Experimental Study of the Effect of Variations in the Ratio of Blade Height to Turbine Outer Diameter on U-Type Blades Parallel Position on the Power and Efficiency of Pelton Turbine

Studi Eksperimental Pengaruh Variasi Rasio Tinggi Sudu Dengan Diameter Luar Turbin Pada Sudu Tipe U Posisi Sejajar Terhadap Daya Dan Efisiensi Turbin Pelton

Abstract

Peningkatan kebutuhan energi listrik serta berkurangnya ketersediaan energi fosil mendorong pengembangan sumber energi terbarukan, salah satunya melalui Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Pada sistem ini, turbin Pelton banyak digunakan karena memiliki kinerja yang baik pada kondisi head tinggi dan debit rendah. Performa turbin dipengaruhi oleh karakteristik geometri sudu, sehingga modifikasi dimensi sudu menjadi salah satu upaya untuk meningkatkan daya dan efisiensi. Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh variasi rasio tinggi sudu tipe U posisi sejajar terhadap diameter luar turbin terhadap unjuk kerja turbin Pelton yang ditinjau dari daya keluaran dan efisiensi. Pengujian dilakukan menggunakan runner berdiameter 246 mm yang dilengkapi delapan sudu tipe U dengan kelengkungan 180° dan satu nozzle berdiameter 25,4 mm pada jarak 50 mm dari runner. Variasi rasio tinggi sudu terhadap diameter luar turbin (t/D) yang digunakan yaitu 0; 0,0406; 0,0813; dan 0,1219, sedangkan kapasitas aliran diatur melalui bukaan globe valve sebesar 90°, 100°, 110°, dan 120° sehingga menghasilkan debit berturut-turut 0,00229; 0,00260; 0,00328; dan 0,00449 m³/s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan rasio tinggi sudu memberikan pengaruh terhadap kinerja turbin Pelton. Rasio t/D 0,0406 menghasilkan daya keluaran tertinggi sebesar 34,154 W pada debit 0,00449 m³/s dan pembebanan 25 kg serta efisiensi tertinggi sebesar 30,86% pada debit 0,00229 m³/s dan pembebanan 10 kg. Rasio dengan tinggi sudu terhadap diameter luar turbin 0,0406 memberikan unjuk kerja paling baik dibandingkan rasio t/D 0,0813, 0, dan 0,1219 karena menghasilkan interaksi jet air dan sudu yang lebih efektif, sedangkan rasio yang terlalu tinggi meningkatkan kerugian hidraulik. Hasil tersebut menunjukkan bahwa rasio 0,0406 merupakan konfigurasi geometri sudu yang paling optimal pada kondisi pengujian

Kata kunci: Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), Turbin Pelton, Rasio Tinggi Sudu, Daya, Efisiensi