Materi Turbin Air MIKRO HIDRO
HYDRO POWER PLANT
PRINSIP DASAR
Cara kerja pembangkit listrik tenaga air adalah dengan mengambil air dalam
jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk)
melalui intake,
kemudian dengan
menggunakan pipa pembawa
(headrace) air diarahkan menuju turbin. Namun sebelum menabrak
turbin, air dilewatkan ke pipa pesat (penstock) tujuannya adalah
meningkatkan energi dalam air dengan memanfaatkan
gravitasi.
Selain
itu
pipa
pesat
juga
mempertahankan
tekanan air jatuh, oleh karena itu pipa pesat tidak boleh bocor. Turbin
yang tertabrak air akan memutar generator dalam kecepatan tertentu,
sehingga terjadilah proses konversi energi dari gerak ke listrik. Sementara
air yang tadi digunakan untuk memutar turbin dikembalikan ke alirannya.
Besarnya energi
yang dapat dikonversi menjadi energi listrik
bergantung pada ketinggian jatuh air (Head) dan begitu pula pemilihan
turbin untuk PLTA.
PRINSIP DASAR
JENIS PLTA
Berdasarkan konstruksinya, ada
dua cara pemanfaatan tenaga air
untuk pembangkit listrik:
1. membangun bendungan dan
membuat reservoir untuk
mengalirkan air ke turbin.
2. Memanfaatkan aliran air
sungai tanpa membangun
bendungan dan reservoir
atau yang sering disebut
dengan Run-of-river
Hydropower.
KOMPONEN PLTA
Bendungan atau sungai
Jalanan Air
Turbin Air
KOMPONEN PLTA
BENDUNGAN
Bendungan atau dam adalah
konstruksi yang dibangun
untuk menahan laju air.
Seringkali bendungan juga
digunakan untuk mengalirkan
air ke sebuah pembangkit
listrik tenaga air.
Kebanyakan bendungan juga
memiliki bagian yang disebut
pintu air untuk membuang air
yang tidak diinginkan secara
bertahap atau berkelanjutan.
TIPE BENDUNGAN
• Bendungan beton
– Bendungan gravitasi
– Bendungan busur
– Bendungan rongga
• Bendungan urugan
– Bendungan urugan batu
– Bendungan urugan tanah
• Bendungan besi
• Bendungan kayu
BENDUNGAN BETON
BENDUNGAN BETON
BENDUNGAN URUGAN
Bendungan urugan merupakan bendungan yang dibuat dengan
urugan batu, bendungan tanah, dan bendungan campuran dari
kedua jenis tersebut. Bendunganini tidak membutuhkan pondasi
yang baik.
Bendungan
tanah
Bendungan batu
KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN
• Saluran curam banjir
Saluran yang dibangun dalam bendungan untuk mengalirkan
air yang berlebih, seperti banjir, dan lain sebagainya
• Pipa kuras
Pipa yang dibangun untuk membersihkan bendungan
dari kotoran seperti tanah, pasir, batu, dll
• Pintu dan Katup
• Pintu air geser tegak
• Pintu air limpah silindrik
• Pintu tainter
• Pintu air gerigi
KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN
TURBIN AIR
Turbin air dikembangkan pada
abad 19 dan digunakan
secara luas untuk tenaga
industri untuk jaringan listrik.
Sekarang lebih umum
dipakai untuk generator
listrik. Turbin kini
dimanfaatkan secara luas
dan merupakan sumber
energi yang dapat
diperbaharukan.
KLASIFIKASI TURBIN AIR
B
da
ark
a I
p m
ubp
a
u
n
tekl
a s
n e
n
on AIR
KLASIFIKASI
TURBIN
–
P
e
lt
o
R
e
a
c
t
i
–
Tu
rg
o
– Francis
–
Cr
os
s
flo
w
– Tubular
– Propeller
– Kaplan
– Tyson
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.
Contoh : Turbin Francis
TURBIN REAKSI
TURBIN IMPULS
Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik
pada nozle. Air keluar nozle yang mempunyai
kecepatan
tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur
sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi
perubahan momentum (impulse). 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 dan
tekanan
ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi
energi kecepatan.
