan Kerja Praktek di PT Great Giant Pineapple Terbanggi Besar Lampung Tenga pada tahun 2012. Pada skripsi ini penulis melakukan penelitian pada bidang konsentrasi konversi energi dengan judul “ Kajian Eksperimental Pengaruh Berat Roda Gila (Flywheel) Terhadap Unjuk Kerja Turbin Helik Untuk Sistem Pembangkit Listrik

Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)” di bawah bimbingan Bapak Jorfri Boike Sinaga, S.T.,M.T. dan Ibu Novri Tanti, S.T.,M.T.

MOTTO

TIDAK ADA KATA

TERLAMBAT BUAT

SESEORANG UNTUK BERUBAH

MENJADI LEBIH BAIK

MANUSIA DICIPTAKAN PALING SEMPURNA DI

DUNIA INI, TIDAK ADA YANG TIDAK BISA DI

CAPAI, INTINYA ADALAH BERDO A DAN

BERUSAHA

_”

PERSEMBAHAN

Alhamdulillahirabbil alamim .

KUPERSEMBAHKAN HASIL KARYA YANG

SEDERHANA INI UNTUK ORANG-ORANG YANG

LUAR BIASA DALAM HIDUPKU :

Kedua Orang Tuaku Tercinta

Yang telah mempersembahkan arti kehidupan melalui

jerih payah, pelu keringat, rintihan, petuah dalam proses

hidup yang cukup panjang.

Adik

Terima kasih atas curahan dan bantuan

yang telah diberikan

Anak 26 dan Keluarga Besar Teknik Mesin

Universitas Lampng

Seluruh keluarga besarku dan sahabat terbaik yang

selalu member warna dan pelajaran pada hidupku.

SANWACANA

Segala puji dan syukur hanya milik Allah SWT tuhan semesta alam atas rahmat dan pertolongan-Nya, skripsi ini dapat diselesaikan. Sholawat dan salam selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW dan kepada sahabatnya, serta para pengikutnya yang selalu istiqomah diatas kebenaran agama islam hingga hari ajal menjemput.

Dalam penyusunan skripsi ini Penulis banyak mendapat bantuan baik moral maupun material dari berbagai pihak. Maka dari itu pada kesempatan ini, Penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng P. Harianto, M.S., selaku Rektor Universitas Lampung.

2. Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.

3. Ibu Dr.Eng Shirley Savetlana,S.T.,M.Met selaku ketua jurusan Teknik Mesin

Universitas Lampung.

4. Bapak Jorfri Boike Sinaga, S.T,M.T., selaku pembimbing utama tugas akhir, atas banyak waktu, ide, dan perhatian yang telah diberikan untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5. Ibu Novri Tanti, S.T., M.T., selaku pembimbing kedua tugas akhir ini, yang telah banyak mencurahkan waktu dan fikirannya bagi Penulis

6. Bapak M. Dyan Susila ES, S.T., M.Eng. selaku pembahas tugas akhir ini, yang telah banyak meberikan kritikdan saran yang sangat bermanfaat bagi penulis.

7. Seluruh Dosen Staff pengajar Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. 8. Kedua Orang Tuaku, Ibu, Ayah, serta Adiku yang selalu memberikan doa dan

yang terbaik bagi penulis.

9. Sahabat-sahabatku Habrianda Bukit, Habriandi Bukit, Hadi Safrudin, Ridhal Muhammad, Andre Fransiska, Roy Ronal Manik, Dwi Supratmanto, serta teman-teman seperjuangan, yang selalu memberikan semangat bagi penulis.

Akhir kata, Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, akan tetapi sedikit harapan semoga yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua.

Bandar Lampung, Februari 2015 Penulis

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Kecepatan Spesifik Turbin... 11 3.1 Contoh Tabel untuk Pengambilan Data ... 32

4.1 Data hasil Variasi berat roda gila (flywheel) dan beban lampu untuk kecepatan air 0,8 m/s... 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Turbin aliran tangensial ... 8

