Jenis jenis turbin turbin pelton turbin francis dan turbin kaplan

Pembangkit Tenaga Listrik

TURBIN PELTON

Turbin Pelton. Turbin Pelton adalah

turbin reaksi di mana satu atau lebih

pancaran air menumbuk roda yang

terdapat sejumlah mangkok.

Masing-Masing pancaran keluar

melalui nozzle dengan valve untuk

mengatur aliran. Turbin pelton

hanya digunakan untuk head tinggi.

Nozzel turbin berada searah dengan

piringan runner. Pada penelitian ini

dilakukan perhitungan untuk mendapatkan dimensi mangkok runner turbin pelton.

Mangkok runner ini dirancang agar dapat menerima energi kinetik dan mengambil

energi tersebut menjadi torsi pada poros generator.

Turbin Pelton merupakan turbin untuk tinggi terjun yang tinggi, yaitu di atas

300 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada

roda air turbin dilakukan melalui proses impuls sehingga turbin Pelton disebut juga

turbin impuls.

Turbin Pelton disebut juga turbin impuls atau turbin tekanan rata atau turbin

pancaran bebas karena tekanan air keluar nosel sama dengan tekanan atmosfer. Dalam

instalasi turbin ini semua energi ( geodetic dan tekanan ) diubah menjadi kecepatan

keluar nosel. Konstruksi nosel ada pada gambar di atas. Tidak semua sudu menerima

Ady Purnomo - 11301020003


hempasan air, tetapi secara bergantian tergantung posisi sudu tersebut. Jumlah

tergantung besarnya kapasitas air, dapat bervariasi satu sampai enam. Turbin pelton

dipakai untuk tinggi jatuh air yang besar, dengan kecepatan spesifik 1 sampai 15.

Instalasi dan begian utama turbin pelton. Turbin pelton biasanya berukuran

besar. Hal ini dapat dimaklumi karena dioperasikan pada tekananyang tinggi

danperubahan momentum yang diterima sudu-sudu sangat besar, dengan sendiri

struktur turbin harus kuat.

Pada turbin pelton semua energi tinggi tempet dan tekanan ketika masuk kesudu

jalan turbin telah telah diubah menjadi energi kecepatan Seperti terlihat pada gambar

dibawah ini:

Turbin pelton terdiri dari dua bagian utama yaitu :

Nosel

Roda Jalan

Nosel mempunyai beberapa fungsi yaitu:

1. Mengarahkan pancaran air ke sudu turbin.

2. Mengubah tekanan menjadi energi kinetik.

3. Mengatur kapasitas air yang masuk turbin.



Jarum yang berada pada nosel bertujuan untuk mengatur kapasitas dan

mengkonsentrasikan air yang terpancar di mulut nosel. Panjang jarum sangat

menentukan tingkat konsentrasi air, makin panjang jarum air makin terkonsentrasi.

Untuk turbin pelton dengan daya kecil, debit bisa diatur dengan hanya

menggeser kedudukan jarum sudu. Untuk instalasi yang lebih besar harus

menggunakan dua buah sistem pengaturan atau lebih,

Tujuan pengaturan ini adalah untuk menghindari terjadinya tekanan tumbukan

yang besar dalam pipa pesat yang timbul akibat penumpukkan nosel secara tiba-tiba

ketika beban turbin berkurang dengan tiba-tiba.

Untuk mengurangi putaran turbin pada kondisi atas, pembelokkan pancaran

akan berayaun kedepan jarum nosel terlebihdahulu sehingga pancaran air dari nosel

berbelok sebagian.

Jumlah nosel tergantung pada bilangan-bilangan spesifik nq trubin pelton.

Dimana nq dirumuskan :

Roda jalan berbentuk pelek (rim) dengan sejumlah sudu di sekelilinnya. Pelek

ini dihubungkan dengan poros dan seterusnya menggerakkan generator. Sudu turbin

pelton berbentuk elipsoida yang dibuat dengan bucket (sudu) dan di tengahnya

mempunyai splitter (pemisah air). Bentuk sudu sedemikian dimaksudkan supaya bisa

membalikkan putaran air dengan baik dan membebaskan sudu dari gaya samping.



