Studi Eksperimental Pengaruh Variasi Rasio Ketinggian Sudu dengan Diameter Luar Turbin pada Sudu Tipe U Siku Posisi Sejajar terhadap Daya dan Efisiensi Turbin Pelton

Abstract

Meningkatnya kebutuhan energi listrik mendorong
pemanfaatan energi air melalui Pembangkit Listrik Tenaga
Mikrohidro (PLTMH) sebagai sumber energi terbarukan yang bersih
dan ramah lingkungan, khususnya untuk daerah terpencil yang
belum terjangkau jaringan listrik. Kinerja PLTMH sangat dipengaruhi
oleh turbin Pelton, di mana bentuk dan desain sudu berperan penting
terhadap performanya. Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji
pengaruh variasi rasio ketinggian sudu dengan diameter luar turbin
pada sudu tipe U siku posisi sejajar, dengan tujuan melihat
dampaknya terhadap daya dan efisiensi turbin Pelton.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen di
laboratorium dengan memvariasikan rasio ketinggian sudu terhadap
diameter luar turbin pada sudu tipe U siku posisi sejajar, yaitu 0,
0,0295, 0,0591, dan 0,0887. Pengujian dilakukan pada turbin Pelton
berporos horizontal dengan jumlah 8 sudu, menggunakan nozzle
berdiameter 25,4 mm dengan jarak semprot 50 mm. Variasi bukaan
katup globe valve sebesar 90°, 100°, 110°, dan 120° menghasilkan
kapasitas aliran sebesar 0,00229 m³/s, 0,00260 m³/s, 0,00328 m³/s,
dan 0,00449 m³/s, dengan menghasilkan kecepatan aliran masingmasing 4,517 m/s, 5,127 m/s, 6,474 m/s, dan 8,669 m/s. Untuk
iii
mengetahui daya dan efisiensi turbin, digunakan variasi beban mulai
dari 5 kg, 10 kg, 15 kg dan seterusnya hingga turbin berhenti
berputar. Parameter yang diamati dalam penelitian ini meliputi daya
keluaran dan efisiensi turbin pada setiap kondisi pengujian.
Berdasarkan hasil pengujian dan perhitungan yang telah
dilakukan, diperoleh bahwa variasi rasio ketinggian sudu terhadap
diameter luar turbin Pelton pada sudu tipe U siku posisi sejajar, yaitu
0, 0,0295, 0,0591, dan 0,0887, memberikan pengaruh terhadap
kinerja turbin. Daya keluaran maksimum dihasilkan pada rasio
0,0295 dengan kapasitas aliran 0,00449 m³/s pada pembebanan 50
kg, yaitu sebesar 41,761 Watt. Sementara itu, efisiensi tertinggi juga
diperoleh pada rasio 0,0295 dengan kapasitas aliran 0,00229 m³/s
pada pembebanan 20 kg, dengan nilai efisiensi sebesar 37,07%.
Kata kunci : Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), Turbin
Pelton, Sudu Tipe U Siku, Variasi Rasio Ketinggian Sudu, Daya, dan
Efisiensi.