2.2 Turbin aliran aksial ... 8

2.3 Turbin aliran aksial- radial ... 9

2.4 Berbagai jenis roda gerak turbin konvensional... 12

2.5 Turbin helik dengan dua sudu ... 13

2.6 Aliran gaya padaairfoil ... 17

2.7 Perhitunganairfoil... 20

2.8 Roda gila (flywheel) ... 24

3.1 Mesin las listrik dan elektroda ... 26

3.2 Palu dan meteran... 26

3.3 Mesin Gerinda... 26

3.4 Mistar siku, busur, spidol, dan jangka ... 27

3.5 Pelat 5 mm ... 27

3.6 Tachometer, MultimeterdanClamp meter... 28

3.7 Sketsa Roda Gila (Flywheel) ... 29

3. 8 Sistem Pengujian Turbin Helik Menggunakan Roda Gila (Flywheel) ... 31

3.9 Diagram Alur Proses Penelitian... 33

4.1 Sistem Pengujian Turbin Helik ... 34

4.2 Grafik Hubungan Antara Torsi TerhadapTip Speed Ratio... 41

4.3 Grafik Hubungan Antara Daya Poros TerhadapTip Speed Ratio... 44

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL LEMBAR PENGESAHAN

DAFTAR ISI ... i

DAFTAR TABEL ... iv

DAFTAR GAMBAR ... v

I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan Penelitian ... 3

C. Batasan Masalah ... 4

D. Sistematika Penulisan Laporan ... 4

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga MikroHidro ... 6

B. Klasifikasi Turbin ... 7

1.1 Turbin Aliran Tangensial……….. 8

1.2 Turbin Aliran Aksial………. 8

1.3 Turbin Aliran Aksial - Radial……… 9

2. Berdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya…………... 9

2.1 Turbin Implus………. 9

2.2Turbin Reaksi………. 10

3. Berdasarkan Kecepatan Spesifik (ns)……….. 10

4. Berdasarkan Head dan Debit………... 11

C. Turbin Helik ... 12

D. Model Matematik untuk Perhitungan Daya Turbin Helik ... 14

E. Airfoil... 16

F. Roda Gila (Flywheel) ... 21

1. Pengertian Roda Gila (Flywheel)………. 21

2. Koefisien Fluktuasi………... 21

3. Menentukan Berat Roda gila………... 22

III. METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ... 25

B. Tahapan Penelitian ... 25

1. Alat ... 25

2. Bahan ... 27

3. Alat yang Digunakan untuk Pengambilan Data ... 27

5. Metode Pengambilan Data ... 29

6. Analisa Hasil Pengujian ... 30

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil ... 34

B. Pembahasan ... 37

1. Perhitungan Data Pengujian ... 37

2. Hubungan Antara Torsi (Nm) TerhadapTip Speed Ratio(TSR)... 41

3.Hubungan Antara Daya Poros (Watt) TerhadapTip Speed Ratio (TSR)………...43

4. Hubungan Antara Efisiensi (%) TerhadapTip Speed Ratio(TSR)…46 V. SIMPULAN DAN SARAN A. Simpulan ... 48

B. Saran ... 49

DAFTAR PUSTAKA

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kebutuhan tenaga listrik dari waktu ke waktu semakin bertambah. Sampai saat ini pembangkit listrik dengan tenaga air merupakan pembangkit yang ramah lingkungan, sehingga potensi tenaga air perlu dimanfaatkan. Pemanfaatan energi aliran air sebagai pembangkit listrik merupakan salah satu cara penggunaan sumber energi terbarukan. Energi terbarukan memberikan harapan besar sebagai alternatif yang bebas polusi untuk menggantikan instalasi tenaga berbahan bakar fosil untuk memenuhi pertumbuhan kebutuhan energi listrik. Salah satu kategori energi terbarukan yang sangat menjanjikan adalah hidrokinetik yang menawarkan cara untuk menyediakan energi dari air yang mengalir seperti saluran irigasi tanpa memerlukan bendungan (dam) atau pengarah sebagaimana pada kebanyakan fasilitas hidroelektrik konvensional.

Di Indonesia telah banyak dikembangkan pembangkit listrik dengan menggunakan turbin, namun kebanyakan turbin tersebut memanfaatkan tinggi jatuh air (head) sebagai penggeraknya, seperti air terjun dan bendungan. Sedangkan Pembangkit listrik tenaga mikrohidro menggunakan aliran air untuk

2

memutar turbin kemudian turbin menggerakan generator untuk menghasilkan listrik.

Kenyataannya air yang digunakan sebagai sumber tenaga mengalami kecepatan yang tidak konstan sehingga mengakibatkan perubahan kecepatan putaran dan torsi pada turbin, hal ini akan mempengaruhi kualitas listrik yang dihasilkan oleh generator. Selain itu pemakaian listrik yang melebihi beban secara mendadak dari kemampuan generator juga akan menurunkan putaran dari generator tersebut sehingga bisa mengakibatkan padamnya listrik. Perubahan putaran yang terjadi juga bisa merusak turbin dan generator karena mendapat tekanan yang tidak stabil, untuk itu diperlukan suatu alat penyimpan energi pada pembangkit yang akan memberikan tambahan energi jika diperlukan untuk mempertahankan putaran turbin maupun generator dan meningkatkan torsinya. Dari sekian banyak media penyimpan energi yang ada salah satu media yang dapat menyimpan energi yang berlebih kemudian menggunakannya kembali saat diperlukan adalah menggunakan roda gila (flywheel). Selain roda gila (flywheel) juga dapat memperbaiki kualitas daya listrik yang dihasilkan sehingga mencegah terjadinya pemadaman listrik (black out) akibat beban puncak tidak dapat dipenuhi.

Roda Gila (flywheel) adalah sebuah komponen yang terdapat pada semua kendaraan roda empat, dan merupakan sebuah piringan yang karena beratnya dapat menahan perubahan kecepatan yang drastis sehingga gerak putaran poros mesin menjadi lebih halus. Yang jarang diketahui adalah roda gila (flywheel) memiliki kepadatan energi hingga ratusan kali lebih banyak dibandingkan

3

dengan baterai yang ada saat ini serta dapat menyimpan dan melepaskan energi dengan lebih cepat.

Dari sinilah muncul ide yang mendorong pengembangan lebih dalam mengenai pembangkit listrik tenaga mikro hidro dengan mengunakan roda gila (flywheel) sebagai penyimpan energi untuk mendapatkan pencapaian hasil yang lebih baik. Dimana alat ini menggunakan prinsip generator pada umumnya dengan konstruksi yang dibuat berskala kecil serta kumparan dan magnet permanen arah radial, sehingga dapat membangkitkan voltase listrik yang maksimal dan dengan penambahan system roda gila (flywheel) akan menghasilkan voltase bangkitan yang relatif konstan. Dalam penelitian ini dilakukan penelitian lanjutan yang sebelumnya telah dilakukan oleh Andareas (2014) dan Rapa’i _{(2014). Pada}

penelitian sebelumnya diperoleh efisiensi variasi bentuk sudu yang terbaik adalah bentuk NACA 0030 dengan panjang chord 25 cm yaitu sebesar 33,97 %. Hal inilah yang mendorong peneliti untuk melakukan kajian eksperimental dengan mevariasikan beban roda gila (flywheel), sehingga diperoleh unjuk kerja yang lebih baik.

