TUGAS KULIAH

MAKALAH METODE PENELITIAN

- Desain Baru Turbin( Kincir ) Untuk PLTA Sederhana-

NAMA : M. RIFKI HARIADI

NIM : 0912023

T. Energi Listrik

T. Elekrto

Institut Teknologi Nasional Malang

2009

i

i

DAFTAR ISI DAFTAR ISI .................................................................................................................................................. I BAB 1 ............................................................................................................................................................. 1 PENDAHULUAN ......................................................................................................................................... 1

1.1 LATAR BELAKANG ............................................................................................................................... 1 1.2 BATASAN MASALAH ............................................................................................................................. 2 1.3 RUMUSAN MASALAH............................................................................................................................ .. 2 1.4 TUJUAN PENULISAN .............................................................................................................................. 2 1.5 METODOLOGI PEMBAHASAN ................................................................................................................ 2 1.6 SISTEMATIKA PEMBAHASAN ................................................................................................................ 2

BAB 2 ............................................................................................................................................................. 3 PENGERTIAN PLTA DAN TURBIN AIR SECARA UMUM ................................................................ 3 BAB 3 ............................................................................................................................................................. 5 DESAIN TURBIN AIR ................................................................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

3.1 PENDAHULUAN ..................................................................................................................................... 5 3.2 KONSTRUKSI TURBIN YANG IDEAL IALAH .......................................................................................... 7 3.3 DESAIN BARU KINCIR AIR TYPE RANTAI LAH ..................................................................................... 7

BAB 4 ............................................................................................................................................................. 8 DETAIL PEMBAHASAN ........................................................................................................................... 8

4.1 KONSTRUKSI KINCIR AIR TYPE RODA ..................................................................................................... 8 4.2 KINCIR AIR TYPE RANTAI ................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.3 CARA MEMBUAT KINCIR AIR TYPE RANTAI .....................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

KESIMPULAN ........................................................................................................................................... 15 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................................. 16

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Listrik merupakan kebutuhan pokok masyarakat dimana penggunaannya yang tidak lepas dengan segala kegiatan masyarakat, sehingga tidak heran permintaan sambungan listrik setiap saat terus meningkat, sementara dalam kondisi krisis ekonomi PLN tidak mampu meningkatkan daya. Di Indonesia khususnya, mati lampu pada saat hujan deras itu biasa. Tapi mati lampu karena ada pemadaman bergilir, itu baru luar biasa dan terjadi akhir-akhir ini. Pemerintah Indonesia tidak mampu menyuplai kebutuhan listrik, karena itu diadakan pemadaman listrik bergilir dengan dalih “penghematan listrik”. Faktanya ialah Perusahan Listrik Negara (PLN) baru mampu melayani 65 persen dari kebutuhan listrik masyarakat, utamanya untuk Jawa Madura dan Bali (Jamali), sementara 35 persen lainnya belum terlayani karena jauh dari jaringan dan memerlukan investasi.

Menanggapi krisis listrik saat ini diperlukannya pemanfaatan pembangkit energi alternative secara maksimal, seperti Pembangkit Lisrtik Tenaga Air, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Pembangkit Listrik Tenaga Nulir, dan masih banyak lagi. Melihat potensi dan geografis di Indonesia, Pemabangkit Listrik Tenaga Air merupakan pilihan yang tebaik, disamping pengaplikasiaannya dapat dilakukan secara sederhana, dalam bentuk kecil sesuai dengan keperluannya.

Keefisiennan pembangkit listik ini sangat di tentukan oleh maksiamalnya fungsi dan kerja turbin. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh PAIJO ( Esksperimenter ), menurutnya selama ini ada beberapa kelemahan yang dimiliki type turbin roda ( kincir lintasan ) yang umum pembaca ketahui, sehingga esksperimenter berupaya membuat desain baru kincir air type rantai yang dianggapnya dapat menanggulangi kelemahan yang dimiliki type kincir pada umumnya. Dan untuk mengetahui kebenarannya diperlukan sebuah tinjauan atau penelitian yang diharapkan kita bisa mendapatkan kebenarannya, sesuai dengan pengetahuan yang penulis miliki.

