Rancang Bangun Dan Pengujian Turbin Pelton Mini Bertekanan 7 Bar Dengan Diameter Roda Turbin 68 mm Dan Jumlah Sudu 12
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Dalam kemajuan teknologi sekarang ini banyak dibuat peralatan- peralatan yang
inovatif dan tepat guna. Salah satu contoh dalam bidang teknik mesin terutama dalam bidang
konversi energi dan pemanfaatan alam sebagai sumber energi. Diantaranya adalah
pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik. Listrik, sebuah kata
yang hampir tidak bisa dihilangkan dalam kehidupan masyarakat saat ini. Hampir semua
aktivitas manusia zaman sekarang membutuhkan listrik. Hal ini terbukti dengan banyaknya
keluhan kepada pihak PLN jika terjadinya pemadaman listrik. Namun hal ini terlihat ironis
dengan kenyataan bahwa ternyata di zaman listrik saat ini masih banyak masyarakat yang
belum menikmatinya, terutama mereka yang bertempat tinggal di daerah pedesaan yg belum
terjangkau oleh PLN. Walaupun bisa memperoleh listrik maka harus membayar dengan harga
yang mahal. Kenyataan yang ada saat ini masyarakat pedesaan lebih memilih menggunakan
genset (generator set) untuk memenuhi kebutuhan mereka akan listrik. Padahal sebenarnya
disekitar mereka ada sumber daya alam yang potensial untuk dijadikan sebagai sumber
pembangkit listrik yaitu air.
Sumber-sumber air yang melimpah di daerah pedesaan dapat dimanfaatkan sebagai
sumber energi listrik. Penggunaan air sebagai sumber energi listrik lebih menguntungkan
daripada menggunakan genset. Dengan menggunakan PLTMH, hanya memerlukan modal
untuk investasi awal saja, selanjutnya akan mendapatkan listrik secara gratis selama 24 jam
non-stop. Selain itu penggunaan PLTMH di wilayah pedesaan secara tidak langsung juga
akan membuat masyarakat aktif untuk menjaga hutan, karena jika hutan tidak terjaga maka
sumber air akan mengering sehingga tidak bisa memperoleh listrik.
Universitas Sumatera Utara
PLTMH adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, yaitu
pembangkit listrik skala kecil (kurang dari 200 kW), yang memanfaatkan tenaga air sebagai
sumber penghasil energi. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut
clean energy karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi PLTMH dipilih karena
konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan
suku cadang. Secara ekonomi biaya operasi dan perawatannya relative murah, sedangkan
biaya investasinya cukup bersaing dengan pembangkit listrik lainnya. Secara sosial, PLTMH
mudah diterima masyarakat luas ( bandingkan dengan PLT Nuklir ). PLTMH biasanya dibuat
dalam skala desa di daerah-daerah terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN.
Tenaga air yang digunakan dapat berupa aliran air pada sistem irigasi, sungai yang dibendung
atau air terjun.
Keuntungan dari pengembangan PLTM dan PLTMH bagi masyarakat pedesaan dan
desa terpencil antara lain:
1.
Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umumnya berada di
wilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik.
2.
Penggunaan energi konvensional, seperti batu bara untuk pembangkit tenaga
listrik di wilayah ini akan memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan
biaya transportasi bahan bakar.
3.
Mengurangi ketergantungan pada penggunaan bahan bakar fosil.
4.
Meningkatkan kegiatan perekonomian, sehingga diharapkan dapat menambah
penghasilan masyarakat.
Di Sumatera Utara contohnya, sudah dibangun dua buah pembangkit listrik tenaga
mikro hidro (PLTMH), masing-masing berlokasi di Asahan dan Tapanuli Tengah, yang
dibangun pada tahun 2005 dan 2006. Dua pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH)
akan dibangun lagi di wilayah Pakpak Bharat dan Humbang Hasundutan, Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
Pembangunan pembangkit listrik tenaga air tersebut merupakan realisasi pemerintah untuk
mengurangi jumlah rumah tangga (RT) yang belum memperoleh sambungan listrik dari PLN,
yang besarnya sekitar 500.000 rumah tangga. Pembangkit listrik tenaga mikro hidro tersebut
akan menghasilkan listrik dengan kapasitas sebesar 30 hingga 40 kilowatt. Sebenarnya masih
banyak daerah di Sumatera Utara yang berpotensi untuk dibangun pembangkit listrik tenaga
mikro hidro, tetapi terkendala oleh teknologi dan biaya.
Fakta di atas menunjukkan bahwa pembangkit listrik tenaga mikro hidro sangat sesuai
digunakan di Indonesia. Potensi ini sangat banyak dan tidak digunakan dengan maksimal.