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pembebanan roda gila terhadap unjuk kerja turbin helik sebagai model pembangkit listrik mikro hidro, dimana untuk mengetahui unjuk kerja turbin helik diperoleh dengan:

4

1. Mengetahui pengaruh berat roda gila(flywheel) terhadap torsi yang dihasilkan 2. Mengetahui pengaruh berat roda gila (flywheel) terhadap daya poros yang

dihasilkan.

3. Mengetahui pengaruh berat roda gila (flywheel) terhadap nilai efisiensi dari turbin.

C. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bentuk sudu yang diuji yaitu dengan bentuk sudu simetri, yaitu sudu NACA

0030 dengan panjang chord 25 cm serta jumlah sudu 3.

2. Variasi pembebanan roda gila (flywheel) adalah 10 kg, 15 kg, 20 kg 25 kg dan 30 kg

3. Pengujian dilakukan pada saluran irigasi Way Tebu 1 dan 2 Desa Banjaragung Udik,Kecamatan Pugung, Kabupaten Tanggamus.

D. Sistematika Penulisan Laporan

Laporan penelitian ini disusun menjadi lima bab, adapun sistematika penulisannya adalah sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Berisikan tentang latar belakang masalah yang diambil, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan laporan.

5

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan tentang teori – teori yang berhubungan dengan perihal yang akan diangkat pada laporan ini.

BAB III : METODE PENELITIAN

Berisikan tentang metode, langkah-langkah, alat dan bahan yang digunakan untuk mencapai hasil yang diharapkan.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan tentang hasil dan pembahasan dari penelitian yang dilakukan. BAB V : PENUTUP

Berisikan simpulan dari data yang diperoleh dan pembahasan, serta saran yang dapat diberikan.

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH)

Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), adalah suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya, seperti : saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air. Mikrohidro merupakan sebuah istilah yang terdiri dari kata mikro yang berarti kecil dan hidro yang berarti air. Secara teknis, mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sebagai sumber energi), turbin dan generator. Mikrohidro mendapatkan energi dari aliran air yang memiliki perbedaan ketinggian tertentu. Pada dasarnya, mikrohidro memanfaatkan energi potensial jatuhan air (head) (Wikipedia, 2013).

Semakin tinggi jatuhan air maka semakin besar energi potensial air yang dapat diubah menjadi energi listrik. Di samping faktor geografis (tata letak sungai), tinggi jatuhan air dapat pula diperoleh dengan membendung aliran air sehingga permukaan air menjadi tinggi. Air dialirkan melalui sebuah pipa pesat ke dalam rumah pembangkit yang pada umumnya di bagian tepi sungai untuk menggerakkan turbin atau kincir air mikrohidro. Energi mekanik yang berasal dari putaran poros turbin akan diubah menjadi energi listrik oleh sebuah

7

generator. Mikrohidro bisa memanfaatkan ketinggian air yang tidak terlalu besar, misalnya dengan ketinggian air 2.5 meter dapat dihasilkan listrik 400 W. (Hendar. 2007). Beberapa keuntungan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga mikro hidro adalah sebagai berikut:

1. Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTMH ini cukup murah karena menggunakan energi alam.

2. Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.

3. Tidak menimbulkan pencemaran.

4. Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan. 5. Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga

ketersediaan air terjamin.

B. Klasifikasi Turbin

Pada uraian berikut akan dijelaskan pengklasifikasian turbin air berdasarkan beberapa kriteria.

1. Berdasarkan Model Aliran Air MasukRunner.

Berdasaran model aliran air masuk runner, maka turbin air dapat dibagi menjadi tiga tipe yaitu :

8

1.1 Turbin Aliran Tangensial

Pada kelompok turbin ini posisi air masuk roda gerak dengan arah tangensial atau tegak lurus dengan poros runner mengakibatkan roda gerak berputar, contohnya turbin Pelton danturbin cross-flow.

Gambar 2.1.Turbin aliran tangensial (Bass, 2009)

1.2 Turbin Aliran Aksial

Pada turbin ini air masuk roda gerak dan keluar roda gerak sejajar dengan poros roda gerak, turbin Kaplan atau propeller adalah salah satu contoh dari tipe turbin ini.

9

1.3 Turbin Aliran Aksial - Radial

Pada turbin ini air masuk ke dalam roda gerak secara radial dan keluar roda gerak secara aksial sejajar dengan poros. Turbin Francis adalah termasuk dari jenis turbin ini.

Gambar 2.3. Turbin aliran aksial- radial (Wikipedia, 2004)

2. Berdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya. Dalam hal ini turbin air dapat dibagi atas dua tipe yaitu : 2.1 Turbin Implus

Turbin Impuls merupakan turbin air yang memiliki tekanan sama pada setiap sudu geraknya (runner). Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada Nosel. Air keluar Nosel yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (Impuls). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin Impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat

10

dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan. Turbin Impuls merupakan turbin air yang memiliki tekanan sama pada setiap sudu geraknya (runner). contohnya adalah turbin Pelton, turbin Turgo dan turbincrossflow.

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. Runner turbin reaksi sepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam rumah turbin.Turbin reaksi bekerja dengan cara penggerak turbin air secara langsung mengubah energi kinetik juga energi tekanan secara bersamaan menjadi energi mekanik, contohnya adalah turbin Francis, turbin baling-baling, dan turbin Kaplan.