1

1.2 Batasan Masalah Dalam tulisan ini akan dibahas mengenai disain turbin air, kefesianan penggunaan turbin air serta cara pembuatan turbin air. 1. 3 Rumusan Masalah

1. Benarkah turbin type roda dianggap memiliki kelemahan? 2. adakah upaya untuk menanggulangai masalah yang dimiliki turbin type roda? 3. Mungkinkah desain baru kincir air type rantai juga memiliki kelemahan? 4. Bagaimana cara membuat kincir air type rantai?

1.4 Tujuan Penulisan 1. Mengetahui dan memahami kelemahan turbin type roda. 2. Untuk mengetahui cara penanggulangan masalah turbin type roda. 3. Mengetahui seberapa efektifnya turbin type rantai. 4. Mengetahui cara-cara pembuatan turbin type rantai. 5. Dapat membuat kesimpulan.

1.5 Metodologi Pembahasan Metode penelitian yang dilakukan adalah dengan studi pustaka terkait dengan tema, kemudian sedikit studi lapangan.

1.6 Sistematika Pembahasan Rancangan sistematika makalah ini terdiri atas beberapa bab yang akan dirinci sebagai berikut : BAB 1 : Pendahuluan Berisi mengenai latar belakang, batasan masalah, rumusan masalah, tujuan

penulisan, dan metodologi pembahasan. BAB 2 : Pengertian PLTA secara umum Berisi menegenai penjelasan umum PLTA, komponen utama PLTA yang

sangat berpengaruh pada kerja PLTA serta sejarah singkat turbin. BAB 3 : Metode Acoustic Analysis Berisi penjelasan mengenai turbin BAB 4 : Detail Pembahasan Berisi hasil penelitian lebih detail tentang metode acoustic cryptanalysis

2

BAB 2

PENGERTIAN PLTA dan TURBIN AIR

SECARA UMUM

PLTA merubah energi yang disebabkan gaya jatuh air untuk menghasilkan listrik. Turbin mengkonversi tenaga gerak jatuh air ke dalam daya mekanik. Kemudian generator mengkonversi daya mekanik tersebut dari turbin ke dalam tenaga elektrik.

Jenis PLTA bermacam-macam, mulai yang berbentuk “mikro-hidro” dengan kemampuan mensupalai untuk beberapa rumah saja sampai berbentuk raksasa seperti Bendungan Karangkates yang menyediakan listrik untuk berjuta-juta orang-orang.

PLTA yang paling konvensional mempunyai empat komponen utama sebagai berikut :

1. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.

2. Turbine, gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik.

3. Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. Generator di PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit listrik lainnya.

4. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.

Turbin air adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari gerakan air.

Turbin air dikembangkan pada awalh abad ke-19 dan digunakan secara luas untuk tenaga industri sebelum adanya jaringan listrik. Sekarang mereka digunakan untuk pembangkit tenaga listrik. Mereka mengambil sumber energi yang bersih dan terbaharui. Turbin air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan secara luas untuk tenaga industri untuk jaringan listrik. Sekarang lebih umum dipakai untuk generator listrik. Turbin kini dimanfaatkan secara luas dan merupakan sumber energi yang dapat diperbaharukan. Kincir air sudah sejak lama digunakan untuk tenaga industri. Pada mulanya yang dipertimbangkan adalah ukuran kincirnya, yang membatasi debit dan head yang dapat dimanfaatkan. Perkembangan kincir air menjadi turbin modern membutuhkan jangka

