Studi Eksperimental Optimasi Variasi Rasio Diameter Nozzle Terhadap Daya Dan Efisiensi Pada Turbin Pelton
Tenaga listrik merupakan suatu unsur penunjang yang sangat penting bagi pengembangan secara menyeluruh suatu bangsa. Masih banyak daerah pelosok di Indonesia yang belum teraliri listrik. PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro) merupakan solusi yang sangat tepat untuk mengatasi masalah tersebut karena memanfaatkan energi air yang tidak akan pernah habis. Turbin pelton adalah salah satu alat pengonversi energi air menjadi energi lisrik yang memanfaatkan energi potensial dan energi kinetik yang dihasilkan oleh air. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui variasi rasio diameter nozzle terhadap daya dan efisiensi pada turbin pelton.
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan menggunakan pipa berdiameter 76,2 mm. Variasi rasio diameter nozzle yang digunakan adalah 1:4, 1:5, dan 1:6. Sehingga diperoleh diameter 19 mm, 15 mm, 11 mm. Jarak nozzle 50 mm dengan sudu berbentuk mangkuk tunggal yang berjumlah 8 buah. Yang akan diuji dengan Kapasitas air sebesar 0,001854 m³/s, 0,002005 m³/s, 0,002434 m³/s dan 0,003114 m³/s. Dan digunakan variasi pembebanan sebesar 5 kg, 10 kg, 15kg dan seterusanya sampai berhenti.
Berdasarkan pengujian dan perhitungan dari penelitian ini. Hasil dari penelitian pada variasi rasio diameter nozzle 1:4, 1:5, dan 1:6. Daya tertinggi terdapat pada variasi rasio diameter nozzle 1:5 sebesar 97,628 Watt pada kapasitas aliran 0,003114 m³/s dengan pembebanan 50 kilogram. Sedangkan Efisiensi terbaik pada variasi rasio diameter nozzle 1:4 sebesar 25,07% pada kapasitas aliran 0,002005 m³/s dengan pembebanan 15 kilogram.
Electricity is a crucial supporting element for comprehensive national development. Many remote areas in Indonesia still lack access to electricity. Micro Hydro Power Plants (PLTMH) offer a precise solution to this issue by harnessing inexhaustible water energy. The Pelton turbine is a device that converts water energy into electrical energy using potential and kinetic energy generated by water. The objective of this research is to determine the variation in the nozzle diameter ratio concerning power output and efficiency in Pelton turbines.
This research employs an experimental method using a 76,2 mm diameter pipe. The variations in nozzle diameter ratios tested are 1:4, 1:5, and 1:6, resulting in nozzle diameters of 19 mm, 15 mm, and 11 mm respectively. The nozzles are positioned 50 mm from a single-cupped bucket runner with a total of 8 buckets. The experiments will be conducted with water flow rates of 0,001854 m³/s, 0,002005 m³/s, 0,002434 m³/s, and 0,003114 m³/s. Additionally, the load variations will range from 5 kg, 10 kg, 15 kg, and so on until the tests conclude.
Based on the testing and calculations from this research, the results show that the highest power output was achieved with a nozzle diameter ratio of 1:5, yielding 97,628 Watts at a flow rate of 0,003114 m³/s and a load of 50 kilograms. Meanwhile, the best efficiency was observed with a nozzle diameter ratio of 1:4, achieving 25,07% efficiency at a flow rate of 0,002005 m³/s with a load of 15 kilograms.