3. Berdasarkan Kecepatan Spesifik (ns)

Yang dimaksud dengan kecepatan spesifik dari suatu turbin ialah kecepatan putar roda gerak yang dapat dihasilkan daya effektif 1 BHP untuk setiap tinggi jatuh 1 meter atau dengan rumus dapat ditulis (Patty, 1995):

ns= n.Ne1/2/Hefs5/4……….(2.1) Dimana :

11

n adalah kecepatan putar turbin (rpm) Hefsadalah tinggi jatuh effektif (m) Neadalah daya turbin effektif (HP)

Setiap turbin air memiliki nilai kecepatan spesifik masing-masing, Tabel 2.1 menjelaskan batasan kecepatan spesifik untuk beberapa turbin kovensional. Tabel 2.1 Kecepatan Spesifik Turbin

No Jenis Turbin Kecepatan Spesifik 1. Pelton dan kincir air 10 - 35

2. Francis 60 - 300

3. Cross-Flow 70 - 80 4. Kaplan dan propeller 300 - 1000

4. Berdasarkan Head dan Debit.

Dalam hal ini pengoperasian turbin air disesuaikan dengan potensi headdan debit yang ada yaitu :

1. Tinggi jatuh yang rendah yaitu dibawah 40 meter tetapi debit air yang besar, maka turbin Kaplan atau propeller cocok digunakan untuk kondisi seperti ini.

2. Tinggi jatuh yang sedang antara 30 sampai 200 meter dan debit relatif cukup, maka untuk kondisi seperti ini gunakanlah turbin Francis atau cross-flow.

12

3. Tinggi jatuh yang tinggi yakni di atas 200 meter dan debit sedang, maka gunakanlah turbin impuls jenis Pelton.

Gambar 2.4 menunjukan bentuk kontruksi tiga macam roda gerak turbin konvensional.

Kaplan Pelton

francis

Gambar 2.4. Berbagai jenis roda gerak turbin konvensional (Sayersz, 1992)

C. Turbin Helik

Turbin helik adalah turbin yang digunakan untuk memanfaatkan energi kinetik dan tenaga air pada head yang rendah ditunjukkan pada Gambar 2.5. Turbin ini tidak memerlukan air yang dalam untuk instalasi horisontal, memungkinkan penggunaan di lokasi dangkal. Turbin pada Gambar 2.5, memiliki sudu yang

13

terletak dipinggiran rotasi berbeda dengan baling-baling. Turbin helik bekerja dengan memanfaatkan aliran air yang akan melewati airfoil ( sudu turbin helik) karena bentuk sudu airfoil dan sudunya terpilin memungkinkan jika dilewati aliran air akan mengakibatkan putaran.

Gambar 2.5. Turbin helik dengan dua sudu (Gorlov, 1998)

Turbin helik terdiri dari sudu di sepanjang permukaan silinder seperti ulir. Sudu dapat memberikan reaksi dorong dari arus yang baik tanpa getaran yang signifikan. Memberikan manfaat penting dalam desain proyek hidro.

14

D. Model Matematik untuk Perancangan Turbin Helik

Putaran suatu turbin tergantung pada geometri dari turbin itu sendiri seperti diameter, panjang turbin, dan jenis sudu. Karakteristik geometris yang paling umum digunakan pada putaran turbin adalah soliditas relatif yang didefinisikan sebagaiσ= nb / D, dimana nadalah jumlah sudu,b-chord dari masing-masing

sudu, dan D - diameter turbin. Soliditas relatif dapat digunakan untuk perhitungan drag. Namun, untuk perhitungan drag yang lebih tepat, yang menunjukkan soliditas dari turbin helik olehS(proyeksi sudu pada poros turbin), dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini, (Gorlov, 2010) :

S = d + sin d sin …….………(2.2)

Dimana :

S adalah proyeksi sudu pada poros turbin n adalah jumlah sudu

H adalah tinggi / panjang turbin ( m) r adalah jari-jari (m)

d adalah setengah dari sudu chord dalam radian terhadap sumbu rotasi (radian)

σ _{= S/2Hr adalah soliditas relatif dari turbin. Dengan demikian, dapat dihitung}

sebagai

= d + sin d sin ………...………(2.3)

Untuk turbin dua sudu dapat dihitung dengan:

= [d 1 + sin d + cos d]……….….………(2.4)

15

= 3 + sin + 3 cos ……...…….………...(2.5)

Untuk menghitung gayadrag, dapat dihitung dengan:

D = C AV (N)…..………...………...………..……….………(2.6)

Untuk menghitung gayalift, dapat dihitung dengan:

L = (N)…...…………..……….….(2.7)

Dimana:

Cd adalah koefisiendrag(N) Cl adalah koefesianLift (N)

ρ adalah densitas fluida (kg/m³)

A = 2hr adalah daerah frontal turbin (m²) V adalah kecepatan air (m/s)

F adalah gaya air pada turbin (N)

Atau juga sebagai sebuah pendekatan, bahwa sudu memiliki bentuk suatu persegi panjang tipis dengan panjang sama dengan b chord dari airfoil itu mengubah proporsi antaraliftdandrag. (Gorlov, 1998):

Perhitungan Torsi yang dihasilkan turbin:

T = F. R (N.m)………...…………..………(2.8)

Dimana:

T adalah torsi (N.m)

F adalah gaya air pada turbin (N) R adalah jari-jari turbin (m)

16

P = . Q. V …….………..………..………….(2.9)

Dimana:

Pwadalah daya hidro ( Watt)

ρ adalah kerapatan massa fluida ( 1000 kg/m3)