3

waktu yang cukup lama. Perkembangan yang dilakukan dalam waktu revolusi industri menggunakan metode dan prinsip ilmiah. Mereka juga mengembangkan teknologi material dan metode produksi baru pada saat itu. Kata "turbine" ditemukan oleh seorang insinyur Perancis yang bernama Claude Bourdin pada awal abad 19, yang diambil dari terjemahan bahasa Latin dari kata "whirling" (putaran) atau "vortex" (pusaran air). Perbedaan dasar antara turbin air awal dengan kincir air adalah komponen putaran air yang memberikan energi pada poros yang berputar. Komponen tambahan ini memungkinkan turbin dapat memberikan daya yang lebih besar dengan komponen yang lebih kecil. Turbin dapat memanfaatkan air dengan putaran lebih cepat dan dapat memanfaatkan head yang lebih tinggi. (Untuk selanjutnya dikembangkan turbin impulse yang tidak membutuhkan putaran air). Runtutan Sejarah Sebuah sudu turbin Francis yang menghasilkan daya hampir 1 juta hp. Sedang dipasang pada bendungan Grand Coulee. Sebuah sudu tipe baling-baling yang menghasilkan daya 28 ribu hp.Ján Andrej Segner mengembangkan turbin air reaksi pada pertengahan tahun 1700. turbin ini mempunyai sumbu horizontal dan merupakan awal mula dari turbin air modern. Turbin ini merupakan mesin yang simpel yang masih diproduksi saat ini untuk pembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner bekerja dengan Euler dalam membuat teori matematis awal untuk desain turbin. Pada tahun 1820, Jean-Victor Poncelet mengembangkan turbin aliran kedalam.Pada tahun 1826, Benoit Fourneyon mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sangan efisien (~80%) yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satu dimensi. Saluran keluaran juga mempunyai lengkungan pengarah. Pada tahun 1844, Uriah A. Boyden mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkan performa dari turbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis.

Pada tahun 1849, James B. Francis meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran

kedala hingga lebih dari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan dan mengembangkan metode engineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakan sesuai dengan namanya, yang merupakan turbin air modern pertama. Turbin ini masih digunakan secara luas di dunia saat ini. Turbin air aliran kedalam mempunyai susunan mekanis yang lebih baik dan semua turbin reaksi modern menggunakan desain ini. Putaran massa air berputar hingga putaran yang semakin cepat, air berusaha menambah kecepatan untuk membangkitkan energi. Energi tadi dibangkitkan pada sudu dengan memanfaatkan berat jatuh air dan pusarannya. Tekanan air berkurang sampai nol sampai air keluar melalui sirip turbin dan memberikan energi. Sekitar tahun 1890, bantalan fluida modern ditemukan, sekarang umumnya digunakan untuk mendukung pusaran turbin air yang berat. Hingga tahun 2002, bantalan fluida terlihat mempunyai arti selama lebih dari 1300 tahun. Sekitar tahun 1913, Victor Kaplan membuat turbin Kaplan, sebuah tipe mesin baling-baling. Ini merupakan evolusi dari turbin Francis tetapi dikembangkan dengan kemampuan sumber air yang mempunyai head kecil.

4

BAB 3

Desain Turbin

3.1 Pendahuluan

Perencanaan turbin type rantai yang dikeluarkan oleh PAIJO ( Esksperimenter ) menjadi sebuah pembahasan yang layak ditindak lanjuti. Paijo mengklaim selama ini ada beberapa kelemahan yang dimiliki type turbin roda.

Dari perumusan Bernouli, menunjukkan bahwa daya air dari suatu aliran

mempunyai bentuk energi yang berbeda-beda. Pada proses peralihan keseimbangan energi antara energi masuk ke mesin tenaga disatu pihak dengan energi mekanis yang dapat diteruskan oleh mesin tenaga ditambah energi yang ikut ke luar bersama-sama air buangan dipihak lain.

dari persamaan tersebut, suku sebelah kanan adalah jumlah energi yang dipakai oleh sudu jalan turbin untuk diubah menjadi energi mekanis.

