2021 : STUDI EKSPERIMENTAL PENGEMBANGAN BASIN UNTUK TURBIN VORTEKS

Ir. Sarwono MM.

Year

2021

Published in

-

External link

Type

RESEARCH

Keywords

-


Abstract

Pengembangan energi hidro di Indonesia merupakan upaya meningkatkan kapasitas pembangkit listrik tenaga air dengan besar potensi yang dimiliki yaitu sebesar 94,3 Giga Watt (GW) dari 441,7 GW total potensi energi terbarukan. Penelitian mengenai pengembangan energi hidro juga menjadi topik riset prioritas Kementrian RISTEK-DIKTI untuk sektor Integrasi Fokus Riset Energi – Energi Baru dan Terbarukan. Dengan didukung berbagai kebijakan-kebijakan tersebut, Kelompok Bidang Minat Rekayasa Energi dan Pengkondisian Lingkungan ITS melakukan pengembangan Gravitational Vortex Water Turbine (GVWT) sebagai upaya dalam meningkatkan peran energi terbarukan. GVWT merupakan turbin hidrokinetik yang cocok diaplikasikan pada lokasi yang memiliki head rendah sebesar 0.7 – 2 meter. Penelitian mengenai GWVT ini telah mulai dilakukan oleh tim sejak tahun 2019. Tahun 2019 dilakukan pengujian prototype GVWT di kanal terbuka serta dilakukan pengujian skala lab. Pengujian ini merupakan tahapan desain guide vane, turbin serta kondisi basin. Penelitian tersebut menunjukkan bahwa daya maksimal diperoleh ketika sudut guide vane 25Ëš, jumlah sudu 5 dan sudut sudu 50Ëš. Dengan kondisi basin yang memiliki pada kondisi sudut inlet 13o, ketinggian air 300 mm dan posisi draft tube 100 mm dibawah permukaan tail race. Penelitian lanjutan perlu dilakukan untuk menghasilkan desain basin untuk GVWT yang optimal. Penelitian saat ini menganalisa aliran Vortex yang terdapat vortex strength dan nilainya dipengaruhi oleh bentuk dan dimensi dari basin dan tangensial velocity. Pre-eliminary study dengan menggunakan studi eksperimental mengenai pengaruh rasio inlet dan outlet basin yang mempengaruhi karakteristik aliran vortex sangat diperlukan, sehingga dapat menunjang peningakatan daya yang dapat dihasilkan oleh turbin. Performansi kinerja turbin dipengaruhi adanya performansi aliran vortex. Vortex Strength memiliki pengaruh besar terhadap efisiensi turbin vortex. Kekuatan strength free vortex bersifat yang lemah menghasilkan profil vortex yang buruk, oleh karena itu dibutuhkan optimasi yang maksimal untuk pembangkit listrik GWVPP. Struktur aliran pusaran dapat diidentifikasi sebagai aircore (inti udara vortex), forced vortex (area antara permukaan vortex air dan vortex bebas), vortex bebas (daerah antara forced vortex dan boundary layer) dan boundary layer (air di dekat dinding basin). Performansi vortex sangat bergantung desain dari basin GVWT. Basin silinder yang memilfiki guide inlet adalah yang basin berpotensi memberikan kecepatan aliran vortex yang lebih tinggi dan lebih seragam dibandingkan dengan desain yang lain. Desain conical memengaruhi performansi aliran vortex dan kinerja turbin dengan berbagai variasi parameter yaitu rasio diameter, notch angle, notch inlet width (ð?Šð?–ð?›), cone angle dan canal height (ð?»ð??„Žð?Žð?›ð?›ð?’ð?™). Rasio diameter inlet dan outlet merupakan salah satu parameter yang sangat berpengaruh terhadap pembentukan aliran vortex yang mana akan memengaruhi kinerja turbin. Penelitian hidrokinetik turbin yang dilakukan oleh tim peneliti ITS saat ini berada pada Tahapan Desain. Berdasarkan hasil-hasil yang diperoleh dari penelitian sebelumnya, pada penelitian ini dilakukan eksperimental untuk desain basin GVWT. Diharapkan akan didapatkan desain basin GVWT yang sesuai untuk aplikasi GVWT. Pengembangan GVWT dilakukan dalam beberapa tahap, meliputi tahap desain (meliputi desain basin, desain kanal, desain turbin, posisi peletakan, modifikasi turbin, pengembangan multistage turbin desain sistem mekanik dan desain sistem elektrik), tahap Integrasi dan pengujian lapangan, serta tahap implementasi dan komersialisasi (improvement produk, kajian kelayakan, dan proses komersialisasi). Selain itu, luaran yang akan dicapai adalah publikasi jurnal international Q2.