Turbin air adalah salah satu jenis mesin turbin dalam bidang permesinan fluida. Sejak sekitar tahun 100 SM, prototipe turbin air telah lahir. Pada saat itu, fungsi utamanya adalah untuk menggerakkan mesin pengolahan biji-bijian dan irigasi. Turbin air, sebagai perangkat mekanis yang digerakkan oleh aliran air, telah berkembang menjadi turbin air modern saat ini, dan cakupan aplikasinya pun telah meluas. Lalu, di mana turbin air modern terutama digunakan?
Turbin air terutama digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa. Ketika beban sistem tenaga lebih rendah dari beban dasar, turbin air dapat digunakan sebagai pompa air untuk memanfaatkan kapasitas pembangkitan daya berlebih guna memompa air dari waduk hilir ke waduk hulu dan menyimpan energi dalam bentuk energi potensial; ketika beban sistem lebih tinggi dari beban dasar, turbin air dapat digunakan untuk menghasilkan listrik guna menyesuaikan beban puncak. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air murni dengan sistem penyimpanan terpompa tidak dapat meningkatkan daya sistem tenaga, tetapi dapat meningkatkan ekonomi operasi unit pembangkit listrik termal dan meningkatkan efisiensi keseluruhan sistem tenaga. Sejak tahun 1950-an, unit penyimpanan terpompa telah banyak dihargai dan berkembang pesat di seluruh dunia.
Unit penyimpanan air bertekanan yang dikembangkan pada tahap awal atau dengan ketinggian muka air yang tinggi sebagian besar mengadopsi tipe tiga mesin, yaitu, terdiri dari motor generator, turbin air, dan pompa air yang disusun secara seri. Keuntungannya adalah turbin air dan pompa air dirancang secara terpisah, sehingga dapat memiliki efisiensi tinggi, dan arah putaran unit sama saat menghasilkan dan memompa, yang memungkinkan konversi cepat dari pembangkitan daya ke pemompaan, atau dari pemompaan ke pembangkitan daya. Pada saat yang sama, turbin dapat digunakan untuk memulai unit. Kekurangannya adalah biaya tinggi dan investasi besar pada pembangkit listrik.
Bilah turbin pompa aliran miring dapat berputar dan tetap memiliki kinerja operasi yang baik ketika ketinggian muka air dan beban berubah. Namun, karena keterbatasan karakteristik hidrolik dan kekuatan material, ketinggian muka air maksimumnya hanya 136,2 m pada awal tahun 1980-an (Pembangkit Listrik Kogen No. 1 di Jepang). Untuk ketinggian muka air yang lebih tinggi, diperlukan turbin pompa Francis.
Pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa dilengkapi dengan waduk atas dan bawah. Dengan kondisi menyimpan energi yang sama, peningkatan ketinggian air dapat mengurangi kapasitas penyimpanan, meningkatkan kecepatan unit, dan mengurangi biaya proyek. Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian air di atas 300 meter berkembang pesat. Turbin pompa Francis dengan ketinggian air tertinggi di dunia dipasang di pembangkit listrik Beinabashta di Yugoslavia. Daya unit tunggalnya adalah 315 MW dan ketinggian air turbin adalah 600,3 meter; pompa memiliki ketinggian 623,1 m dan kecepatan putar 428,6 R/min. Pompa ini mulai beroperasi pada tahun 1977. Sejak abad ke-20, unit tenaga air telah berkembang menuju parameter tinggi dan kapasitas besar. Dengan meningkatnya kapasitas tenaga api dalam sistem tenaga dan perkembangan tenaga nuklir, untuk mengatasi masalah pengurangan beban puncak yang wajar, negara-negara di seluruh dunia secara aktif membangun pembangkit listrik tenaga air dengan sistem penyimpanan terpompa di samping secara giat mengembangkan atau memperluas pembangkit listrik skala besar di sistem perairan utama. Oleh karena itu, turbin pompa telah berkembang pesat.
Sebagai mesin pembangkit tenaga yang mengubah energi aliran air menjadi energi mekanik berputar, turbin air merupakan bagian yang tak terpisahkan dalam genset turbin air. Saat ini, masalah perlindungan lingkungan semakin serius. Pembangkit listrik tenaga air, metode pembangkit listrik yang menggunakan energi bersih, semakin banyak diaplikasikan dan dipromosikan. Untuk memanfaatkan sepenuhnya berbagai sumber daya hidrolik, pasang surut, sungai datar dengan penurunan ketinggian yang rendah, dan bahkan gelombang juga telah menarik perhatian luas, yang telah menyebabkan perkembangan pesat turbin tabung dan unit-unit kecil lainnya.
Waktu posting: 06-Apr-2022
