UTILITAS 1 MAKALAH TURBIN AIR

Disusun Oleh :

Ridha Faturachmi (1513015)

Indah Kartika (1513021)

Dika Kustiani (1513022)

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INDUSTRI

Jl. Letjen Suprapto No. 26, Cempaka Putih Timur, Jakarta Pusat,

Daerah Khusus Ibukota Jakarta 10640, Indonesia

+62 21 42801783

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat,

karunia, serta taufik dan hidayah-Nya lah kami dapat menyelesaikan makalah

turbin air ini sebatas pengetahuan dan kemampuan yang dimiliki dan juga kami

berterima kasih pada Bapak Djoko selaku Dosen Pembimbing mata kuliah Utilitas

1 yang telah memberikan tugas ini kepada kami.

Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah

wawasan serta pengetahuan kita. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di

dalam tugas ini terdapat kekurangan-kekurangan dan jauh dari apa yang kami

harapkan. Untuk itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi

perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna

tanpa saran yang membangun.

Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang

membacanya. Sekiranya laporan yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami

sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila

terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan

saran yang membangun demi perbaikan makalah selanjutnya.

Jakarta, 14 Januari 2015

Tim Penulis

3

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ................................................................................................. 2

Daftar Isi .......................................................................................................... 3

Bab I

Pendahuluan

Latar Belakang .................................................................................... 4

Rumusan Masalah ............................................................................... 5

Tujuan ................................................................................................. 5

Bab II

Pembahasan ......................................................................................... 6

Bab III

Penutup

Kesimpulan .......................................................................................... 22

Kritik dan Saran ................................................................................... 22

Daftar Pustaka .................................................................................................. 23

4

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Dalam kemajauan teknologi sekarang ini banyak dibuat peralatan –

peralatan inovatif dan tepat guna. Salah satu contoh dalam teknik mesin terutama

dalam bidang konversi energy dan pemanfaatan alam sebagai sumber energi.

Diantaranya adalah pemanfaatan air yang bisa digunakan untuk menghasilkan

tenaga listrik. Alat tersebut adalah berupa turbin yang digerakkan oleh air yang

disambungkan oleh generator. Dalam konvensionalnya pada zaman dahulu air

juga dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik yaitu untuk menggerakkan

generator pembangkit digunakan sebuah kincir air, tetapi sekarang ini kincir air

sudah ditinggalkan dan digunakanlah turbin air. Dalam suatu system PLTA, turbin

air merupakan salah satu peralatan utama selain generator. Turbin air adalah alat

untuk mengubah air menjadi energy puntir. Energi puntir ini diubah menjadi

energy listrik oleh generator.

Sejarah Turbin

Ján Andrej Segner (1700) mengembangkan turbin air reaksi pada

pertengahan tahun 1700. Turbin ini mempunyai sumbu horizontal dan merupakan

awal mula dari turbin air modern. Turbin ini merupakan mesin yang sederhana

yang masih diproduksi saat ini untuk pembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner

bekerja dengan Euler dalam membuat teori matematis awal untuk desain turbin.

Jean-Victor Poncelet (1820) mengembangkan turbin aliran kedalam sedangkan

Benoit Fourneyon (1826) mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sangan

efisien (~80%) yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satu

dimensi. Saluran keluaran juga mempunyai lengkungan pengarah. Uriah A.

Boyden (1844) mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkan performa

dari turbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis. James B.

Francis (1849) meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran kedalam hingga lebih

dari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan dan mengembangkan metode

5

engineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakan sesuai dengan

namanya, yang merupakan turbin air modern pertama dan masih digunakan secara

luas.

B. RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang dimaksud dengan turbin air?

2. Bagaimana penggolongan dan jenis-jenis turbin air ?

3. Bagaimana prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) ?

4. Apa dampak dari penggunaan turbin air pada lingkungan?

C. TUJUAN

1. Untuk mengetahui apa saja yang mengenai turbin air

2. Untuk mengetahui penggolongan dan jenis-jenis turbin air.

3. Untuk mengetahui prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

4. Untuk mengetahui dampak baik dan buruk turbin air pada lingkungan

6

BAB II

PEMBAHASAN

PENGERTIAN TURBIN AIR

Kata "turbine" ditemukan oleh seorang insinyur Perancis yang bernama

Claude Bourdin pada awal abad 19, yang diambil dari terjemahan bahasa Latin

dari kata "whirling" (putaran) atau "vortex" (pusaran air). Turbin air ini biasanya

digunakan 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. Dalam pembangkit listrik

tenaga air (PLTA) turbin air merupakan peralatan utama selain generator.

Turbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida.

Turbin sederhana memiliki satu bagian yang bergerak, "asembli rotor-blade".

Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi

untuk menggerakkan rotor contoh turbin awal adalah kincir angin dan roda air.

Perkembangan kincir air menjadi turbin modern membutuhkan jangka waktu yang

cukup lama. Perkembangan yang dilakukan dalam waktu revolusi industri

menggunakan metode dan prinsip ilmiah. Mereka juga mengembangkan teknologi

material dan metode produksi baru pada saat itu. Perbedaan dasar antara turbin air

awal dengan kincir air adalah komponen putaran air yang memberikan energi

pada poros yang berputar. Komponen tambahan ini memungkinkan turbin dapat

memberikan daya yang lebih besar dengan komponen yang lebih kecil. Turbin

dapat memanfaatkan air dengan putaran lebih cepat dan dapat memanfaatkan head

yang lebih tinggi untuk selanjutnya dikembangkan turbin impulse yang tidak

membutuhkan putaran air.

1. FUNGSI TURBIN

Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi

mekanik. gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin

berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi

7

dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin.

Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator.

2. PRINSIP KERJA

Turbin air mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis. Energi

mekanis diubah dengan generator listrik menjadi tenaga listrik. Berdasarkan

prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis.

3. BAGIAN-BAGIAN SECARA UMUM TURBIN AIR

A. Rotor yaitu bagian yang berputar pada sistem yang terdiri dari :

Sudu-sudu berfungsi untuk menerima beban pancaran yang

disemprotkan Oleh nozzle.

Poros berfungsi untuk meneruskan aliran tenaga yang berupa gerak

putar yang dihasilkan oleh sudu.

Bantalan berfungsi sebagai perapat-perapat komponen-komponen

dengan tujuan agar tidak mengalami kebocoran pada sistem.

B. Stator yaitu bagian yang diam pada sistem yang terdiri dari:

Pipa pengarah/nozzle berfungsi untuk meneruskan alira fluida

sehingga tekanan dan kecepatan alir fluida yang digunakan di

dalam sistem besar.

8

Rumah turbin berfungsi sebagai rumah kedudukan komponen

komponen dari turbin.

PENGGOLONGAN DAN JENIS- JENIS TURBIN AIR

Turbin air dapat digolongkan berdasarkan :

A. Berdasarkan Model Aliran Air Masuk Runner.

Berdasaran model aliran air masuk runner, maka turbin air dapat dibagi

menjadi tiga tipe yaitu :

1. Turbin Aliran Tangensial

Pada kelompok turbin ini posisi air masuk runner dengan arah

tangensial atau tegak lurus dengan poros runner mengakibatkan

runner berputar, contohnya Turbin Pelton dan Turbin Cross-Flow.

2. Turbin Aliran Aksial

Pada turbin ini air masuk runner dan keluar runner sejajar dengan

poros runner, Turbin Kaplan atau Propeller adalah salah satu contoh

dari tipe turbin ini.

3. Turbin Aliran Aksial - Radial

Pada turbin ini air masuk ke dalam runner secara radial dan

keluar runner secara aksial sejajar dengan poros. Turbin Francis

adalah termasuk dari jenis turbin ini.

B. Berdasarkan Perubahan Momentum Fluida Kerjanya.

Berdasarkan perubahan momentum fluida kerjanya, maka turbin air dapat

dibagi menjadi dua tipe yaitu :

1. Turbin Implus

Turbin impuls adalah turbin air yang cara kerjanya mengubah

seluruh energi air (yang terdiri dari energi potensial + tekanan +

kecepatan) yang tersedia menjadi energi kinetik untuk memutar

turbin, sehingga menghasilkan energi kinetik. Energi potensial air

9

diubah menjadi energi kinetik pada nozzle. Air keluar nozzle 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 nozle tekanannya adalah sama dengan tekanan

atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika

masuk ke sudu jalan turbin diubah menjadi energi kecepatan.

Turbin impuls merubah aliran semburan air. Semburan turbin

membentuk sudut yang membuat aliran turbin. Hasil perubahan

momentum (impuls) disebabkan tekanan pada sudu turbin. Sejak

turbin berputar, gaya berputar melalui kerja dan mengalihkan

aliran air dengan mengurangi energi. Sebelum mengenai sudu

turbin, tekanan air (energi potensial) dikonversi menjadi energi

kinetik oleh sebuah nosel dan difokuskan pada turbin. Tidak ada

tekanan yang diubah pada sudu turbin, dan turbin tidak

memerlukan rumahan untuk operasinya. Hukum kedua Newton

menggambarkan transfer energi untuk turbin impuls. Turbin impuls

paling sering digunakan pada aplikasi turbin tekanan sangat tinggi.

Contoh turbin impuls adalah turbin Pelton, turbin Cross Flow, dan

turbin Tugor.

2. Turbin Reaksi

Turbin Reaksi adalah turbin yang cara kerjanya mengubah seluruh

energi air yang tersedia menjadi energi kinetik. Turbin jenis ini

adalah turbin yang paling banyak digunakan. 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

10

reaksisepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam rumah

turbin.

Adapun jenis- jenis dari Turbin Impuls dan Turbin Reaksi adalah

sebagai berikut :

a). Jenis – Jenis Turbin Impuls :

1. Turbin Pelton

Turbin Pelton yang bekerja dengan prinsip impuls, semua

energi tinggi dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin

dirubah menjadi energi kecepatan. Pancaran air tersebut yang

akan menjadi gaya tangensial F yang bekerja pada sudu roda

jalan. Turbin pelton beroperasi pada tinggi jatuh yang besar.

Tinggi air jatuh dihitung mulai dari permukaan atas sampai

tengah tengah pancaran air. Bentuk sudu terbelah menjadi

dua bagian yang simetris, dengan maksud adalah agar dapat

membalikan pancaran air dengan baik dan membebaslan sudu

dari gaya-gaya samping. Tidak semua sudu menerima

pancaran air, hanya sebagaian – jarum katup air tekanan

tinggi bagaian saja secara bergantian bergantung posisi sudut

tersebut. Jumlah noselnya bergantung kepada besarnya

kapasitas air, tiap roda turbin dapat dilengkapi dengan nosel 1

sampai 6. Adapun penampang konstruksi sudu jalan dari

11

pelton beserta noselnya. Ukuran-ukuran utama turbin pelton

adalah diameter lingkar sudu yang kena pancaran air,

disingkat diameter lingkaran pancar dan diameter pancaran

air. Pengaturan nosel akan menentukan kecepatan dari turbin.

Untuk turbin-turbin yang bekerja pada kecepatan tinggi

jumlah nosel diperbanyak hubungan antara jumlah nosel

dengan keceptan sepesifik.

Keuntungan turbin pelton :

Daya yang dihasilkan besar.

Konstruksi yang sederhana.

Mudah dalam perawatan.

Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di

daerah yang terisolir.

Kekurangan turbin pelton :

Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya

reservoir air atau bendungan air, sehingga memerlukan

investasi yang lebih banyak. Turbin pelton digolongkan ke

dalam jenis turbin impuls atau tekanan sama. Karena selama

mengalir di sepanjang sudu-sudu turbin tidak terjadi

penurunan tekanan, sedangkan perubahan seluruhnya terjadi

pada bagian pengarah pancaran atau nosel. Energi yang

masuk ke roda jalan dalam bentuk energi kinetik. Pada waktu

melewati roda turbin, energi kinetik dikonversikan menjadi

kerja poros dan sebagian kecil energi terlepas dan sebagian

lagi digunakan untuk melawan gesekan dengan permukaan

sudu turbin.

12

2. Turbin Cross-Flow

Turbin Cross-Flow adalah salah satu turbin air dari jenis

turbin aksi (impulse turbine). Prinsip kerja turbin ini mula-

mula ditemukan oleh seorang insinyur Australia yang

bernama A.G.M. Michell pada tahun 1903. Kemudian turbin

ini dikembangkan dan dipatenkan di Jerman Barat oleh Prof.

Donat Banki sehingga turbin ini diberi nama Turbin Banki

kadang disebut juga Turbin Michell-Ossberger (Haimerl,

L.A.,1960). Pemakaian jenis Turbin Cross-Flow lebih

menguntungkan dibanding dengan pengunaan kincir air

maupun jenis turbin mikro hidro lainnya. Penggunaan turbin

ini untuk daya yang sama dapat menghemat biaya pembuatan

penggerak mula sampai 50 % dari penggunaan kincir air

dengan bahan yang sama. Penghematan ini dapat dicapai

karena ukuran Turbin Cross-Flow lebih kecil dan lebih

kompak dibanding kincir air. Diameter kincir air yakni roda

jalan atau runnernya biasanya 2 meter ke atas, tetapi diameter

Turbin Cross-Flow dapat dibuat hanya 20 cm saja sehingga

bahan-bahan yang dibutuhkan jauh lebih sedikit, itulah

sebabnya bisa lebih murah. Demikian juga daya guna atau

effisiensi rata-rata turbin ini lebih tinggi dari pada daya guna

kincir air. Hasil pengujian laboratorium yang dilakukan oleh

pabrik turbin Ossberger Jerman Barat yang menyimpulkan

13

bahwa daya guna kincir air dari jenis yang paling unggul

sekalipun hanya mencapai 70 % sedang effisiensi turbin

Cross-Flow mencapai 82 % ( Haimerl, L.A., 1960).

Tingginya effisiensi Turbin Cross-Flow ini akibat

pemanfaatan energi air pada turbin ini dilakukan dua kali,

yang pertama energi tumbukan air pada sudu-sudu pada saat

air mulai masuk, dan yang kedua adalah daya dorong air pada

sudu-sudu saat air akan meninggalkan runner. Adanya kerja

air yang bertingkat ini ternyata memberikan keuntungan

dalam hal effektifitasnya yang tinggi dan kesederhanaan pada

sistim pengeluaran air dari runner.

3. Turbin Turgo

Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300 m.

Seperti turbin pelton turbin turgo merupakan turbin impuls,

tetapi sudunya berbeda. Pancaran air dari nozzle membentur

sudu pada sudut 20 derajat. Kecepatan putar turbin turgo

lebih besar dari turbin Pelton. Akibatnya dimungkinkan

transmisi langsung dari turbin ke generator sehingga

menaikkan efisiensi total sekaligus menurunkan biaya

perawatan.

14

b). Jenis – Jenis Impuls Reaksi

1. Turbin francis

Turbin Francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin

dipasang diantara sumber air tekanan tinggi di bagian

masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin

Francis menggunakan sudu pengarah. Sudu pengarah

mengarahkan air masuk secara tangensial.

Turbin francis bekerja dengan memakai proses tekanan

lebih. Pada waktu air masuk ke roda jalan, sebagian dari

enrgi tinggi jatuh telah bekerja di dalam sudu pengarah

diubah sebagai kecepatan air masuk. Sisa energi tinggi

jatuh dimanfaatkan dalam sudu jalan, dengan adanya pipa

isap memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja di sudu

15

jalan dengan semaksimum mungkin. Turbin yang

dikelilingi dengan sudu pengarah semuanya terbenam

dalam 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.

2. Turbin KaplanTurbin Kaplan & Propeller

Turbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi

aliran aksial. Turbin ini tersusun dari propeller seperti

pada perahu. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga

hingga enam sudu. Tidak berbeda dengan turbin francis,

turbin kaplan cara kerjanya menggunakan prinsip reaksi.

Turbin ini mempunyai roda jalan yang mirip dengan

16

baling-baling pesawat terbang. Bila baling-baling pesawat

terbang berfungsi untuk menghasilkan gaya dorong, roda

jalan pada kaplan berfungsi untuk mendapatkan gaya F

yaitu gaya putar yang dapat menghasilkan torsi pada

poros turbin. Berbeda dengan roda jalan pada francis,

sudu-sudu pada roda jalan kaplan dapat diputar posisinya

untuk menyesuaikan kondisi beban turbin.

