Turbin air adalah salah satu turbin dalam mesin fluida. Sekitar tahun 100 SM, prototipe turbin air, yaitu roda air, telah lahir. Pada saat itu, fungsi utamanya adalah untuk menggerakkan mesin pengolahan biji-bijian dan irigasi. Roda air, sebagai perangkat mekanis yang menggunakan aliran air sebagai tenaga, telah berkembang menjadi turbin air modern, dan cakupan aplikasinya pun telah meluas. Jadi, di mana turbin air modern terutama digunakan?
Turbin terutama digunakan di pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa. Ketika beban sistem tenaga lebih rendah daripada beban dasar, turbin dapat digunakan sebagai pompa air untuk memanfaatkan kapasitas pembangkitan daya berlebih guna memompa air dari waduk hilir ke waduk hulu untuk menyimpan energi dalam bentuk energi potensial; ketika beban sistem lebih tinggi daripada beban dasar, turbin dapat digunakan sebagai turbin hidrolik, menghasilkan listrik untuk mengatur beban puncak. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air murni dengan sistem penyimpanan terpompa tidak dapat meningkatkan daya sistem tenaga, tetapi dapat meningkatkan ekonomi operasional unit pembangkit listrik termal dan meningkatkan efisiensi keseluruhan sistem tenaga. Sejak tahun 1950-an, unit penyimpanan terpompa telah banyak dihargai dan berkembang pesat di berbagai negara di dunia.
Sebagian besar unit penyimpanan air terpompa yang dikembangkan pada tahap awal atau dengan ketinggian muka air tinggi mengadopsi tipe tiga mesin, yaitu, terdiri dari motor generator, turbin air, dan pompa air yang disusun secara seri. Keuntungannya adalah turbin dan pompa air dirancang secara terpisah, yang masing-masing dapat memiliki efisiensi lebih tinggi, dan unit berputar searah saat menghasilkan listrik dan memompa air, serta dapat dengan cepat beralih dari pembangkitan listrik ke pemompaan, atau dari pemompaan ke pembangkitan listrik. Pada saat yang sama, turbin dapat digunakan untuk memulai unit. Kerugiannya adalah biayanya tinggi dan investasi pembangkit listriknya besar.
Bilah-bilah runner turbin pompa aliran miring dapat diputar, dan masih memiliki kinerja operasi yang baik ketika ketinggian muka air dan beban berubah. Namun, karena keterbatasan karakteristik hidrolik dan kekuatan material, pada awal tahun 1980-an, ketinggian muka air bersihnya hanya 136,2 meter. (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir Takagen Pertama Jepang). Untuk ketinggian muka air yang lebih tinggi, diperlukan turbin pompa Francis.
Pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan air terpompa memiliki waduk atas dan bawah. Dengan kondisi menyimpan energi yang sama, peningkatan ketinggian muka air dapat mengurangi kapasitas penyimpanan, meningkatkan kecepatan unit, dan mengurangi biaya proyek. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian muka air tinggi di atas 300 meter telah berkembang pesat. Pompa-turbin Francis dengan ketinggian muka air tertinggi di dunia dipasang di Pembangkit Listrik Baina Basta di Yugoslavia. Sejak abad ke-20, unit tenaga air telah berkembang ke arah parameter tinggi dan kapasitas besar. Dengan meningkatnya kapasitas tenaga termal dalam sistem tenaga dan perkembangan tenaga nuklir, untuk mengatasi masalah pengaturan puncak yang wajar, selain mengembangkan atau memperluas pembangkit listrik skala besar di sistem perairan utama secara giat, negara-negara di seluruh dunia secara aktif membangun pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan air terpompa, yang mengakibatkan perkembangan pesat pompa-turbin.
Sebagai mesin penggerak yang mengubah energi aliran air menjadi energi mekanik berputar, turbin hidrolik merupakan bagian yang tak terpisahkan dari perangkat pembangkit listrik tenaga air. Saat ini, masalah perlindungan lingkungan semakin serius, dan penerapan serta promosi tenaga air, yang menggunakan energi bersih, semakin meningkat. Untuk memanfaatkan sepenuhnya berbagai sumber daya hidrolik, pasang surut, sungai datar dengan penurunan yang sangat rendah, dan bahkan gelombang juga telah menarik perhatian luas, sehingga menyebabkan perkembangan pesat turbin tabung dan unit-unit kecil lainnya.
Waktu posting: 23 Maret 2022