Oleh karena itu, untuk mendapatkan manfaat dari sumber energi yang terbuang ini sangat
dibutuhkan pengembangan teknologi PLTM dan PLTMH. Karena melihat potensi yang ada
pengembangan teknologi ini bisa menjadi salah satu terobosan dalam memenuhi kebutuhan
listrik di pedesaan dan desa terpencil sehingga ini melatarbelakangi skripsi ini.
1.2
MAKSUD DAN TUJUAN PERANCANGAN
Maksud dari perancangan adalah untuk memenuhi syarat kelulusan untuk mendapatkan
gelar sarjana. Adapun tujuan dari perancangan ini dalah:
1. Merancang bangun Turbin Pelton mini bertekanan 7 bar dengan diameter roda turbin
68 mm pada jumlah sudu 12.
2. Menganalisa performance Turbin Pelton dengan menggunakan variasi diamater puli.
3. Menganalisa Turbin Pelton dengan menggunakan beban lampu (daya 6 Watt dan
tegangan 12 V).
Universitas Sumatera Utara
1.3
BATASAN MASALAH
Karena luasnya permasalahan ini, maka pengujian ini dibatasi pada:
1.
Merancang bangun Turbin Pelton mini bertekanan 7 bar dengan diameter roda
turbin 68 mm pada jumlah sudu 12.
2.
Menganalisis perhitungan pengaruh putaran generator terhadap momen torsi puli
dengan menggunakan variasi diameter puli : 12 mm, 34 mm, dan 51 mm.
3.
Pengujian perilaku Turbin Pelton dengan parameter putaran turbin (rpm), tegangan
listrik (volt), dan kuat arus (ampere) terhadap pembebanan bola lampu 6 watt.
1.4
SISTEMATIKA PENULISAN
Laporan ini adalah buku skripsi yang terdiri atas beberapa bab, yaitu:
1.
BAB I
: Pendahuluan yang meliputi latar belakang penulisan,
maksud dan tujuan perancangan, batasan masalah, dan sistematika
penulisan.
2.
BAB II
: Tinjauan pustaka yang berisi teori dasar turbin air, Turbin Pelton.
3.
BAB III
: Metodologi penelitian dan alat penelitian berisi sistematika atau alur
(flow) proses pengujian dilakukan.
4.
BAB IV
: Hasil pengujian dan analisa.
5.
BAB V
: Kesimpulan dan saran.
6.
DAFTAR PUSTAKA
7.
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Dalam kemajuan teknologi sekarang ini banyak dibuat peralatan- peralatan yang
inovatif dan tepat guna. Salah satu contoh dalam bidang teknik mesin terutama dalam bidang
konversi energi dan pemanfaatan alam sebagai sumber energi. Diantaranya adalah
pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik. Listrik, sebuah kata
yang hampir tidak bisa dihilangkan dalam kehidupan masyarakat saat ini. Hampir semua
aktivitas manusia zaman sekarang membutuhkan listrik. Hal ini terbukti dengan banyaknya
keluhan kepada pihak PLN jika terjadinya pemadaman listrik. Namun hal ini terlihat ironis
dengan kenyataan bahwa ternyata di zaman listrik saat ini masih banyak masyarakat yang
belum menikmatinya, terutama mereka yang bertempat tinggal di daerah pedesaan yg belum
terjangkau oleh PLN. Walaupun bisa memperoleh listrik maka harus membayar dengan harga
yang mahal. Kenyataan yang ada saat ini masyarakat pedesaan lebih memilih menggunakan
genset (generator set) untuk memenuhi kebutuhan mereka akan listrik. Padahal sebenarnya
disekitar mereka ada sumber daya alam yang potensial untuk dijadikan sebagai sumber
pembangkit listrik yaitu air.
Sumber-sumber air yang melimpah di daerah pedesaan dapat dimanfaatkan sebagai
sumber energi listrik. Penggunaan air sebagai sumber energi listrik lebih menguntungkan
daripada menggunakan genset. Dengan menggunakan PLTMH, hanya memerlukan modal
untuk investasi awal saja, selanjutnya akan mendapatkan listrik secara gratis selama 24 jam
non-stop. Selain itu penggunaan PLTMH di wilayah pedesaan secara tidak langsung juga
akan membuat masyarakat aktif untuk menjaga hutan, karena jika hutan tidak terjaga maka
sumber air akan mengering sehingga tidak bisa memperoleh listrik.
Universitas Sumatera Utara
PLTMH adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro, yaitu
pembangkit listrik skala kecil (kurang dari 200 kW), yang memanfaatkan tenaga air sebagai
sumber penghasil energi. PLTMH termasuk sumber energi terbarukan dan layak disebut
clean energy karena ramah lingkungan. Dari segi teknologi PLTMH dipilih karena
konstruksinya sederhana, mudah dioperasikan, serta mudah dalam perawatan dan penyediaan
suku cadang. Secara ekonomi biaya operasi dan perawatannya relative murah, sedangkan
biaya investasinya cukup bersaing dengan pembangkit listrik lainnya. Secara sosial, PLTMH
mudah diterima masyarakat luas ( bandingkan dengan PLT Nuklir ). PLTMH biasanya dibuat
dalam skala desa di daerah-daerah terpencil yang belum mendapatkan listrik dari PLN.