Q adalah debit (m³/s)

V adalah kecepatan aliran air ( m/s)

Untuk mengetahui daya output yang dihasilkan turbin diperoleh dengan:

P = Tω(Watt)……….…...(2.10) Dimana :

T adalah torsi ( Nm)

ω adalah kecepatan sudut turbin, (rad / sec)

Dengan mensubstitusikan putaran turbin n (rpm) kedalam Persamaan 2.10, maka

Pt= 0,105Tn……...………(2.11)

Efisiensi turbin diperoleh dengan :

= x 100%...………..…(2.12)

Dimana:

Pt adalah daya poros (Watt) Pwadalah daya hidro ( Watt)

E. Airfoil

Airfoiladalah salah satu bentuk bodi aerodinamika sederhana yang berguna untuk dapat memberikan gaya angkat tertentu terhadap suatu bodi lainnya dan dengan

bantuan penyelesaia berapa besarnya gay standar dataNACA,ai

Gambar 2. Dimana:

D adalah gayadr

L adalah gayalift

W adalah resulta V adalah kecepat U adalah kecepa α adalah sudut s

aian matematis sangat memungkinkan untuk gaya angkat yang dihasilkan oleh suatu bodiairfoil

,airfoiltersebut mempunyai data-data teknis tiap be

r 2.6. Aliran gaya padaairfoil(Wikipedia, 2007)

drag lift ultan kecepatan patan keliling patan aliran udut serang 17

uk memprediksi

oil. Berdasarkan ap bentuknya

Dari gambar aliran bervariasi, begitu jug terbentuk antara ke Dari pertimbangan (α) dapat dihitung de

W = U 1 + 2cosλ+ .

= tan

dimana:

=

..………

dimanaλadalahtip s

Untuk airfoil NAC

aerodinamikanya yan digit, yang mana seti

an gaya pada Gambar 2.6 tersebut dihasilkan ke u juga dengan α (sudut serang). Sudut serang adala kecepatan resultan (W) dengan kecepatan kelili n geometris, vektor kecepatan resultan (W) dan dengan cara:

W = U 1 + 2cosλ+λ .………..………

= tan

…..………

=

………...

λ ip speed ratio.

Gambar 2.7. Bagian–bagianairfoil

CA, telah dikeluarkan standar data beserta yang dinyatakan dalam bentuk serial number yang

etiap digitnya mempunyai arti sebagai berikut:

18

kecepatan yang dalah sudut yang liling sudu (V). dan sudut serang

W = U 1 + 2cos + . ……….(2.13)

= tan

…...…..(2.14)

=

...……..(2.15)

λ

a karakterisitik ng terdiri dari 4

19

 Angka pertama: menunjukkan harga maksimumchamberdalam prosentase terhadapchord.

 Angka kedua: menunjukkan lokasi dari maksimum chamber dalam persepuluhchord.

 Dua angka terakhir: menunjukkan maksimum thickness dalam prosentase

chord.

Dengan pengertian variabel geometrisairfoilsebagai berikut :  Leading edge(LE) adalah ujung depan dariairfoil

 Trailling edge(TE )adalah ujung belakangairfoil

 Chord(c) adalah jarak antaraleading edgedengantrailing edge

 Chord line adalah garis lurus yang menghubungkan leading edge dengan

trailing edge

 Chamber line adalah garis yang membagi sama besar antara permukaan atas dan permukaan bawah dariairfoil.

 Maksimum chamber (zc) adalah jarak maksimum antara mean chamber line dan chord line. Posisi maksimum chamber diukur dari leading edge

dalam bentuk persentasechord.

 Maksimum thickness (t) adalah jarak maksimum antara permukaan atas dan permukaan bawahairfoil yang juga diukur tegak lurus terhadap chord line.

Kebanyakan turbin memakai sudu (sirip baling-baling), Airfoil berbentuk penampang sayap pesawat (airfoil), karena efisiensinya tinggi dan menghasilkan

20

beda tekanan yang besar di antara kedua sisi blade untuk berputar dengan momen gaya yang cukup besar. Airfoil adalah suatu sudu berpenampang lengkung parabolik dengan bagian depan cukup halus dan bagian ujung runcing. Angin melewatiairfoillebih cepat di bagian atas daripada bagian bawahnya. Hal ini akan menimbulkan tekanan yang lebih besar pada bagian bawah sehingga terjadi gaya angkat. Bila sudut airfoilterhadap horisontal (pitch) melebihi sudut kritik (10º- 16º) maka lapisan batas akan terbentuk di ujung airfoil. Hal ini akan menimbulkan olakan (turbulen) yang dapat menurunkanliftdan menaikkandrag, kejadian ini dinamakan stall, Stallini dapat juga terjadi bila kecepatan air terlalu besar. Untuk itu kebanyakan disain turbin dilengkapi dengan pengontrol sudut (pitch) pada blade. Pada saat kecepatan angin turun, blade bergerak memutar menghadap arah angin, tetapi pada saat kecepatan angin sangat besar maka bergerak memutar menjauhi arah angin. Hal ini dibuat agar disain turbin dapat menghasilkan daya yang optimal dan konstan.

21

= _. 0.2969 0.1260 0.3516 + 0.2843 0.1015 ….

………..(2.16)

Dimana:

x adalah posisi sepanjangchorddari 0 sampai c y adalah setengah ketebalan pada nilai tertentu x

t adalah tebal maksimum sebagai sebagian kecil dari chord ( persentase dari

chordyang diambil dari dua digit terakhir dalam naca 4 digit).