Pada gambar diatas adalah gambar kincir air. Kincir air ini adalah jenis turbin air

yang paling kuno, sudah sejak lama digunakan oleh masyarakat. Teknologinya sederhana, material kayu dapat dipakai untuk membuat kincir air, tetapi untuk opersi pada tinggi jatuh air yang besar biasanya kincir air dibuat dengan besi. Kincir air bekerja pada tinggi jatuh yang rendah biasanya antar 0,1 m sampai 12 meter, dengan kapasitas aliran yang berkisar antara 0,05 m3/dtk sampai 5 m3/dtk. Dari data tersebut pemakai kincir air adalah di daerah yang aliran airnya tidak besar dengan tinggi jatuh yang kecil. Putaran poros kincir air berkisar antara 2 rpm sampai 12 rpm.

5

3.2 Konstruksi turbin yang ideal ialah

Sesuai gambar tubin diatas,untuk pemilihan turbin kebanyakan didasarkan pada head air yang didapatkan dan kurang lebih pada rata-rata alirannya. Umumnya, turbin impuls digunakan untuk tempat dengan head tinggi, dan turbin reaksi digunakan untuk tempat dengan head rendah. Turbin Kaplan baik digunakan untuk semua jenis debit dan head, efisiiensinya baik dalam segala kondisi aliran. Turbin kecil (umumnya dibawah 10 MW) mempunyai poros horisontal, dan kadang dipakai juga pada kapasitas turbin mencapai 100 MW. Turbin Francis dan Kaplan besar biasanya mempunyai poros / sudu vertikal karena ini menjadi penggunaan paling baik untuk head yang didapatkan, dan membuat instalasi generator lebih ekonomis. Poros Pelton bisa vertikal maupun horisontal karena ukuran turbin lebih kecil dari head yang di dapat atau tersedia. Beberapa turbin impuls menggunakan beberapa semburan air tiap semburan untuk meningkatkan kecepatan spesifik dan keseimbangan gaya poros.

6

Tipe Penggunaan Head· Kaplan 2<40 h="head">Kecepatan Spesifik (ns), menunjukkan bentuk dari turbin itu dan tidak berhubungan dengan ukurannya. Hal ini menyebabkan desain turbin baru yang diubah skalanya dari desain yang sudah ada dengan performa yang sudah diketahui. Kecepatan spesifik merupakan kriteria utama yang menunjukkan pemilihan jenis turbin yang tepat berdasarkan karakteristik sumber air. Kecepatan spesifik dari sebuah turbin juga dapat diartikan sebagai kecepatan ideal, persamaan geometris turbin, yang menghasilkan satu satuan daya tiap satu satuan head. Kecepatan spesifik tubin diberikan oleh perusahaan (dengan penilaian yang lainnya) dan dan selalu dapat diartikan sebagai titik efisiensi maksimum. Perhitungan tepat ini menghasilkan performa turbin dalam jangkauan head dan debit tertentu. 3.3 Desain baru kincir air type rantai

7

BAB 4

DETAIL PEMBAHASAN

Akan dibahas mengenai detail plus-minusnya desain kincir air.

4.1 Beberapa konstruksi kincir air type roda • Kincir Air (Water Wheel)

Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik

berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa konstruksi kincir air yaitu :

1. Kincir Air Overshot

2. Kincir Air Undershot

3. Kincir Air Breastshot

4. Kincir Air Tub

4.1.1 Pengamatan yang didapat ialah

4.1.1.1 Kincir Air Overshot

Gambar 1.1 Kincir air Overshot

Sumber. http://osv.org/education/WaterPower

Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir

jatuh ke dalam bagian sudu-sudu sisi bagian atas,

dan karena gaya berat air roda kincir berputar.

Kincir air overshot adalah kincir air yang paling

banyak digunakan dibandingkan dengan jenis

kincir air yang lain.

