Dasar Konversi Energi 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro.

Presentasi berjudul: "Dasar Konversi Energi 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro."— Transcript presentasi:

1 Dasar Konversi Energi 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

2 PLTA Pembangkitan tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan turbin air dan generator. Daya yang dihasilkan dihitung berdasarkan persamaan: H P = 9.8 H Q (kW) Dimana : P = Tenaga yang dikeluarkan secara teoritis H = Tinggi jatuh air efektif (m) Q = Debit air (m3/s) 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

3 Daya Daya Teoritis P = 9.8 H Q (kW) Daya Turbin P = 9.8 T H Q (kW)
Daya generator P = 9.8 T G H Q (kW) (T = Efisiensi Turbin ) (G = Efisiensi Generator ) (TG = T G = Efisiensi Keseluruhan ) 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

4 Tangki Gelombang Fungsi Tangki Gelombang:
Melindungi sistem saluran tekanan rendah terhadap tekanan tinggi yang bersifat intern. Bilamana tiba-tiba terjadi penolakan muatan oleh sistem tenaga, turbin akan berputar dengan kecepatan tinggi. Tangki gelombang adalah untuk menghalangi dan meredakan gelombang tekanan tinggi. 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

5 Kecepatan Liar (Run Away Speed)
Terdapat kemungkinan bahwa waktu turbin bekerja, karena suatu gangguan (governor tidak bekerja), bebannya terpaksa dihentikan tiba-tiba. Dalam keadaan ini, maka turbin akan berputar dengan sangat cepat. Kecepatan ini dinamakan kecepatan liar (run away speed). Oleh karena itu kekuatan turbin harus diperhitungkan terhadap kecepatan liarnya untuk mencegah kerusakan turbin atau generator. 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

6 Kavitasi Kavitasi adalah suatu peristiwa terjadinya gelembung-gelembung uap didalam cairan (air) yang mengalir apabila tekanan di tempat tersebut sama dengan tekanan uapnya. Gelembung tersebut akan terbawa arus, apabila gelembung tersebut kemudian di suatu daerah di mana tekanannya melebihi tekanan uapnya, maka gelembung tersebut akan pecah dengan tiba-tiba. Pecahnya gelembung-gelembung tersebut tidak hanya menimbulkan bunyi berisik dan getaran, tetapi dapat menyebabkan lubang-lubang kikisan pada permukaan dinding saluran atau bagian-bagian dari turbin. 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

7 Turbin Terdapat dua jenis turbin yaitu: Turbin Reaksi dan Turbin Impuls Turbin Reaksi Turbin reaksi digerakkan dengan air, yang merubah tekanan sehingga melewati turbin dan menaikkan energi. Turbin reaksi harus menutup untuk mengisi tekanan air (pengisap) atau mereka harus sepenuhnya terendam dalam aliran air. 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

8 Turbin Impuls Turbin impuls merubah aliran semburan air. Semburan turbin membentuk sudut yang membuat aliran turbin. Hasil perubahan momentum (impuls) disebabkan tekanan pada sudu turbin. Sejak turbin berputar, gaya berputar melalui kerja dan mengalihkan aliran air dengan mengurangi energi. Sebelum mengenai sudu turbin, tekanan air (energi potensial) dikonversi menjadi energi kinetik oleh sebuah nosel dan difokuskan pada turbin. 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

9 Jenis Turbin Turbin reaksi ·Francis
·Kaplan, Propeller, Bulb, Tube, Straflo ·Tyson Turbin Impuls ·Pelton ·Turgo ·Michell-Banki (juga dikenal sebagai turbin crossflow atau ossberger). 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

10 Turbin Air Jenis-jenis utama turbin air yang dipergunakan dalam tenik hidrolistrik pada saat ini adalah Ref: MM Dandekkar, Pembangkit Listrik Tenaga Air, 1991 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

11 Turbin-Turbin Air Penggolongan Berdasarkan Arah Aliran Ketiga arah ortogonal pada aliran dalam turbin dapat diuraikan sebagai aliran: Radial Aksial dan Tangensial. Bila tidak ada yang sejajar dan tegak lurus poros disebut arah diagonal 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

12 Turbin Francis 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

13 Turbin Pelton 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

14 Turbin Kaplan (Baling-Baling)
9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

15 Turbin Deriaz 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

16 Penggolongan Berdasarkan Tinggi Tekan
Perbedaan Kemiringan (elevasi) dari muka air antara hulu dan hilir dari turbin adalah tinggi tekan (head). Pemilihan turbin berdasarkan ketinggian air: Tinggi tekan rendah m biasanya digunakan turbin Kaplan Tinggi tekan sedang m Kaplan atau Francis Tinggi tekan Tinggi m Francis atau Pelton Tinggi tekan sangat tinggi > 500 m Pelton 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

17 Penggolongan Berdasarkan Tenaga
Besar tenaga kuda P yang dihasilkan oleh sebuah turbin dapat dinyatakan sebagai berikut : Dimana: o = efisiensi turbin, Q = debit (m3/s), h = tinggi tekan efektif (m), w = satuan berat air ( dlm keadaan normal 1000 kg/m3) Tenaga yang dikeluarkan tergantung dari Q dan h Satu unit turbin Pelton > tk Turbin Kaplan > tk Turbin Francis > tk 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

18 Penggolongan Berdasarkan Kecepatan Tertentu
Besarnya kecepatan tertentu Ns, dari turbin dinyatakan : Tabel dibawah menunjukkan penggolongan turbin-turbin atas dasar kecepatan khusus : 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

19 Contoh Soal Misalnya, diketahui data di suatu lokasi adalah sebagai berikut: Q = 300 m3/s, H = 12 m dan h = 0.5. Berapakah, besarnya potensi daya (P) adalah: 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

20 Contoh Soal Pusat tenaga Koyna dilengkapi dengan 4 unit turbin-turbin dengan batang tegak disatukan dengan kVA, 3 fase, 50Hz. Generator‐generator dilengkapi dengan 10 pasang kutub‐ kutub. Tinggi tekan perencanaan kotor adalah 505 m dan dayaguna transmisi dari terowongan tekan (head-race tunnel) dan batang pipa bersama-sama dapat menjadi 94%. Keempat unit secara bersama-sama akan menghasilkan suatu tenaga dari tk pada suatu jaminan dayaguna dari 91%. Carilah debit perencanaan dari turbin dan kecepatan spesifiknya. 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro

21 Referensi MM Dandekkar, Pembangkit Listrik Tenaga Air, 1991
W. Arismunandar, Penggerak Mula Turbin A. Arismunandar, Teknik Tenaga Listrik Jilid 1, Pembangkitan Dengan Tenaga Air 9/15/2018 PS S1 Teknik Elektro