Turbin kaplan banyak dipakai pada instalasi pembangkit

listrk tenaga air sungai, karena turbin ini mempunyai

kelebihan dapat menyesuaikan head yang berubah-ubah

sepanjang tahun. Turbin kaplan dapat beroperasi pada

kecepatan tinggi sehingga ukuran roda turbin lebih kecil

dan dapat dikopel langsung dengan generator. Pada

kondisi pada beban tidak penuh turbin kaplan mempunyai

efisiensi paling tinggi, hal ini dikarenakan sudu-sudu

turbin kaplan dapat diatur menyesuaikan dengan beban

yang ada. Turbin kaplan adalah turbin yang beroperasi

pada head yang rendah dengan kapasitas aliran air yang

tinggi atau bahkan beroperasi pada kapasitas yang sangat

renah. Hal ini karena sudu-sudu trubin kaplan dapat diatur

secara manual atau otomatis untuk merespon perubahan

kapasitas Berkebalikan denga turbin kaplan turbin pelton

adalah turbin yang beroperasi dengan head tinggi dengan

kapasitas yang rendah. Untuk turbin francis mempunyai

karakteritik yang berbeda dengan lainnya yaitu turbin

francis dapat beroperasi pada head yang rendah atau

beroperasi pada head yang tinggi.

17

PRINSIP KERJA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA)

A. Prinsip kerja dari PLTA

PLTA merupakan salah satu tipe pembangkit yang ramah

lingkungan, karena menggunakan air sebagai energi primernya. Energi

primer air dengan ketinggian tertentu digunakan untuk menggerakkan

turbin yang dikopel dengan generator. Pembangkit Listrik Tenaga Air

merupakan pusat pembangkit tanaga listrik yang mengubah energi

potensial air ( energi gravitasi air ) menjadi energi listrik. Mesin penggerak

yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air

menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor pada generator

untuk menghasilkan energi listrik. Air sebagai bahan baku PLTA dapat

diperoleh dapat diperoleh dengan berbagai cara misalnya, dari sungai

secara langsung disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan cara

ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan menggunakan

kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.

Prinsip kerja PLTA yaitu :

1. Aliran sungai dengan jumlah debit air sedimikian besar ditampung

dalam waduk yang ditunjan dalam betuk bangunan bendungan

2. Air tersebut dialirkan melalui saringan power intake.

3. Kemudian masuk ke dalam pipa pesat (penstock).

4. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung

pipa dipasang katup utama (Main Inlet Valve).

5. Untuk mengalirkan air ke turbin ,katub utama akan diutup secara

otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan

perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yang telah mempunyai tekanan dan

kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik

dengan dialirkan melalui sirip – sirip pengarah (sudu tetap) akan

mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin.

6. Pada turbin , gaya jatuh air yng mendorong baling – baling

menyebabkan turbin berputar . turbin air kebanyakan seperti kincir

angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar

18

baling – baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya

turbin merubah energi kinetic yang disebabkan gaya jatuh air menjadi

energy mekanik.

7. Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi – gigi putar

sehingga ketika baling – baling turbin berputar maka generator ikut

berputar. Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin

menjadi energy elektrik. listrik pada generator terjadi karena kumparan

tembaga yang diberi inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet.

bolak-baliknya kutub magnet akan menggerakkan elektron pada

kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat tembaga akan

keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik. Air keluar

melalui tail race.

8. Selanjutnya kembali ke sungai.

9. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator masih rrendah, maka dari

itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama.

10. Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban ,

tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard.

11. Dan selanjutnya disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik

melalui kawat saluran tegangan tinggi. Listrik kemudian dapat

disalurkan.

19

B. Komponen PLTA

1. Waduk ,berfungsi untuk menahan air.

2. Main gate, katup pembuka

3. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk

menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan

juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.