Keuntungan

► Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85%.

► Tidak membutuhkan aliran yang deras.

► Konstruksi yang sederhana.

► Mudah dalam perawatan.

► Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir.

Kerugian

8

► Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air,

sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak.

► Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.

► Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.

► Daya yang dihasilkan relatif kecil.

4.1.1.2 Kincir Air Undershot

Kincir air undershot bekerja bila air yang

mengalir, menghantam dinding sudu yang

terletak pada bagian bawah dari kincir air. Kincir

air tipe undershot tidak mempunyai tambahan

keuntungan dari head.Tipe ini cocok dipasang

pada perairan dangkal pada daerah yang rata.

Tipe ini disebut juga dengan ”Vitruvian”. Disini

aliran air berlawanan dengan arah sudu yang

memutar kincir.

Gambar 1.2 Kincir air Undershot

Sumber. http://osv.org/education/WaterPower

Keuntungan

Konstruksi lebih sederhana

Lebih ekonomis

Mudah untuk dipindahkan

Kerugian

Efisiensi kecil

Daya yang dihasilkan relatif kecil

4.1.1.3 Kincir Air Breastshot

9

Kincir air Breastshot merupakan perpaduan

antara tipe overshot dan undershot dilihat dari

energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya

tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air

yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu

poros dari kincir air. Kincir air jenis ini

menperbaiki kinerja dari kincir air tipe under shot

Gambar 1.3 Kincir air Breastshot Sumber. http://osv.org/education/WaterPower

Keuntungan

► Tipe ini lebih efisien dari tipe under shot

► Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek

► Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar

Kerugian

► Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit)

► Diperlukan dam pada arus aliran datar

► Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot

4.1.1.4 Kincir Air Tub

Gambar 1.4 Kincir air Breastshot Sumber. http://osv.org/education/WaterPower

Kincir air Tub merupakan kincir air yang

kincirnya diletakkan secara horisontal dan sudu-

sudunya miring terhadap garis vertikal, dan tipe

ini dapat dibuat lebih kecil dari pada tipe overshot

maupun tipe undershot. Karena arah gaya dari

pancuran air menyamping maka, energi yang

diterima oleh kincir yaitu energi potensial dan

kinetik.

Keuntungan

• Memiliki konstruksi yang lebih ringkas

• Kecepatan putarnya lebih cepat

Kerugian

• Tidak menghasilkan daya yang besar

• Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti

10

Disamping kekurangan kincir air type roda yg tertulis diatas secara garis besar kelemahan-kelemahan yang beberapa diantaranya adalah :

1. Jumlah air yang tumpah sebelum mencapai titik terbawah sewaktu kincir berputar cukup banyak. Akibatnya, ketinggian efektifnya berkurang banyak bahkan sampai 50 %. Hal itu disebabkan karena penempatan sudu yang tetap pada roda sehingga tidak dapat diatur saat penumpahan airnya.

2. Putaran poros kincir sangat lambat ( RPM rendah ), meskipun torsinya besar. Putaran poros juga cenderung menurun dengan bertambahnya diameter roda. Hal tersebut menimbulkan masalah ketika akan digunakan untuk memutar alat yang memerlukan putaran cukup tinggi seperti dinamo listrik. Untuk mengatasinya, biasanya digunakan gearbox ( mahal, kehilangan daya sedikit ) atau multiple puley atau multiple chain-gear ( relatih murah, kehilangan daya agak banyak ).

3. Sulit dan mahal jika dibuat dengan diameter besar untuk air terjun yang tinggi. Selain itu juga menyita tempat yang luas baik dalam pemakaian apalagi dalam penyimpanan dan pengangkutan.

4. Sulit untuk diproduksi secara masal karena sifatnya yang kurang fleksibel terutama dalam hal ukuran ( diameter ). Kincir dengan diameter tertentu hanya cocok untuk air terjun dengan ketinggian tertentu pula dan tidak cocok untuk ketinggian yang berbeda. Jika dipaksakan justru kurang efektif dan efisien dan bahkan mungkin tidak dapat bekerja sama sekali.