TURBIN FRANCISTurbin francis bekerja dengan memakai proses tekanan lebih. Pada waktu air

masuk ke roda jalan, sebagian dari enrgi tinggi jatuh telah bekerja di dalam suddu

pengarah diubah sebagai kecepatan air masuk. Sisa energi tinggi jatuh dimamfaatkan

dalam sudu jalan, dengan adanya pipa isap memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja

di sudu jalan dengan semaksimum mungkin.

Turbin yang dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam dalm air. Air

yang masuk kedalam turbin dialirkan melalui pengisian air dari atas turbin (schact) atau

melalui sebuah rumah yang berbentuk spiral (rumah keong). Semua roda jalan selalu

bekerja. Daya yang dihasilkan turbin diatur dengan cara mengubah posisi pembukaan

sudu pengarah. Pembukaan sudu pengarah dapat dilakuakan dengan tangan atau dengan

pengatur dari oli tekan(gobernor tekanan oli), dengan demikian kapasitas air yang

masuk ke dalam roda turbin bisa diperbesar atau diperkecil.

Pada sisi sebelah luar roda jalan terdapat tekanan kerendahan (kurang dari 1

atmosfir) dan kecepatan aliran yang tinggi. Di dalam pipa isap kecepatan alirannya

akan berkurang dan tekanannya akan kembali naik sehingga air bisa dialirkan keluar

lewat saluran air di bawah dengan tekanan seperti keadaan sekitarnya. Pipa isap pada

turbin ini mempunyai fungsi mengubah energi kecepatan menjadi energi tekan.

Daerah kerja turbin francis. Jenis konstruksi turbin ini pertama kali

dilaksanakan sekitar tahun 1950. Sekarang turbin francis adalah yang paling banyak

dipakai, karena tinggi air jatuh dan kapasitasnya yang paling sering terdapat/ sesuai

dengan kebutuhannya. Dari hasil penggunaan dan penelitian yang terus-menerus untuk

pengembangan selanjutnya, turbin francis sekarang sudah bisa digunakan untuk tinggi



air jatuh sampai 700m dengan kapasitas air dan kecepatan air dan kecepatan putar yang

sesuai memenuhi harapan. Gambar berikut adalah daerah penggunaan dari beberapa

jenis konstruksi turbin yang berbeda :

Pokok utama pada gambar adalah adanya daerah penggunaan tipe turbin. Untuk

diketahui pada gambar diatas di dalam daerah yang dibatasi dengan garis terdapat

banyak jenis turbin yang dibuat, jadi sebetulnya garis tersebut sudah bukan merupakan

garis batas lagi. Karena ada turbin yang titik muatan beban penuhnya terletak di bawah

atau di atas daerah yang diberi tanda. Titik beban penuh turbin dapat juga terletak di

bawah daerah tersebut, bila dari kondisi tempat membutuhkan pemasangan turbin

dengan tinggi khusus dan berdasarkan alasan untuk menghindari kavitasi, sehingga

dengan demikian harus dipilih kecepatan spesifik yang kecil.

Turbin francis yang kecil sering terletak di bawah daerah tersebut, karena harus

menggerakkan generator yang mempunyai kecepatan putar yang tinggi dsan

dihubungkna langsung dengan roda gigi transmisi. Didalam daerah batas antara turbin

francis dengan turbin kaplan, Turbin kaplan lebih menguntungkan yaitu pada keadaan

beban tidak penuh randemennya lebih tinggi, karena sudu-suda turbin kaplan bisa

diatur sesuai dengan beban yang ada.



TURBIN KAPLANTurbin Kaplan adalah Turbin Air, jenis baling baling, yang memiliki pisau atau

sirip, yang dapat disesuaikan. Turbin ini dikembangkan pada tahun 1913 oleh Profesor

Austria Viktor Kaplan, yang dikombinasikan bilah baling-baling otomatis yang dapat

disesuaikan, dengan gerbang gawang otomatis yang juga dapat disesuaikan, untuk

dapat mencapai efisiensi melalui berbagai tingkat aliran dan air.