4. Pipa pesat (penstock) ,berfungsi untuk menyalurkan dan

mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat

dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak

penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong

turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang,

dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air

bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk

mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila

bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan

berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk

membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat

start awal PLTMH mulai dioperasikan. ½ Diameter pipa udara

±inch.

5. Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah energi

potensial menjadi energi kinetik.

20

6. Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari

beberapa peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu

(runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing),

katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman,

poros, bantalan (bearing), dan distributor listrik. Menurut

momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu

turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena

adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja karena

kecepatan air yang menghantam sudu.

7. Generator, Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi

energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari

dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah

besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar

sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jika kutub

ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR),

maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin,

sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet

yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah

kutub melewati "coil" yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah

yang kemudian menjadi listrik.

8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla dari

turbin.

9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan.

10. Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke

tegangan yang lebih tinggi.

11. Switchyard (controler).

12. Kabel transmisi.

13. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA

menuju rumah-rumah dan pusat industri.

14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang

sebenarnya adalah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan

air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir.

21

DAMPAK DARI PENGGUNAAN TURBIN AIR PADA LINGKUNGAN

Turbin air mempunyai pengaruh positif dan negatif bagi lingkungan.

Turbin adalah salah satu penghasil tenaga terbersih, menggantikan pembakaran

bahan bakar fosil dan menghapuskan limbah nuklir. Turbin menggunakan energi

terbarukan dan dedesain untuk beroperasi dalam jangka waktu puluhan tahun.

Turbin memproduksi sumber energi listrik dunia dengan jumlah yang besar.

Dalam sejarah turbin juga mempunyai konsekuensi negatif. Putaran sudu atau

gerbang pengarah dari turbin air dapat mengganggu ekologi natural sungai,

membunuh ikan, menghentikan migrasi dan menggangu mata pencaharian

manusia. Contohnya, suku Indian Amerika di Pasific Northwest mempunyai mata

pencaharian memancing ikan salmon, tapi pembangunan dam secara agresif

menghancurkan jalan hidupnya. Hingga akhir abad 20, dapat dimungkinkan untuk

membangun sistem pembangkit tenaga air yang mengalihkan ikan dan organisme

lainnya dari saluran masuk turbin tanpa kerusakan atau kehilangan tenaga yang

berarti. Sistem akan memerlukan sedikit pembersihan tetapi secara pada dasarnya

lebih mahal untuk dibangun. Di Amerika Serikat sekarang menahan migrasi ikan

adalah ilegal, sehingga tangga ikan harus disediakan oleh pembangun bendungan.

22

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Dalam kemajuan teknologi pada zaman sekarang banyak hal-hal di

lingkungan sekitar yang dapat digunakan dan sangat bermanfaat dalam kehidupan

sehari-hari. Salah satunya adalah air, air dapat digunakan sebagai pembangkit

listrik dengan bantuan alat turbin air untuk menggerakkannya. Dalam

penggunaannya turbin air tidak hanya digunakan untuk pembangkit listrik

melainkan digunakan juga pada kincir air dan pompa air. Turbin air dapat

digolongkan lagi dan banyak jenis-jenisnya sesuai prinsip kerjanya. Walaupun

banyak kegunaannya, turbin air memiliki dampak positif dan negatif untuk

lingkungan sekitar.

KRITIK DAN SARAN

Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok

bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan

kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya rujukan atau

referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah ini. Kami banyak berharap

para pembaca memberikan kritik dan saran yang membangun kepada kami demi

sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di kesempatan-kesempatan

berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya dan juga

para pembaca.

23

DAFTAR PUSTAKA

W. A. Doble, The Tangential Water Wheel, Transactions of the American Institute

of Mining Engineers, Vol. XXIX, 1899.

W. F. Durrand, The Pelton Water Wheel, Stanford University, Mechanical

Engineering, 1939.

luk.staff.ugm.ac.id/bta/TurbinAir.pdf

http://tulisanakhwat.blogspot.com/2014/02/makalah-turbin-air.html

http://elektroclan.blogspot.com/2013/05/prinsip-kerja-dan-komponen-plta.html

https://www.academia.edu/9446447/turbin_alat_operasi_teknik_kimia