Perencanaan pembangunan pembangkit listrik tenaga airPada suatu daerah memiliki tinggi jatuh air (H) = 10 meter dan debit air yang dihasilkan (Q) = 2100 L/s = 2,1 m3/s. Rencanakanlah suatu pembangunan pembangkit listrik tenaga air berdasarkan data tersebut?Penyelesaian 1. Penstock (pipa pesat)Pipa pesat (penstock) adalah pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air dari bak penenang (forebay tank). Perencanaan pipa pesat mencakup pemilihan material, diameter penstock, tebal dan jenis sambungan (coordination point). Pemilihan material berdasarkan pertimbangan kondisi operasi, aksesibility, berat, system penyambungan dan biaya. Diameter pipa pesat dipilih dengan pertimbangan keamanan, kemudahan proses pembuatan, ketersediaan material dan tingkat rugi-rugi (friction losses) seminimal mungkin. Ketebalan penstock dipilih untuk menahan tekanan hidrolik dan surge pressure yang dapat terjadi.a. Kecepatan Aliran Air Pipa Penstock

b. Luas Penampang Penstock

= 0,15 m2c. Diameter Penstock

d. Jenis penstock yang serng digunakan adalah steel penstockkarna pembuatannya yang mudah dan kekuatannya yang tinggi sehingga lebih tahan lama dan produksinya dalam ukuran-ukuran yang bervariasi2. TurbinTurbin air merupakan suatu penggerak mula pada suatu pembangkit listrik tenaga air yang mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik. Pemilihan turbin air pada suatu pembangkit ditentukan berdasarkan beberapa paramater yakni faktor tinggi jatuh air efektif ( Head efektif), debit aliran air, kecepatan putaran turbin yang akan ditransmisikan ke generator.Tubin yang dipilih adalah turbin kaplan atau propeller karna pada perancangan ini menggunakan head yang rendah yaitu sebesar 10 mDaya Hidrolis:P = .g.Q.H= 1000 kg/m3 . 9,8 m/s2. 10 m . 2,1 m3/s= 205800 W= 205,8 kWDaya teoritis turbin:

Putaran spesifik turbin:Diasumsikan putaran turbin 500 rpm

Diameter luar runner:

Tinggi guide vane:

Jarak vertikal runner terhadap sisi dalam guide vane:

Diameter hub:d = 0,7 . Dd = 0,7 . 0,766d = 0,5362 mkecepatan Sudu:

Gambar bladeSumber : Subarrao3. TransmisiTransmisi mekanik berfungsi untuk menyalurkan daya mekanik pada poros turbin ke poros generator. Jenis transmisi yang digunakan adalah menggunakan sabuk V belt. Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-V sangat mudah dalam penangananya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V juga memiliki keungulan lain dimana sabuk-V akan menghasilhan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara.Dari data yang telah diketahui yaitu:Daya (P): 205,8 kWPutaran turbin (N1): 500 rpmPutaran generator (N2): 1500 rpmDiameter puli turbin (d1): 30 cm (diasumsikan)Kecepatan belt (v): 1800 m/min = 30 m/sMaka dapat diketahuia. Diameter pulli generator

b. Jarak antar sumbu poros

Sumber wahyukurniawan 2010c. Panjang sabuk (sumber bando, v-belt design manual)

d. Kecepatan sabuk

4. GeneratorGenerator sinkron merupakan mesin listrik arus bolak-balik yang berfungsi untuk merubah energi mekanik dalam membentuk putaran menjadi energi listrik arus bolak-balik. Berdasarkan data dari daya hidrolis yang didapatkan sebesar 205,8 kW maka generator yang digunakan adalah generator ac merk ABB tipe AMG 0280DD04 DBSI dengan spesifikasi sebagai berikut:a. Fasa: 3 fasab. Tegangan: 380 Voltc. putaran maksimum: 1500 rpmd. frekuensi: 50 Hze. daya: 228 kWf. tipe isolasi: H class (125 K)g. cos : 0,8

Dari data generator diatas maka dapat dihitung jumlah kutub dari generator tersebut yaitu

Dimana : f = frekuensi (Hz)n = putaran (rpm)p = jumlah kutub