Turbin Kaplan merupakan Evolusi dari Turbin Francis. Penemuan yang

memungkinkan produksi listrik yang efisien di negara tertentu, yang memiliki head

yang relatif rendah, yang tidak mungkin diterapkan untuk Turbin Francis.

Head Kaplan berkisar 10 - 70 meter dan Output Daya 5-120 MW. Diameter

Runner adalah antara 2 dan 8 meter. Kecepatan putar Runner turbin adalah 79-429 rpm.

Turbin Kaplan saat ini sudah banyak digunakan di seluruh dunia dalam High Flow,

Low Head.

Sesuai dengan persamaan euler, maka makin kecil tinggi air jatuh yang

tersedia,makin sedikit belokannya aliran air di dalam sudu jalan. Dengan bertambahnya

kapasitas air yang masuk ke dalam turbin, maka akan bertambah besar pula luas

penampang salauran yang dilalui air, dan selain itu kecepatan putar yang demikian bisa

ditentukan lebih tinggi. Kecepatan spesifik bertambah,kelengkungan sudu, jumlah

sudu, dan belokan aliran air di dalam sudu berkurang.

Pada permulaan sekali disaat pengembang pusat tenaga sungai, turbinnya

menggunakan roda baling-baling dengan sudu-sudu tetap yang dituang.



Untuk tempat pusat listrik tenaga sungai harus dihitung lebih dahulu besarnya

perubahan tinggi air jatuhnya sepanjang tahun. Dan aliran sungai tersebut bisa diatur

dengan memakai bendungan. Makin besar kapasitas air yang mengalir pada saat air

tinggi, akan makin tinggi air jatuh yang bisa dimamfaatkan, karena tinggi permukaan

air atas adalah konstan sedangkan air kelebihan pada permukaan air bawah akan naik.

Turbin yang bekerja pada kondisi tinggi air jauh yang berubah-ubah mempunyai

kerugian, karena dalam perencanaan sudu turbin telah disesuaikan bahwa perpindahan

energi yang baik hanya terjadi pada titik normal yaitu pada kondisi perbandingan

kecepatan dan tekanan yang tertentu. Bila terjadi penyimpangan yang besar baik ke atas

maupun ke bawah, seperti yang terdapat pada pusat tenaga listrik sungai, randamen

roda baling-balingnya turbin cepat atau lambat akan turun.

Keuntungan turbin baling-baling dibandingkan dengan turbin francis adalah

kecepatan putarnya bisa dipilih lebih tinggi, dengan demikian roda turbin bisa dikopel

langsung dengan langsung dengan generator dan ukurannyapun lebih kecil.

Roda Jalan Turbin Kaplan : Kontruksi Dan Keadaan Aliran Air. Konstruksinya

bisa dibedakan, sampai dengan alat pengarah pada hakekatnya sama dengan turbin

francis dan pada leher poros terdapat sekitar 4 sampai 8 buah kipas sudu yang dapat

diputar.



Kipas sudu pada gambar Diatas ini sama seperti baling-baling atau sayap

pesawat terbang yaitu membawa aliran dengan belokan yang hanya sedikit. Bila untuk

pesawat terbang maksudnya adalah supaya dari gaya dorong yang ada bisa didapatkan

gaya ke atas, dengan tahanan yang sedikit mungkin. Tetapi pada turbin kaplan

maksudnya adalah untuk mendapatkan gaya tangensial yang bisa menghasilkan torsi

pada pada poros.

Sumber :

http://hydropowerplantsttpln.blogspot.com/2012/02/pelatihan-di-bandung.html

http://digilib.informatika.lipi.go.id/informatika/mybox/283-anjar-

_PERANCANGAN_TURBIN_PELTON.pdf

http://turbin-pelton.blogspot.com/

http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/31/klasifikasi-turbin/

http://antopaendeblog.blogspot.com/2012/02/turbin-francis.html

http://www.turbinhidro.com/turbin_propeller


Jenis jenis turbin turbin pelton turbin francis dan turbin kaplan

Education

Transcript of Jenis jenis turbin turbin pelton turbin francis dan turbin kaplan