Tenaga air yang digunakan dapat berupa aliran air pada sistem irigasi, sungai yang dibendung
atau air terjun.
Keuntungan dari pengembangan PLTM dan PLTMH bagi masyarakat pedesaan dan
desa terpencil antara lain:
1.
Lokasi sumber daya air untuk PLTM dan PLTMH pada umumnya berada di
wilayah pedesaan dan desa terpencil yang belum terjangkau jaringan listrik.
2.
Penggunaan energi konvensional, seperti batu bara untuk pembangkit tenaga
listrik di wilayah ini akan memerlukan biaya yang tinggi karena adanya tambahan
biaya transportasi bahan bakar.
3.
Mengurangi ketergantungan pada penggunaan bahan bakar fosil.
4.
Meningkatkan kegiatan perekonomian, sehingga diharapkan dapat menambah
penghasilan masyarakat.
Di Sumatera Utara contohnya, sudah dibangun dua buah pembangkit listrik tenaga
mikro hidro (PLTMH), masing-masing berlokasi di Asahan dan Tapanuli Tengah, yang
dibangun pada tahun 2005 dan 2006. Dua pembangkit listrik tenaga mikro hidro (PLTMH)
akan dibangun lagi di wilayah Pakpak Bharat dan Humbang Hasundutan, Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
Pembangunan pembangkit listrik tenaga air tersebut merupakan realisasi pemerintah untuk
mengurangi jumlah rumah tangga (RT) yang belum memperoleh sambungan listrik dari PLN,
yang besarnya sekitar 500.000 rumah tangga. Pembangkit listrik tenaga mikro hidro tersebut
akan menghasilkan listrik dengan kapasitas sebesar 30 hingga 40 kilowatt. Sebenarnya masih
banyak daerah di Sumatera Utara yang berpotensi untuk dibangun pembangkit listrik tenaga
mikro hidro, tetapi terkendala oleh teknologi dan biaya.
Fakta di atas menunjukkan bahwa pembangkit listrik tenaga mikro hidro sangat sesuai
digunakan di Indonesia. Potensi ini sangat banyak dan tidak digunakan dengan maksimal.
Oleh karena itu, untuk mendapatkan manfaat dari sumber energi yang terbuang ini sangat
dibutuhkan pengembangan teknologi PLTM dan PLTMH. Karena melihat potensi yang ada
pengembangan teknologi ini bisa menjadi salah satu terobosan dalam memenuhi kebutuhan
listrik di pedesaan dan desa terpencil sehingga ini melatarbelakangi skripsi ini.
1.2
MAKSUD DAN TUJUAN PERANCANGAN
Maksud dari perancangan adalah untuk memenuhi syarat kelulusan untuk mendapatkan
gelar sarjana. Adapun tujuan dari perancangan ini dalah:
1. Merancang bangun Turbin Pelton mini bertekanan 7 bar dengan diameter roda turbin
68 mm pada jumlah sudu 12.
2. Menganalisa performance Turbin Pelton dengan menggunakan variasi diamater puli.
3. Menganalisa Turbin Pelton dengan menggunakan beban lampu (daya 6 Watt dan
tegangan 12 V).
Universitas Sumatera Utara
1.3
BATASAN MASALAH
Karena luasnya permasalahan ini, maka pengujian ini dibatasi pada:
1.
Merancang bangun Turbin Pelton mini bertekanan 7 bar dengan diameter roda
turbin 68 mm pada jumlah sudu 12.
2.
Menganalisis perhitungan pengaruh putaran generator terhadap momen torsi puli
dengan menggunakan variasi diameter puli : 12 mm, 34 mm, dan 51 mm.
3.
Pengujian perilaku Turbin Pelton dengan parameter putaran turbin (rpm), tegangan
listrik (volt), dan kuat arus (ampere) terhadap pembebanan bola lampu 6 watt.
1.4
SISTEMATIKA PENULISAN
Laporan ini adalah buku skripsi yang terdiri atas beberapa bab, yaitu:
1.
BAB I
: Pendahuluan yang meliputi latar belakang penulisan,
maksud dan tujuan perancangan, batasan masalah, dan sistematika
penulisan.
2.
BAB II
: Tinjauan pustaka yang berisi teori dasar turbin air, Turbin Pelton.
3.
BAB III
: Metodologi penelitian dan alat penelitian berisi sistematika atau alur
(flow) proses pengujian dilakukan.
4.
BAB IV
: Hasil pengujian dan analisa.
5.
BAB V
: Kesimpulan dan saran.
6.
DAFTAR PUSTAKA
7.
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara