Turbin air, dengan turbin Kaplan, Pelton, dan Francis sebagai yang paling umum, adalah mesin putar besar yang berfungsi untuk mengubah energi kinetik dan potensial menjadi energi hidroelektrik. Mesin-mesin modern yang setara dengan kincir air ini telah digunakan selama lebih dari 135 tahun untuk pembangkit listrik industri, dan baru-baru ini untuk pembangkit energi tenaga air.
Untuk Apa Turbin Air Digunakan Saat Ini?
Saat ini, tenaga air menyumbang 16% dari total produksi 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 pembangkit listrik dan dapat ditemukan di bendungan atau daerah dengan aliran air yang deras.
Dengan meningkatnya permintaan energi global secara pesat dan faktor-faktor seperti perubahan iklim dan menipisnya bahan bakar fosil, tenaga air berpotensi memberikan dampak besar sebagai bentuk energi hijau dalam skala global. Seiring dengan pencarian sumber daya energi 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 listrik tenaga air. 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 Itu?
Berdasarkan ketinggian air yang digunakan, turbin air dapat diklasifikasikan menjadi turbin air dengan ketinggian air tinggi, sedang, dan rendah. Sistem pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian air rendah berukuran lebih besar, karena turbin air harus besar untuk mencapai laju aliran yang tinggi sementara tekanan air yang rendah diterapkan pada bilah-bilahnya. Sebaliknya, sistem pembangkit listrik tenaga air dengan ketinggian air tinggi tidak memerlukan keliling permukaan yang besar, karena digunakan untuk memanfaatkan energi dari sumber air yang bergerak lebih cepat.
Diagram yang menjelaskan ukuran berbagai bagian sistem pembangkit listrik tenaga air termasuk turbin air.
Diagram yang menjelaskan ukuran berbagai bagian sistem pembangkit listrik 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 (Ketinggian Tekanan 0-60m)
Turbin ini dikenal sebagai turbin reaksi aliran aksial, karena mengubah tekanan air saat mengalir melewatinya. 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 (tinggi tekanan 300m-1600m)
Turbin Pelton—atau roda Pelton—dikenal sebagai turbin impuls, yaitu turbin yang mengekstrak energi dari air yang mengalir. Turbin ini cocok untuk aplikasi dengan ketinggian jatuh air yang tinggi, karena membutuhkan tekanan air yang tinggi untuk memberikan gaya pada sudu-sudu berbentuk sendok, dan menyebabkan cakram berputar serta menghasilkan daya.
Turbin Pelton
Turbin Francis (Ketinggian Tekanan 60m-300m)
Turbin air terakhir dan paling terkenal, turbin Francis, menyumbang 60% dari tenaga air dunia. Berfungsi sebagai turbin tumbukan dan reaksi yang beroperasi pada ketinggian sedang, turbin Francis menggabungkan konsep aliran aksial dan radial. Dengan demikian, turbin ini mengisi celah antara turbin ketinggian tinggi dan rendah, menciptakan desain yang lebih efisien, dan menantang para insinyur saat ini untuk terus memperbaikinya.
Lebih spesifiknya, turbin Francis beroperasi dengan air yang mengalir melalui selubung spiral ke sudu pemandu (statis) yang mengontrol aliran air menuju bilah runner (bergerak). Air memaksa runner untuk berputar melalui gabungan benturan dan reaksi gaya, akhirnya keluar dari runner melalui pipa pembuangan yang membuang aliran air ke lingkungan luar.
Bagaimana Cara Memilih Desain Turbin Air?
Memilih desain turbin yang optimal seringkali bergantung pada satu hal; jumlah head 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 sesuai.
Diagram turbin air
Terakhir, Anda dapat menentukan kecepatan putaran yang dibutuhkan untuk generator listrik yang Anda usulkan.
Waktu posting: 15 Juli 2022
