Turbin Pelton (juga diterjemahkan: kincir air Pelton atau turbin Bourdain, bahasa Inggris: Pelton wheel atau Pelton Turbine) adalah jenis turbin tumbukan, yang dikembangkan oleh penemu Amerika Lester W. Dikembangkan oleh Alan Pelton. Turbin Pelton menggunakan air untuk mengalir dan menghantam kincir air untuk memperoleh energi, yang berbeda dari kincir air injeksi ke atas tradisional yang digerakkan oleh berat air itu sendiri. Sebelum desain Pelton dipublikasikan, beberapa versi turbin tumbukan yang berbeda ada, tetapi mereka kurang efisien daripada desain Pelton. Setelah air meninggalkan kincir air, air biasanya masih memiliki kecepatan, membuang banyak energi kinetik kincir air. Geometri dayung Pelton sedemikian rupa sehingga impeler meninggalkan impeler hanya pada kecepatan yang sangat rendah setelah berjalan pada setengah kecepatan jet air; oleh karena itu, desain Pelton menangkap energi tumbukan air hampir seluruhnya, sehingga memiliki turbin air dengan efisiensi tinggi.
Setelah aliran air berkecepatan tinggi dengan efisiensi tinggi memasuki pipa, kolom air yang kuat diarahkan ke bilah kipas berbentuk ember pada roda yang bergerak melalui katup jarum untuk menggerakkan roda yang bergerak. Ini juga dikenal sebagai bilah kipas benturan, mereka mengelilingi pinggiran roda penggerak, dan secara kolektif disebut roda penggerak. (Lihat foto untuk detailnya, Turbin Pelton Vintage). Saat jet air mengenai bilah kipas, arah aliran air akan berubah karena bentuk ember. Gaya benturan air akan memberikan momen pada ember air dan sistem roda yang bergerak, dan menggunakan ini untuk memutar roda yang bergerak; arah aliran air itu sendiri "tidak dapat diubah", dan saluran keluar aliran air diatur di luar ember air, dan laju aliran air akan turun ke kecepatan yang sangat rendah. Selama proses ini, momentum jet fluida akan ditransfer ke roda yang bergerak dan dari sana ke turbin air. Jadi "guncangan" memang dapat melakukan kerja untuk turbin. Untuk memaksimalkan daya dan efisiensi kerja turbin, sistem rotor dan turbin dirancang untuk menggandakan kecepatan semburan fluida ke ember. Dan sebagian kecil energi kinetik awal semburan fluida akan tetap berada di dalam air, yang membuat ember kosong dan terisi pada kecepatan yang sama (lihat konservasi massa), sehingga fluida masukan bertekanan tinggi dapat terus disuntikkan tanpa gangguan. Tidak ada energi yang perlu terbuang. Biasanya, dua ember akan dipasang berdampingan pada rotor, yang akan memungkinkan aliran air dibagi menjadi dua pipa yang sama untuk disemprotkan (lihat gambar). Konfigurasi ini menyeimbangkan gaya beban samping pada rotor dan membantu memastikan kelancaran, sementara energi kinetik dari semburan fluida juga ditransfer ke rotor turbin hidro.
Karena air dan sebagian besar cairan hampir tidak dapat dimampatkan, hampir semua energi yang tersedia ditangkap pada tahap pertama setelah fluida mengalir ke turbin. Di sisi lain, turbin Pelton hanya memiliki satu bagian roda yang bergerak, tidak seperti turbin gas yang beroperasi pada fluida yang dapat dimampatkan.
Aplikasi praktis Turbin Pelton merupakan salah satu jenis turbin terbaik untuk pembangkit listrik tenaga air dan merupakan jenis turbin yang paling sesuai untuk lingkungan ketika sumber air yang tersedia memiliki tinggi muka air yang sangat tinggi dan laju aliran yang rendah. Oleh karena itu, pada lingkungan dengan muka air yang tinggi dan laju aliran yang rendah, turbin Pelton merupakan yang paling efektif, meskipun terbagi menjadi dua aliran, secara teori turbin tersebut tetap mengandung energi yang sama. Selain itu, saluran yang digunakan untuk kedua aliran injeksi tersebut harus memiliki kualitas yang sebanding, yang satu memerlukan tabung tipis yang panjang dan yang lainnya memerlukan tabung lebar yang pendek. Turbin Pelton dapat dipasang di lokasi dengan berbagai ukuran. Sudah ada pembangkit listrik tenaga air dengan turbin Pelton poros vertikal hidrolik di kelas ton. Unit pemasangan terbesarnya dapat mencapai 200 MW. Di sisi lain, turbin Pelton terkecil hanya memiliki lebar beberapa inci dan dapat digunakan untuk mengekstraksi energi dari aliran yang hanya mengalir beberapa galon per menit. Beberapa sistem perpipaan rumah tangga memanfaatkan kincir air jenis Pelton untuk penyaluran air. Turbin Pelton kecil ini direkomendasikan untuk digunakan pada ketinggian muka 30 kaki (9,1 m) atau lebih untuk menghasilkan daya yang signifikan. Saat ini, menurut aliran air dan desain, ketinggian muka lokasi pemasangan turbin Pelton sebaiknya berada pada kisaran 49 hingga 5.905 kaki (14,9 hingga 1.799,8 meter), tetapi saat ini tidak ada batasan teoritis.
Waktu posting: 02-Apr-2022