4.2 kincir air type rantai

Pada kincir air type rantai ini sang eksperimenter memanfaatkan roda gigi dan rantai sepeda motor ( bekas ) untuk menggantikan fungsi roda.

4.2 .1 Pengamatan yang didapat ialah:

• Kelebihan kincir rantai dibandingkan kincir roda adalah :

1. Jumlah air yang tumpah percuma sedikit sehingga tenaga air dapat dimanfaatkan secara lebih maksimal

2. Putaran poros kincir ( RPM ) puluhan bahkan ratusan kali lebih cepat daripada kincir roda untuk ketinggian air terjun dan kecepatan linier yang sama. Kecepatan putar poros sudah tidak perlu banyak penyesuaian dengan alat/dinamo sehingga tidak diperlukan lagi gearbox yang mahal.

3. Dapat dibuat untuk ketinggian air terjun berapa saja sesuai keadaan dan keperluan dengan hanya menambah atau mengurangi panjang rantai tanpa mengubah bentuk dan ukuran bagian lainnya. Tentu saja jumlah bak air harus disesuaikan juga supaya jarak antara bak air seragam dan relatif rapat. Dalam hal menambah panjang rantai, perlu diperhitungkan kekuatan rantai dalam menahan beban beratnya bak beserta air dan rantainya sendiri untuk mengindari rantai putus atau cepat aus. Selain itu juga harus tersedia ruang yang cukup untuk berputar ketika bak air mencapai gir bawah.

11

4. Dapat diproduksi secara masal karena kincir rantai yang persis sama dapat digunakan untuk air terjun dengan ketinggian yang sangat bervariasi. Penyesuaian hanya diperlukan pada panjang rantai dan jumlah bak. Lebih praktis lagi jika rantai dan bak dibuat dan dijual dalam hitungan segmen ( misalnya tersedia 1, 2, 4, 8, dan 16 segmen ). Satu satuan segmen terdiri dari satu bak lengkap dengan poros, tuas penumpah, dan 2 rantai dengan jumlah ruas tertentu yang seragam. Panjang rantai tersebut dibuat sedemikian rupa sehingga ketika dipasang sambung-menyambung menjadi untaian bak-bak yang rapi dan seimbang.

• Disamping kelebihan, kincir rantai ini juga mempunyai kekurangan. Adapun kekurangannya antara lain :

1. Rantai dan gir akan terkena air dan terancam perkaratan sehingga cepat rusak. Hal itu dapat dikurangi dengan membuat poros bak yang lebih panjang agar jarak antara bak dan rantai cukup jauh. Rantai juga perlu dicat sebelum dipasang dan diberi pelumas ( grease ) secara rutin dan sering. Lebih baik lagi jika dipasang alat khusus untuk menghambat proses perkaratan yang bekerja secara elekro-kimia. Tentang cara kerja alat ini akan dibahas dalam tulisan tersendiri.

2. Bearing cepat rusak karena kemasukan air. Untuk mengatasi hal itu, dapat dilakukan dengan membuat dudukan bearing dari pipa yang dibuntu sebelah ujungnya dengan plat besi dan dilas. Kemudian dibuatkan seal dari karet tebal ( bisa ban bekas atau konveyor ) yang berbentuk seperti ring. Seal tersebut kemudian dipasang pada dudukan untuk menutupi bearing. Supaya kedap air, dapat diberi lem ( super glue atau epoxy ) antara seal dan dudukan bearing. Selain itu, lubang seal harus span dan agak menggigit poros. Supaya bearing dapat diberi pelumas tanpa membuka seal, maka perlu dibuatkan lubang / saluran pada dudukan bearing yang diberi penutup dari mur-baut yang dilas agar rapat tapi mudah dibuka-tutup.