F. Roda Gila (Flywheel)

1. Pengertian Roda Gila (Flywheel)

Roda gila adalah sebuah massa yang berputar, dan digunakan sebagai penyimpan tenaga mesin. Tenaga yang disimpan dalam roda gila berupa energi kinetik yang besarnya.

T = 1 2 I ………...…….…(2.17)

Dimana:

I adalah momen inersia roda gila terhadap sumbu putarnya.

Pada saat tenaga bertambah, putarannya bertambah, dan tenaga tersebut tersimpan dalam roda gila. Pada saat mesin kekurangan tenaga maka roda gila tersebut akan memberikan tenaganya.

2. Koefisien Fluktuasi

Koefisien fluktuasi adalah variasi kecepatan yang diperlukan roda gila yang di definisikan sebagai:

22

=

=

………...………..(2.18)

Dimana:

ω1adalah kecepatan sudut maksimal roda gila (flywheel) ω2adalah kecepatan sudut minimal roda gila (flywheel) ω adalah kecepatan sudut rata–rata roda gila (flywheel)

V1adalah kecepatan maksimal suatu titik pada roda gila (flywheel) V2adalah kecepatan minimal suatu titik pada roda gila (flywheel)

adalah kecepatan rata–rata suatu titik pada roda gila (flywheel)

Nilai kefisien fluktuasi yang biasa dipakai (umum) dalam praktek, adalah berkisar antara 0,002 untuk generator listrik.

3. Menentukan Berat Roda gila Apabila :

ω1adalah kecepatan sudut maksimal roda gila (flywheel) ω2adalah kecepatan sudut minimal roda gila (flywheel)

I0 adalah momen kelembaman roda gila terhadap sumbu putarnya

Maka perubahan energi kinetik pada roda gila, pada kecepatan maksimum dan minimum dapat dituliskan dalam persamaan berikut

= ………..………..(2.19)

= ……….………….(2.20)

= ( + )( )………..…(2.21)

= ( + )( ) ………...(2.22)

Bila:

K adalah radius W adalah berat Maka :

I …………

E = ……… Sehingga :

= …… Apabila r adal berkonsentrasi p

dan =

Dengan mengga =

= =

…

Bila roda gila b

E = R δω = R

W = …… Dengan mempe berat roda gila ha

dius girasi roda gila terhadap sumbu putarnya at roda gila

I ….………..………

E = ………..………..………

= ………

dalah jari – jari roda gila, dan berat roda g si pada jari–jari rata–ratanya, maka :

=

gganti nilai = , maka:

= = ………

………

berupa disk, maka , sehingga harga E m

E = R = R δ ………

W = ………...………

pertimbangkan bagian – bagian yang lain ikut be a hanya 90 %, dari berat hasil perhitungan.

23

I ……..…(2.24)

E = ……….(2.25)

= ………...(2.26)

gila, dianggap

=

=

= = ………...(2.27)

……….(2.28)

E menjadi:

E = R = R ……..…(2.29)

W = ……….(2.30)

24

Dengan mempertimbangkan gaya sentrifugal yang diambil akibat putaran, maka kecepatan maksimum untuk roda gila dengan material baja adalah, v = 40 m/detik dan material besi tuang adalah v = 30 m/detik.

Pada analisa roda gila disini terdapat beberapa asumsi antara lain :

• Beban dianggap konstan

• Kecepatan mesin dianggap konstan, jadi percepatan mesin dianggap nol.

• Kecepatan rata – rata roda gila dianggap sama dengan kecepatan kerja mesin.

25

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Pembuatan roda gila (flywheel) dilakukan di Laboraturium Mekanika Fluida Fakultas Teknik Universitas Lampung (UNILA), serta pengujian turbin helik menggunakan variasi pembebanan roda gila (flywheel) akan dilakukan disaluran irigasi way tebu 1 dan 2 di Desa Banjaragung Udik, Kecamatan Pugung Kabupaten Tanggamus.

B. Tahapan Penelitian

Alat dan bahan yang digunakan untuk pembuatan roda gila (flywheel) model pengujian PLTMH menggunakan turbin helik serta alat yang akan digunakan untuk pengambilan data seperti pada gambar berikut:

1. Alat

Alat yang digunakan dalam pembuatan roda gila (flywheel) adalah mesin las, elektroda, gerinda, palu, meteran, mistar siku, busur, spidol, dan jangka. Alat-alat ini dapat dilihat pada Gambar 3.1 sampai dengan Gambar 3.5.

26

Gambar 3.1 Mesin las listrik dan elektroda

Gambar 3.2 Palu dan meteran

27

Gambar 3.4 Mistar siku, busur, spidol, dan jangka 2. Bahan

Bahan yang digunakan untuk pembuatan roda gila (flywheel) adalah pelat baja 5 mm. Bahan ini dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.5 Pelat 5 mm 3. Alat Yang Digunakan Untuk Pengambilan Data

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Tachometeruntuk mengukur putaran (rpm) 2. Multimeteruntuk mengukur tegangan listrik (V) 3. Clamp Ampereuntuk mengukur arus listrik (A) Alat-alat tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.8.

28

(a) (b) (c)

Gambar 3.6 (a).Tachometer, (b).Multimeterdan (c).Clamp Ampere.

4. Proses Pembuatan Roda Gila (Flywheel)

Pembuatan roda gila (flywheel) ini dimulai dengan menentukan berat dan diameter roda gila. Berat roda gila yang ditentukan adalah 10 kg, 15 kg, 20 kg, 25 kg dan 30 kg. Sedangkan panjang diameternya adalah 52,3 mm. Tahapan pengerjaan roda gila (flywheel):

Bahan yang digunakan adalah pelat dan besi cor dengan ukuran yang telah ditentukan dimana langkah-langkah pembuatannya adalah sebagai berikut: 1. Menyiapkan bahan.

