Turbin Pelton (juga diterjemahkan: kincir air Pelton atau turbin Bourdain, bahasa Inggris: roda Pelton atau Turbin Pelton) adalah jenis turbin tumbukan yang dikembangkan oleh penemu Amerika, Lester W. Alan Pelton. Turbin Pelton menggunakan air yang mengalir dan menumbuk kincir air untuk mendapatkan 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 telah ada, tetapi kurang efisien daripada desain Pelton. Setelah air meninggalkan kincir air, air biasanya masih memiliki kecepatan, sehingga banyak energi kinetik kincir air terbuang. Geometri baling-baling Pelton sedemikian rupa sehingga impeler meninggalkan kincir air hanya pada kecepatan yang sangat rendah setelah berputar pada setengah kecepatan pancaran air; oleh karena itu, desain Pelton menangkap energi tumbukan air hampir sepenuhnya, sehingga menghasilkan turbin air yang sangat efisien.
Setelah aliran air berkecepatan tinggi dan efisien memasuki pipa, kolom air yang kuat diarahkan ke bilah kipas berbentuk ember pada roda penggerak melalui katup jarum untuk menggerakkan roda penggerak. Ini juga dikenal sebagai bilah kipas impinging, bilah-bilah ini mengelilingi bagian luar roda penggerak, dan secara kolektif disebut roda penggerak. (Lihat foto untuk detailnya, Turbin Pelton Klasik). Saat pancaran air mengenai bilah kipas, arah aliran air akan berubah karena bentuk ember. Gaya benturan air akan memberikan momen pada ember air dan sistem roda penggerak, dan menggunakan ini untuk memutar roda penggerak; arah aliran air itu sendiri "tidak dapat dibalik", dan saluran keluar aliran air berada di luar ember air, dan laju aliran air akan turun ke kecepatan yang sangat rendah. Selama proses ini, momentum pancaran fluida akan ditransfer ke roda penggerak dan dari sana ke turbin air. Jadi "benturan" memang dapat melakukan kerja untuk turbin. Untuk memaksimalkan daya dan efisiensi kerja turbin, sistem rotor dan turbin dirancang untuk menggandakan kecepatan pancaran fluida ke sudu. Dan sebagian kecil dari energi kinetik asli pancaran fluida akan tetap berada di dalam air, yang membuat sudu kosong dan terisi dengan kecepatan yang sama (lihat konservasi massa), sehingga fluida masukan bertekanan tinggi dapat terus disuntikkan tanpa gangguan. Tidak ada energi yang perlu terbuang. Biasanya, dua sudu akan dipasang berdampingan pada rotor, yang memungkinkan aliran air dibagi menjadi dua pipa yang sama untuk penyemprotan (lihat gambar). Konfigurasi ini menyeimbangkan gaya beban samping pada rotor dan membantu memastikan kelancaran, sementara energi kinetik dari pancaran fluida juga ditransfer ke rotor turbin hidrolik.
Karena air dan sebagian besar cairan hampir tidak dapat dikompresi, hampir semua energi yang tersedia ditangkap pada tahap pertama setelah fluida mengalir ke turbin. Turbin Pelton, di sisi lain, hanya memiliki satu bagian roda yang bergerak, tidak seperti turbin gas yang beroperasi pada fluida yang dapat dikompresi.
Aplikasi praktis turbin Pelton adalah salah satu jenis turbin terbaik untuk pembangkit listrik tenaga air dan merupakan jenis turbin yang paling cocok untuk lingkungan di mana sumber air yang tersedia memiliki ketinggian head yang sangat tinggi dan laju aliran yang rendah. Oleh karena itu, dalam lingkungan head tinggi dan aliran rendah, turbin Pelton adalah yang paling efektif, bahkan jika dibagi menjadi dua aliran, secara teori masih mengandung energi yang sama. Selain itu, saluran yang digunakan untuk kedua aliran injeksi harus berkualitas sebanding, satu membutuhkan tabung panjang tipis dan yang lainnya tabung pendek lebar. Turbin Pelton dapat dipasang di lokasi dengan berbagai ukuran. Sudah ada pembangkit listrik tenaga air dengan turbin Pelton poros vertikal hidrolik kelas ton. Unit instalasi terbesarnya dapat mencapai 200 MW. Turbin Pelton terkecil, di sisi lain, hanya berukuran beberapa inci dan dapat digunakan untuk mengekstrak energi dari aliran yang hanya mengalir beberapa galon per menit. Beberapa sistem perpipaan rumah tangga menggunakan kincir air tipe Pelton untuk pengiriman air. Turbin Pelton kecil ini direkomendasikan untuk digunakan pada ketinggian head 30 kaki (9,1 m) atau lebih untuk menghasilkan daya yang signifikan. Saat ini, sesuai dengan aliran air dan desainnya, ketinggian head lokasi pemasangan turbin Pelton sebaiknya berada dalam kisaran 49 hingga 5.905 kaki (14,9 hingga 1.799,8 meter), tetapi saat ini belum ada batasan teoritis.
Waktu posting: 02-Apr-2022