3. Kurang cocok jika digunakan untuk menggerakkan penumbuk padi karena putaran poros yang cepat dengan torsi yang relatif kecil

4. Sulit dibuat untuk debit air yang cukup besar karena keterbatasan kekuatan rantai motor. Cara mengatasinya, dapat dibuat dengan rantai dan gir rangkap ( mudah ) atau dibuatkan rantai yang lebih besar ( tapi sulit ). Alternatif lain adalah menggunakan rantai talang yang banyak dijual di toko besi. Namun jika menggunakan rantai talang, perlu dibuat ’gir’ tersendiri yang cocok dengan bentuk dan ukuran rantai talang. Bentuk ’gir’ yang dapat digunakan adalah seperti ’gir’ yang digunakan pada kerekan rantai yang digerakkan dengan tangan yang banyak dijual di toko teknik dan toko perlengkapan mobil. Kincir rantai ini barulah berupa ide dan sketsa dan belum pernah dibuat prototype-nya. Selain kincir rantai, saya juga telah membuat sketsa desain Kncir Roda Rantai yang memadukan konsep kincir rantai dan kincir roda. Salah satu kelebihan dari kincir desain baru tersebut adalah mempunyai dua poros keluaran dengan RPM dan torsi yang berbeda jauh sehingga dapat digunakan untuk keperluan yang lebih bervariasi tanpa perlu tambahan gearbox.

12

4.3 cara membuat kincir air type roda

Adapun langkah-langkah pembuatan kincir rantai adalah sebagai berikut (liahat gambar) ;

1. Bentuk dasar kincir terdiri atas delapan buah gir besar ( gbr no. 1 ) dan dua buah rantai panjang ( gbr no. 2 ). Setiap rantai melekat pada empat buah gir yang disusun berbentuk persegi panjang, memanjang dari atas ke bawah dengan ketinggian yang disesuaikan dengan tinggi air kerjun. Kemudian dua set gir-rantai yang bentuk dan ukurannya identik tadi dipasang sejajar.

2. Agar kedua set rantai panjang dapat berputar secara bersamaan (sinkron), maka perlu dibuat tambahan 2 gir kecil (gbr no.7), 2 gir besar (gbr no.8) dan 2 buah rantai pendek (gbr no.4) sebagai penghubung kedua set gir-rantai terdahulu. Dua buah gir besar tersebut (gbr no.8) masing-masing dipasang secara konsentris (seporos) dengan sebuah gir besar (gbr no.1 kiri atas ) pada tiap-tiap set gir-rantai. Dua gir kecil sisanya (gbr no.7) dipasang konsentris pada satu poros panjang sehingga masing-masing gir kecil tersebut sejajar dengan gir besar pasangannya di bawah (gbr no.8). Pada poros panjang ini juga dapat dipasang gir besar (gbr no.9)atau puley yang dihubungkan dengan dinamo listrik atau alat lainnya. Setelah itu barulah dipasang rantai yang sama panjang (gbr no.4) supaya sinkron. Cara sinkronisasi demikian perlu dilakukan untuk menghindari kehilangan tempat/ruang untuk bak air jika digunakan poros penghubung langsung antara dua buah gir besar yang saling berhadapan.

