Rancang Bangun Turbin Vortex Dengan Casing Berpenampang Lingkaran Yang Menggunakan Sudu Diameter 46cm Pada 3 Variasi Jarak Antara Sudu Dan Saluran Keluar

BAB I
PENDAHULUAN
1.1.

Latar Belakang
Energi pada saat sekarang ini semakin berkurang akibat penggunaan

energi fosil secara berlebihan di semua bidang, ilmuwan diselurah dunia
menyadari hal ini dan mencoba berbagai energi alternatif. Salah satu sumber
energy saat ini yang banyak dilakukan penelitian adalah arus air. Penggunaan
berbagai macam turbin semakin maju. Indonesia adalah negara agraris yang
menghasilkan air secara terus menerus, sehingga turbin air lebih diutamakan dari
turbin angin karena angin di indonesia relatif stabil. Alih fungsi turbin angin
menjadi turbin air perlu dilakukan studi lebih lanjut. Massa jenis air yang hampir
1000 kali lipat massa jenis udara menyebabkan gaya dan torsi yang
mempengaruhi turbin semakin besar.
Pembangkit listrik tenaga air saat ini menjadi salah satu pilihan dalam
memanfaatkan sumber energi terbaru, namun pemanfaatan yang ada masih
menggunakan teknologi yang sederhana. Pembangkit Listrik jenis ini dalam
proses pembuatannya sangat ekonomis, tapi masih dalam skala kecil. Artinya
pembangkit-pembangkit ini hanya mampu mencukupi pemakaian energi listrik

untuk sejumlah rumah saja. Jenis Pembangkit Listrik Tenaga Air ini sering
disebut Microhydro atau sering juga disebut Picohydro tergantung keluaran daya
listrik yang dihasilkan.
Microhydro ataupun Picohydro yang dibuat biasanya memanfaatkan air
terjun dengan head jatuh yang besar. Sedangkan untuk aliran sungai dengan head
jatuh yang kecil belum termanfaatkan dengan optimal. Hal ini menjadi referensi
untuk memanfaatkan aliran sungai dengan mengubahnya menjadi aliran vortex.
Seorang Peneliti dari Jerman Viktor Schauberger mengembangkan
teknologi aliran vortex (pusaran) untuk diterapkan pada pemodelan turbin air.
Aliran vortex yang juga dikenal sebagai aliran pulsating atau pusaran dapat terjadi
pada suatu fluida yang mengalir dalam suatu saluran yang mengalami perubahan
mendadak. Fenomena aliran vortex sering dijumpai pada pemodelan sayap
pesawat, aliran vortex cendrung dianggap sebagai suatu kerugian dalam suatu
1
Universitas Sumatera Utara

aliran fluida. Dalam penelitiannya Viktor Schauberger, memanfaatkan aliran
irigasi yang kemudian diubah menjadi aliran vortex (pusaran), kemudian
dimanfaatkan untuk menggerakkan sudu turbin. Dari penelitian ini didapatkan
efisiensi sebesar 75 % dengan tinggi air jatuh 0,6 m. Namun pada penelitiannya

Viktor Schauberger tidak menjelaskan pengaruh tinggi sudu turbin. Bertolak dari
kondisi tersebut di atas maka penyusun melakukan penelitian untuk melihat
pengaruh tinggi sudu turbin terhadap performansi turbin.
Penelitian tentang “turbin vortex” belum sempurna, bukan dikarenakan
Indonesia kekurangan penemu tetapi pengaplikasiannya belum banyak sehingga
dapat dijadikan tolak ukur. Oleh karena itu perlu dibuat penganalisaan disamping
pembuatan turbin vortex itu sendiri, agar nantinya effisiensi dari turbin air didapat
maksimal.

1.2.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari pelaksanaan dan penulisan laporan tugas akhir ini adalah

untuk mengetahui pengaruh luas saluran buang dan jarak sudu dari dasar casing
terhadap:
1. Torsi dan putaran poros maksimum yang dihasilkan turbin.
2. Daya optimal turbin yang dihasilkan.
3. Efisiensi turbin.

1.3.

Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah menambah pengetahuan bahwa

aliran sungai pun dapat dimanfaatkan menjadi energi listrik secara optimal.

1.4.

Batasan Masalah
Dalam penulisan laporan tugas akhir ini ada beberapa batasan masalah

yang diberikan agar penelitian ini lebih terarah, yaitu:
1. Pengamatan kinerja turbin dianalisa terhadap aliran vortex,pada casing
rumah sudu Spiral dan Lingkaran
2. Tipe sudu yang digunakan adalah lengkung.
3. Diameter Casing Turbin 90 cm dan Tinggi Casing Turbin 100 cm

2
Universitas Sumatera Utara

4. Jumlah sudu yang digunakan adalah 8
5. Tinggi sudu turbin adalah 90 cm.

1.5.

Metodologi Penelitian
Adapun metode pengumpulan data dalam skripsi ini adalah sebagai
berikut:
1) Pengujian
Penulis melakukan pengujian langsung pada turbin air vortex untuk
memperoleh data yang akan diolah.
2) Studi Pustaka
a)

Membaca dan mempelajari buku-buku literatur untuk dapat
mengetahui dasar teori yang berhubungan dengan permasalahan
yang dibahas.

b)

Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing dan sesama
mahasiswa.

1.6.

Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan

mempermudah pembaca memahami tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian, yaitu:

BAB I

:

PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan pendahuluan tentang studi kasus dan pemecahan masalah
yang berisi antara lain : latar belakang, tujuan penelitian, manfaat penelitian,

batasan masalah dan sistematika penulisan.

BAB II

: TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi tentang dasar teori dari topik yang dikaji dan digunakan sebagai
landasan dalam memecahkan masalah dan menganalisis permasalahan tersebut
meliputi penjelasan mengenai Fluida, Hukum Bernoulli, Aliran vortex, Turbin air,
Klasifikasi Turbin air dan performansi dan efisiensi.

3
Universitas Sumatera Utara

BAB III

: METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi tentang beberapa tahapan persiapan sebelum pengujian, prosedur
pengujian, dan diagram alir pengujian.

BAB IV

: PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA DATA

Bab ini berisi tentang pembahasan dari data-data yang diperoleh yakni analisa
torsi turbin, daya turbin dan efisiensi turbin.

BAB V

: KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil analisa dan saran untuk
penyempurnaan hasil penelitian untuk penelitian berikutnya.

DAFTAR PUSTAKA

4
Universitas Sumatera Utara