Experimental Study on the Effect of the Height Ratio Variation of Transversely Positioned Truncated V-Triangle Buckets to the Outer Diameter of the Turbine on the Power and Efficiency of a Pelton Turbine

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

Abstract

Ketergantungan Indonesia terhadap sumber energi fosil memberikan dampak negatif yang cukup besar terhadap lingkungan dan mempertegas perlunya percepatan transisi menuju energi terbarukan. Salah satu potensi energi yang tersedia melimpah namun belum dimanfaatkan secara maksimal adalah energi air, dengan kapasitas mencapai sekitar 75.000 MW. Dalam kaitan ini, Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH) menjadi alternatif yang tepat, terutama di wilayah pedesaan dengan keterbatasan debit air. Turbin Pelton, yang dikenal memiliki kinerja baik pada head tinggi dan debit kecil, masih memiliki keterbatasan ketika beroperasi pada debit rendah akibat bentuk sudu konvensional berbentuk mangkuk yang kurang efektif.

Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji pengaruh variasi rasio tinggi sudu segitiga V terpancung posisi melintang terhadap kinerja daya dan efisiensi turbin Pelton. Eksperimen dilaksanakan di laboratorium menggunakan turbin dengan runner berdiameter 246 mm, nozzle berdiameter 25,4 mm, dan variasi kapasitas pada bukaan katup globe valve 90◦, 100◦, 110◦ dan 120◦. Rasio ketinggian sudu yang diuji meliputi pancungan sebesar 0, 0,0162, 0,0325, dan 0,0487 dengan konfigurasi 8 sudu bersudut 110°. Selain itu, penelitian ini menggunakan kapasitas aliran sebesar 0,00229 m³/s, 0,00260 m³/s, 0,00328 m³/s, 0,00449 m³/s, dan kecepatan aliran sebesar 4,517 m/s, 5,127 m/s, 6,474m/s, 8,669 m/s.

               Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan dari penelitian ini, diperoleh variasi rasio ketinggian sudu terhadap diameter luar Turbin Pelton pada sudu tipe segitiga V terpancung posisi melintang, yaitu rasio 0, rasio 0,0162, rasio 0,0325, dan rasio 0,0487. Daya tertinggi diperoleh pada sudu dengan rasio 0,0487 pada kapasitas aliran 0,00449 m³/s dengan pembebanan 50 kg, menghasilkan daya sebesar 59,756 Watt. Sedangkan efisiensi tertinggi juga diperoleh pada variasi rasio 0,0487 pada kapasitas aliran 0,00229 m³/s dengan pembebanan 15 kg, dengan nilai efisiensi sebesar 52,46%.

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