3. Catatan : ¬ Sinkronisasi diperlukan jika tidak mungkin menghubungkan pasangan

13

gir-gir besar (gbr no.1) dengan poros panjang. Hal itu disebabkan penggunaan gir yang diameternya lebih kecil dari pada penampang bak air. Situasi seperti ini justru paling sering terjadi karena gir besar sepeda motor yang diameternya paling besar sekalipun masih terlalu keci dibandingkan penampang bak air yang diperlukan untuk kincir yang sebenarnya. ¬ Jika menggunakan gir besar (gbr no.1) yang diameternya lebih besar dari penampang bak air, maka sinkronisasi tidak diperlukan. Hal itu disebabkan tiap pasangan gir besar (gbr no.1) dapat dihubungkan secara konsentris dengan menggunakan poros panjang tanpa menghalangi gerakan bak air ketika mencapai gir. Dengan cara tersebut, kedua set gir-rantai akan sinkron dengan sendirinya. Selain itu, juga terjadi penghematan jumlah gir, rantai, dan bearing. Penghematan bearing ini juga terjadi pada semua poros karena dengan memasang gir secara konsentris pada poros panjang berarti cukup menggunakan single bearing (tidak perlu double bearing) di tiap ujung poros.

4. Langkah selanjutnya adalah membuat sejumlah bak air (gbr no.3). Besar-kecilnya bak air disesuaikan dengan debit air dan desain kecepatan kincir. Bak air ini dapat menggunakan ember besi atau kaleng besar atau dapat dibuat sendiri dari seng tebal, plat besi, maupun papan kayu. Yang penting bentuk, berat, dan daya tampungnya seragam supaya seimbang ketika dipasang. Pada masing-masing bak air ini dibuat cantolan dengan 2 lubang (atas-bawah) yang dilekatkan permanen pada satu mata rantai dengan menggunakan keling. Cantolan tersebut dipasang sedikit di atas titik berat (central mass) bak air (diukur ketika bak air dalam keadaan penuh). Dalam posisi itu, bak air akan stabil namun mudah diputar untuk menumpahkan airnya ketika telah mencapai gir bawah. Penumpahan air akan terjadi secara otomatis ketika bak telah mencapai gir bawah karena posisi bak air yang terus mengikuti arah rantai.

Alternatif lain pemasangan bak air :

Pada masing-masing bak air dipasang mekanisme poros putar sehingga dapat berputar bebas ketika terpasang pada rantai seperti sangkar penumpang pada kincir pasar malam. Poros ini dipasang sedikit di atasnya titik berat (central mass) bak air ketika sedang penuh maupun kosong. Posisi itu memungkinkan bak senantiasa selalu menghadap lurus ke atas namun mudah diputar ketika akan menumpahkan isinya. Hal itu bertujuan untuk mengurangi tumpahnya air sebelum waktunya dan memudahkan proses pengisian ketika bak kosong telah berada di bagiaan gir atas. Selain itu juga dipasang tuas penumpah yang berfungsi memutar bak dan menumpahkan air secara otomatis ketika bak telah mencapai gir bawah dan tuas tertahan oleh batang penumpah. Batang penumpah ini dipasang statis untuk menahan tuas dan kemudian memaksa bak air berputar menumpahkan isinya ketika telah mencapai gir bawah.

14

KESIMPULAN

• Kincir air termasuk komponen PLTA yang memegang peranan penting dalam

pemproduksian sumber tegangan. • Disain kincir air mempengaruhi keefisianan dari pembangkit itu sendiri • Antara masing-masing type kincir air memiliki nilai plus dan negatif tersendiri • Dilihat dari banyaknya keuntungan, semua jenis kincir air baik dan sangat efektif

asalkan disesuaikan dengan keperluan juga kondisi alam. • Dari makalah ini dapat membuat sendiri kincir air type ranatai.

15

16

DAFTAR PUSTAKA

1) http://KINCIR AIR PAIJO-1 « PAIJO.htm 2) http://74.125.153.132/search?q=cache:B_NQVkd6FxIJ:agungchynta.files.wordpr

ess.com/2007/03/turbin-air.ppt+turbin&cd=3&hl=id&ct=clnk&gl=id 3) http://id.wikipedia.org/wiki/Turbin 4) http://id.wikipedia.org/wiki/Kincir_anginhttp://id.wikipedia.org/wiki/Turbin_air 5) http://www.crayonpedia.org/mw/BAB_21_KLASIFIKASI_TURBIN_AIR_SUN

YOTO