Turbin air, dengan turbin Kaplan, Pelton, dan Francis sebagai yang paling umum, adalah mesin putar besar yang berfungsi mengubah energi kinetik dan potensial menjadi listrik tenaga air. Padanan modern dari kincir air ini telah digunakan selama lebih dari 135 tahun untuk pembangkitan daya industri, dan baru-baru ini untuk pembangkitan energi tenaga air.
Apa Kegunaan Turbin Air Saat Ini?
Saat ini, tenaga air menyumbang 16% dari pembangkitan listrik dunia. Pada abad ke-19, turbin air sebagian besar digunakan untuk tenaga industri sebelum jaringan listrik tersebar luas. Saat ini, turbin air digunakan untuk pembangkitan listrik dan dapat ditemukan di bendungan atau daerah dengan aliran air deras.
Dengan permintaan energi global yang meningkat pesat dan faktor-faktor seperti perubahan iklim dan menipisnya bahan bakar fosil, tenaga air berpotensi memberikan dampak besar sebagai bentuk energi hijau dalam skala dunia. Seiring pencarian sumber daya yang ramah lingkungan dan bersih terus berlanjut, turbin Francis dapat terbukti menjadi solusi yang sangat populer dan semakin banyak diadopsi dalam beberapa tahun mendatang.
Bagaimana Turbin Air Menghasilkan Listrik?
Tekanan air yang dihasilkan dari aliran air alami atau buatan menjadi sumber energi bagi turbin air. Energi ini ditangkap dan diubah menjadi tenaga hidroelektrik. Pembangkit listrik tenaga air umumnya menggunakan bendungan di sungai yang aktif untuk menyimpan air. Air kemudian dilepaskan secara bertahap, mengalir melalui turbin, memutarnya, dan mengaktifkan generator yang kemudian menghasilkan listrik.
Seberapa Besar Turbin Air?
Berdasarkan head tempat turbin beroperasi, turbin air dapat diklasifikasikan menjadi head tinggi, sedang, dan rendah. Sistem tenaga air dengan head rendah lebih besar, karena turbin air harus berukuran besar untuk mencapai laju aliran tinggi sementara tekanan air rendah diterapkan di seluruh bilah. Sebaliknya, sistem tenaga air dengan head tinggi tidak memerlukan keliling permukaan yang begitu besar, karena digunakan untuk memanfaatkan energi dari sumber air yang bergerak lebih cepat.
Bagan yang menjelaskan ukuran berbagai bagian sistem tenaga air termasuk turbin air
Bagan yang menjelaskan ukuran berbagai bagian sistem tenaga air termasuk turbin air
Di bawah ini, kami akan menjelaskan beberapa contoh berbagai jenis turbin air yang digunakan untuk berbagai aplikasi dan tekanan air.
Turbin Kaplan (Kepala Tekanan 0-60m)
Turbin ini dikenal sebagai turbin reaksi aliran aksial, karena turbin ini mengubah tekanan air saat mengalir melaluinya. Turbin Kaplan menyerupai baling-baling dan memiliki bilah yang dapat disesuaikan untuk memaksimalkan efisiensi pada berbagai tingkat air dan tekanan.
Diagram turbin Kaplan
Turbin Pelton (Ketinggian Tekanan 300m-1600m)
Turbin Pelton—atau roda Pelton—dikenal sebagai turbin impuls, yang mengekstraksi energi dari air yang bergerak. Turbin ini cocok untuk aplikasi dengan tekanan tinggi, karena memerlukan tekanan air yang tinggi untuk memberikan gaya pada ember berbentuk sendok, dan menyebabkan cakram berputar serta menghasilkan daya.
Turbin Pelton
Turbin Francis (Kepala Tekanan 60m-300m)
Turbin air terakhir dan paling terkenal, turbin Francis, menghasilkan 60% tenaga air dunia. Berfungsi sebagai turbin tumbukan dan reaksi yang beroperasi pada tekanan sedang, turbin Francis menggabungkan konsep aliran aksial dan radial. Dengan demikian, turbin mengisi celah antara turbin tekanan tinggi dan rendah, sehingga menciptakan desain yang lebih efisien, dan menantang para insinyur masa kini untuk lebih menyempurnakannya.
Lebih khusus lagi, turbin Francis beroperasi dengan mengalirkan air melalui casing spiral ke baling-baling pemandu (statis) yang mengendalikan aliran air menuju bilah runner (yang bergerak). Air memaksa runner untuk berputar melalui gabungan dampak dan reaksi gaya, akhirnya keluar dari runner melalui tabung draft yang membuang aliran air ke lingkungan eksternal.
Bagaimana Saya Memilih Desain Turbin Air?
Memilih desain turbin yang optimal sering kali bergantung pada satu hal; jumlah tekanan dan laju aliran yang dapat Anda akses. Setelah Anda menentukan jenis tekanan air yang dapat Anda manfaatkan, Anda kemudian dapat memutuskan apakah "desain turbin reaksi" tertutup seperti turbin Francis atau "desain turbin impuls" terbuka, seperti turbin Pelton, lebih cocok.
Diagram turbin air
Terakhir, Anda dapat menentukan kecepatan putaran yang diperlukan pada generator listrik yang Anda usulkan.
Waktu posting: 15-Jul-2022
