Studi Eksperimental Pengaruh Variasi Rasio Tinggi Sudu Segitiga V Terpancung Posisi Sejajar Dengan Diameter Luar Turbin Terhadap Daya Dan Efisiensi Turbin Pelton

Abstract

Ketergantungan Indonesia terhadap energi berbasis fosil menimbulkan berbagai dampak negatif terhadap lingkungan, sehingga diperlukan upaya percepatan dalam pengembangan sumber energi terbarukan. Salah satu sumber energi yang memiliki potensi besar namun pemanfaatannya masih belum optimal adalah energi air, dengan potensi mencapai kurang lebih 75.000 MW. Dalam hal ini, Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) menjadi salah satu solusi yang sesuai, khususnya untuk daerah pedesaan yang memiliki keterbatasan debit aliran air. Turbin Pelton dikenal mampu bekerja dengan baik pada kondisi head tinggi dan debit rendah, namun penggunaan sudu konvensional berbentuk mangkuk masih memiliki keterbatasan karena kurang optimal dalam memanfaatkan energi aliran pada debit kecil.

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi rasio tinggi sudu segitiga V terpancung posisi sejajar terhadap performa daya dan efisiensi turbin Pelton. Pengujian eksperimental dilakukan di laboratorium menggunakan runner berdiameter 246 mm dan nosel berdiameter 25,4 mm. Variasi kapasitas aliran diperoleh melalui pengaturan bukaan globe valve pada sudut 90°, 100°, 110°, dan 120°. Variasi rasio ketinggian sudu yang digunakan terdiri atas 0, 0,0162, 0,0325, dan 0,0487 dengan jumlah 8 sudu yang memiliki sudut 110°. Penelitian ini juga menggunakan variasi kapasitas aliran sebesar 0,00229 m³/s, 0,00260 m³/s, 0,00328 m³/s, dan 0,00449 m³/s, dengan kecepatan aliran masing-masing sebesar 4,517 m/s, 5,127 m/s, 6,474 m/s, dan 8,669 m/s.

Berdasarkan hasil pengujian serta analisis perhitungan yang telah dilakukan, diketahui bahwa variasi rasio ketinggian sudu terhadap diameter luar turbin pelton pada sudu tipe segitiga V terpancung posisi sejajar terdiri dari rasio 0, 0,0162, 0,0325, dan 0,0487. Dari seluruh variasi yang diuji, nilai daya terbesar diperoleh pada variasi rasio 0,0325 dengan kapasitas aliran air sebesar 0,00449 m³/s dan pembebanan 35 kg, sehingga menghasilkan daya turbin sebesar 53,944 Watt. Selain menghasilkan daya tertinggi, variasi rasio tersebut juga memberikan efisiensi maksimum, yaitu sebesar 50,26% pada kapasitas aliran 0,00229 m³/s dengan pembebanan 10 kg.

Kata kunci: Energi terbarukan, PLTMH, turbin Pelton, sudu segitiga V terpancung, efisiensi turbin, debit rendah.