2. Sketsa roda gila yang akan dibuat seperti pada gambar 3.7. 3. Memotong pelat dengan bentuk lingkaran yang telah ditentukan. 4. Mengebor plat yang sudah ditentukan.

5. Mengelas besi cor pada besi plat lingkaran dengan panjang dan kemiringan yang telah ditentukan.

29

7. Mengamplas sisi besi plat yang sudah dibentuk kemudian dibersihkan.

Gambar 3.7 sketsa roda gila (flywheel)

5. Analisa data pengujian

Untuk mendapatkan hasil unjuk kerja dari turbin helik, dapat diperoleh dengan menghitung daya poros (Pt), daya hidro (Pw) dan efisiensi dari turbin helik. Persamaan yang digunakan dalam menghitung unjuk kerja turbin helik adalah :

Daya Hidro

………...……….…...(2.9)

Dimana:

Pw adalah daya hidro ( Watt)

ρ adalah kerapatan massa fluida ( 1000 kg/m3)

Q adalah debit (m

V adalah kecepatan aliran air ( m/s) Daya Poros

……….……….……….(2.10)

30

T adalah torsi (Nm)

ω adalah kecepatan sudut turbin (rad / s) Dalam hal ini n = rpm, ω = 2πn/60

……….………_..………..…._(2.11)

Pt adalah daya poros (Watt) Pw adalah daya hidro ( Watt) 6. Metode Pengambilan Data

Adapun data yang akan di ambil dalam penelitian turbin helik di saluran irigasi way tebu 1 dan 2 di Desa Banjaragung Udik, Kecamatan Pugung Kabupaten Tanggamus adalah kecepatan yang dihasilkan oleh turbin helik (rpm), tegangan dan arus yang dihasilkan dari turbin helik. Proses pengambilan data terbagi menjadi beberapa tahap, antara lain dalam penelitian ini akan dilakukan pembuatan sistem pengujian turbin helik, seperti terlihat pada Gambar 3.8

31

Gambar 3.8 Sistem pengujian turbin helik menggunakan roda gila

Adapun langkah-langkah dalam pengujian turbin helik menggunakan roda gilapada sistem pengujian adalah sebagai berikut:

1. Memasang rangka pada saluran

2. Memasang turbin helik dengan menggunakan roda gila dengan berat 10 kg.

3. Membuka pintu air sesuai dengan kecepatan aliran 0,8 m/s. 4. Mencatat putaran turbin dan putaran generator

5. Mengambil data dengan menggunakan multimeter dan tang amper 6. Mencatat data yang diperoleh kedalam tabel

32

Tabel 3.1 contoh tabel untuk pengambilan data No Berat roda

gila (flywheel)

Voltase (volt) Arus (amper) Putaran Geneator (rpg)

Putaran poros (rpp)

1 2 3 4

7. Mengulang langkah–_{langkah di atas dengan menggunakan variasi}

pembebanan berat roda gila (flywheel) masing–_{masing berat yaitu 15 kg,}

33

Gambar 3.9 Diagram Alur Proses Penelitian Mulai

Studi Literatur

Selesai Kesimpulan dan

saran Analisa Data :

Melakukan pengolahan data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan

Merakit dan menyiapkan bentuk model PLTMH secara lengkap

Pembuatan model roda gerak turbin helik dan roda gila

48

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pada model turbin helik dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Hasil pengujian pembebanan roda gila (flywheel) pada turbin helik NACA 0030 menghasilkan torsi maksimum sebesar 40,11 Nm, menghasilkan daya poros maksimum sebesar 112,59 watt, efisiensi maksimum yang diperoleh sebesar 36,65 % pada berat roda gila (flywheel) 20 kg dan kecepatan air 0,8 m/s.

2. Hasil pengujian ini menunjukan peningkatan unjuk kerja dari hasil pengujian sebelumnya yang dilakukan oleh Andareas (2014) dan Rapa’i

(2014) yang diperoleh nilai efisiensi sebesar 33,97 %.

3. Dengan melihat hasil pengujian maka unjuk kerja model turbin helik NACA 0030 dengan menggunakan roda gila (flywheel) mendekati nilai efisiensi turbin helik yang diuji oleh US Department of Energy and the National Science Foundationpada tahun 1993-1995 sebesar 35 %.

49

B. Saran

Untuk mendukung penelitian dan pengujian selanjutnya, maka penulis memberikan saran perlu dilakukan variasi pembebanan roda gila (flywheel) yang lebih terperinci antara selisih 5 kg dari setiap berat roda gila (flywheel)

DAFTAR PUSTAKA

Bass, R. 2009. Hydroelectric Feasibility Study.Oregon InstituteOfTechnology.Oregon City.

Dietzel, F.1996. Turbin Pompa dan kompresor.PT. GeloraAksaraPratama, Jakarta.

Gorlov, A.M, 1998. Development Of The Helical Reaction Hydraulic Turbin. PI MIME Departement Northeastern University Boston, MA 02115. Diunduh dari http://www.osti.gov/scitech/servlests/purl/666280 pada tanggal 03 Juli 2014

Hendar, Ujang. 2007. Desain, Manufacturing dan Instalasi Turbin Propeller Open Flume Ø 125 Mm di Cv Cihanjuang Inti Teknik Cimahi-Jawa Barat. Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor.