TURBIN IMPULS
Contoh : Turbin Pelton
KLASIFIKASI TURBIN AIR
• Pelton
• 300 m (high), turbin kecepatan tinggi
• Lokasi; gunung-gunung tinggi
KLASIFIKASI TURBIN AIR
• Francis
• 50 -300 m (medium), turbin kecepatan sedang
• Dilengkapi dengan dam yang besar guna mendapatkan
debit air yang besar
KLASIFIKASI TURBIN AIR
•Kaplan
•
PRINSIP DASAR
Cara kerja pembangkit listrik tenaga air adalah dengan mengambil air dalam
jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk)
melalui intake,
kemudian dengan
menggunakan pipa pembawa
(headrace) air diarahkan menuju turbin. Namun sebelum menabrak
turbin, air dilewatkan ke pipa pesat (penstock) tujuannya adalah
meningkatkan energi dalam air dengan memanfaatkan
gravitasi.
Selain
itu
pipa
pesat
juga
mempertahankan
tekanan air jatuh, oleh karena itu pipa pesat tidak boleh bocor. Turbin
yang tertabrak air akan memutar generator dalam kecepatan tertentu,
sehingga terjadilah proses konversi energi dari gerak ke listrik. Sementara
air yang tadi digunakan untuk memutar turbin dikembalikan ke alirannya.
Besarnya energi
yang dapat dikonversi menjadi energi listrik
bergantung pada ketinggian jatuh air (Head) dan begitu pula pemilihan
turbin untuk PLTA.
PRINSIP DASAR
JENIS PLTA
Berdasarkan konstruksinya, ada
dua cara pemanfaatan tenaga air
untuk pembangkit listrik:
1. membangun bendungan dan
membuat reservoir untuk
mengalirkan air ke turbin.
2. Memanfaatkan aliran air
sungai tanpa membangun
bendungan dan reservoir
atau yang sering disebut
dengan Run-of-river
Hydropower.
KOMPONEN PLTA
Bendungan atau sungai
Jalanan Air
Turbin Air
KOMPONEN PLTA
BENDUNGAN
Bendungan atau dam adalah
konstruksi yang dibangun
untuk menahan laju air.
Seringkali bendungan juga
digunakan untuk mengalirkan
air ke sebuah pembangkit
listrik tenaga air.
Kebanyakan bendungan juga
memiliki bagian yang disebut
pintu air untuk membuang air
yang tidak diinginkan secara
bertahap atau berkelanjutan.
TIPE BENDUNGAN
• Bendungan beton
– Bendungan gravitasi
– Bendungan busur
– Bendungan rongga
• Bendungan urugan
– Bendungan urugan batu
– Bendungan urugan tanah
• Bendungan besi
• Bendungan kayu
BENDUNGAN BETON
BENDUNGAN BETON
BENDUNGAN URUGAN
Bendungan urugan merupakan bendungan yang dibuat dengan
urugan batu, bendungan tanah, dan bendungan campuran dari
kedua jenis tersebut. Bendunganini tidak membutuhkan pondasi
yang baik.
Bendungan
tanah
Bendungan batu
KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN
• Saluran curam banjir
Saluran yang dibangun dalam bendungan untuk mengalirkan
air yang berlebih, seperti banjir, dan lain sebagainya
• Pipa kuras
Pipa yang dibangun untuk membersihkan bendungan
dari kotoran seperti tanah, pasir, batu, dll
• Pintu dan Katup
• Pintu air geser tegak
• Pintu air limpah silindrik
• Pintu tainter
• Pintu air gerigi
KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN
TURBIN AIR
Turbin air dikembangkan pada
abad 19 dan digunakan
secara luas untuk tenaga
industri untuk jaringan listrik.
Sekarang lebih umum
dipakai untuk generator
listrik. Turbin kini
dimanfaatkan secara luas
dan merupakan sumber
energi yang dapat
diperbaharukan.
KLASIFIKASI TURBIN AIR
B
da
ark
a I
p m
ubp
a
u
n
tekl
a s
n e
n
on AIR
KLASIFIKASI
TURBIN
–
P
e
lt
o
R
e
a
c
t
i
–
Tu
rg
o
– Francis
–
Cr
os
s
flo
w
– Tubular
– Propeller
– Kaplan
– Tyson
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.
Contoh : Turbin Francis
TURBIN REAKSI
TURBIN IMPULS
Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik
pada nozle. Air keluar nozle yang mempunyai
kecepatan
tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur
sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi
perubahan momentum (impulse). 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 dan
tekanan
ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi
energi kecepatan.
TURBIN IMPULS
Contoh : Turbin Pelton
KLASIFIKASI TURBIN AIR
• Pelton
• 300 m (high), turbin kecepatan tinggi
• Lokasi; gunung-gunung tinggi
KLASIFIKASI TURBIN AIR
• Francis
• 50 -300 m (medium), turbin kecepatan sedang
• Dilengkapi dengan dam yang besar guna mendapatkan
debit air yang besar
KLASIFIKASI TURBIN AIR
•Kaplan
•