IBEKA. 2002. Panduan Pemasangan, Pengoperasian dan Perawatan Turbin Cross Flow. Yayasan Institut Bisnis dan Ekonomi Kerakyatan . Bandung

Mairi.2010.Penelitian Pengembangan Mikro Hidro Elektrik Dengan Pemanfaatan Hasil Air DAS di Sulawesi Utara.Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Balai Penelitian Kehutanan Manado.

Minas.Ingeniero.1998.Layman's HandbookOn how to develop small hydro site. U.Politécnica de Madrid

Mockmoore. C.A. 1949. The Banki Water Turbine.Ennggineering Experiment Station Oregon State System.Higher Education Oregon State College Corvallis

Patty. O.F. 1995,Tenaga Air,Erlangga, Jakarta.

Robert W. Fox, Alan T Mcdonald.2011. introduction to Fluid Mechanics 8rdedition.John Willey & Sons. USA.

Suga, K. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PradnyaParamita, Jakarta.

Sitepu, W Andareas. 2014.Kajian Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Terhadap Unjuk Kerja Turbin Helik Untuk Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).Universiats Lampung Bandar Lampung.

http://id.wikepedia.org/wiki/2013/Mikrohidro.html diunduh pada tanggal 12 Juli 2014

http://wikipedia.org/wiki/2007/file:ossberger_turbine.jpg diunduh pada tanggal 11 Juli 2014

http://wikipedia.org/wiki/2004/file:francis_turbine_complete.jpg diunduh pada tanggal 11 Februari 2014

gila (flywheel)

Geneator (rpg)

(rpp)

1 2 3 4

7. Mengulang langkah–_{langkah di atas dengan menggunakan variasi} pembebanan berat roda gila (flywheel) masing–_{masing berat yaitu 15 kg,} 20 kg, 25 kg, dan 30 kg.

33

Gambar 3.9 Diagram Alur Proses Penelitian Mulai

Studi Literatur

Selesai Kesimpulan dan

saran Analisa Data :

Melakukan pengolahan data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan

Merakit dan menyiapkan bentuk model PLTMH secara lengkap

Pembuatan model roda gerak turbin helik dan roda gila

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan pada model turbin helik dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Hasil pengujian pembebanan roda gila (flywheel) pada turbin helik NACA 0030 menghasilkan torsi maksimum sebesar 40,11 Nm, menghasilkan daya poros maksimum sebesar 112,59 watt, efisiensi maksimum yang diperoleh sebesar 36,65 % pada berat roda gila (flywheel) 20 kg dan kecepatan air 0,8 m/s.

2. Hasil pengujian ini menunjukan peningkatan unjuk kerja dari hasil pengujian sebelumnya yang dilakukan oleh Andareas (2014) dan Rapa’i (2014) yang diperoleh nilai efisiensi sebesar 33,97 %.

3. Dengan melihat hasil pengujian maka unjuk kerja model turbin helik NACA 0030 dengan menggunakan roda gila (flywheel) mendekati nilai efisiensi turbin helik yang diuji oleh US Department of Energy and the National Science Foundationpada tahun 1993-1995 sebesar 35 %.

49

B. Saran

Untuk mendukung penelitian dan pengujian selanjutnya, maka penulis memberikan saran perlu dilakukan variasi pembebanan roda gila (flywheel) yang lebih terperinci antara selisih 5 kg dari setiap berat roda gila (flywheel)

Dietzel, F.1996. Turbin Pompa dan kompresor.PT. GeloraAksaraPratama, Jakarta.

Gorlov, A.M, 1998. Development Of The Helical Reaction Hydraulic Turbin. PI MIME Departement Northeastern University Boston, MA 02115. Diunduh dari http://www.osti.gov/scitech/servlests/purl/666280 pada tanggal 03 Juli 2014

Hendar, Ujang. 2007. Desain, Manufacturing dan Instalasi Turbin Propeller Open Flume Ø 125 Mm di Cv Cihanjuang Inti Teknik Cimahi-Jawa Barat. Fakultas Teknologi Pertanian IPB. Bogor.

IBEKA. 2002. Panduan Pemasangan, Pengoperasian dan Perawatan Turbin Cross Flow. Yayasan Institut Bisnis dan Ekonomi Kerakyatan . Bandung

Mairi.2010.Penelitian Pengembangan Mikro Hidro Elektrik Dengan Pemanfaatan Hasil Air DAS di Sulawesi Utara.Departemen Kehutanan Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Balai Penelitian Kehutanan Manado.

Minas.Ingeniero.1998.Layman's HandbookOn how to develop small hydro site. U.Politécnica de Madrid

Mockmoore. C.A. 1949. The Banki Water Turbine.Ennggineering Experiment Station Oregon State System.Higher Education Oregon State College Corvallis

Patty. O.F. 1995,Tenaga Air,Erlangga, Jakarta.

Robert W. Fox, Alan T Mcdonald.2011. introduction to Fluid Mechanics 8rdedition.John Willey & Sons. USA.

Suga, K. 2004. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PradnyaParamita, Jakarta.

Sitepu, W Andareas. 2014.Kajian Eksperimental Pengaruh Bentuk Sudu Terhadap Unjuk Kerja Turbin Helik Untuk Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH).Universiats Lampung Bandar Lampung.

http://id.wikepedia.org/wiki/2013/Mikrohidro.html diunduh pada tanggal 12 Juli 2014

http://wikipedia.org/wiki/2007/file:ossberger_turbine.jpg diunduh pada tanggal 11 Juli 2014

http://wikipedia.org/wiki/2004/file:francis_turbine_complete.jpg diunduh pada tanggal 11 Februari 2014