Menghitung Potensi Daya

Potensi daya :

Pt = ρ.g.Q.Hn.ηo

• Pt = daya terbangkit (W),• ρ = rapat  massa air (kg/m3),• g = gravitasi (m/detik2),• Q = debit aliran (m3/detik),• Hn= tinggi jatuh bersih (m),• ηo = efisiensi overall, 50-70% (Sumber :JICA, 2003). • nilai efisiensi pembangkit, meliputi losses pada penstock,

efisiensi turbin, generator dan losses pada jaringan.

• Bagaimana mencari Q dan Hn ?

Debit Aliran

• Debit diambil dari sungai atau saluran induk irigasi.

• Apa kelebihan dan kekurangannya?

• Perlu Debit Andalan

Mencari Hn = Hefektif

Tinggi Jatuh efektif dipengaruhi oleh:

• Besarnya selisih elevasi antara permukaan air di saluran pembawa dan elevasi lokasi turbin

• Kehilangan energi di saluran pembawa

• Kehilangan energi di pipa pesat

Heff=H-hf

• Berapa besarnya kehilangan energi?

Analisis Teknis Kelayakan Bangunan Sipil untuk

MIKROHIDRO

• Intake

• Saluran Pembawa

• Bak Penenang (Forebay)

• Pipa Pesat (Penstock)

• Anker Blok

Perencanaan Intake

INTAKE

bH2H1

d

H

Hs

Q = b.Cd.(H2 – H1)

Hg..2

Hg..2

2

2

))12.(..(2 HHCdbg

QH

Perencanaan Intake

INTAKE

bH2H1

d

H

Hs

Q = b.Cd.(H2 – H1)

Hg..2

Hg..2

2

2

))12.(..(2 HHCdbg

QH

Diketahui Q = 500 lt/dt; H2=2 m; d=0,5 m; tentukan kedalaman aliran di saluran pembawa.

Saluran Pembawa

• Fungsi saluran pembawa adalah untuk mengalirkan air dari intake ke bak penenang

bs

hs

Freeboard

VAQ .

21

32

1. fn SRAQ

Bak Penenang (Forebay)

L Trashrack

bs Headrace Bf

Spillway

Penstock

Pipa penguras

Af

• Bak penenang berfungsi untuk mengontrol perbedaan debit dalam pipa pesat (penstock) dan saluran pembawa karena fluktuasi beban, disamping itu juga sebagai pemindah sampah terakhir (tanah, pasir, kayu yang mengapung) dalam air yang mengalir.

• Bak penenang dilengkapi saringan (trashrack) dan pelimpas (spillway)

• Kapasitas bak penenang :

Vf = Af.hs = Bf.Lf.df

• Vf = kapasitas bak penenang (m3),• Af = luas bak penenang (m2),• Lf = panjang bak penenang (m),• hs = kedalaman air dari sebuah saluran,• Bf = lebar bak penenang (m).

Beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam perhitungan dimensi bak penenang:

• Volume bak penenang 10 – 20 kali debit yang masuk untuk menjamin aliran steady di pipa pesat dan mampu meredam tekanan balik pada saat penutupan aliran di pipa pesat, dengan Q = debit desain (m3/detik).

• Bak penenang direncanakan dengan menetapkan kecepatan partikel sedimen sebesar 0.03 m/detik

• Pipa pesat ditempatkan 15 cm di atas dasar bak penenang untuk menghindari masuknya batu atau benda – benda yang tidak diinginkan terbawa memasuki turbin, karena berpotensi merusak turbin

Pipa Pesat (Penstock)

• Berfungsi untuk mengalirkan air ke turbin

• Ketebalan Pipa Pesat:

ta

ppo

dPt

..2

.

t

to ketebalan minimum pipa (cm),

Pp desain tekanan air yaitu tekanan hidrostatis + water hammer

(Kgf/cm2), 1.1 x tekanan hidrostatis

dp diameter pipa pesat (cm),

θа tegangan ijin bahan (kg/cm2), untuk SS 400 = 1400 kg/cm2,

η efisiensi pengelasan (0.85-0.9),

faktor korosi (0.15 cm).

ta

ppo

dPt

..2

.

• Diameter Pipa Pesat

1875,02 ..69,2

H

LQnD

D = diameter pipa (m),Q = debit desain (m3/detik),L = panjang penstock (m),n = koefisien manning,H = tinggi jatuh (head) (m)

• Kehilangan energi pada saringan (Thrasrack)

g

V

b

tKh

k

ktt 2

sin23/4

ht = kehilangan energi pada thrasrack,Kt = koefisien kehilangan energi karena bentuk kisi,tk = tebal kisi (m),bk = jarak kisi (m),α = sudut pemasangan thrasrack,V = kecepatan aliran (m/detik).

• Kehilangan energi pada sisi masuk Penstock

• Kehilangan energi akibat belokan pipa

• Kehilangan energi akibat gesekan dalam pipa

Anker Blok• Fungsi dari anker blok adalah untuk menahan penstock agar tidak

bergerak akibat gaya yang bekerja yang disebabkan oleh dorongan air dan berat penstock itu sendiri.

• Penempatan anker blok yaitu pada bagian awal penstock (bagian luar bak penenang), belokan penstock dan pada saat penstock masuk ke Power House

L

θ

• berat penstock : Wp= π.D.to.p

• berat air di dalamnya (tiap 1 meter panjang) : Ww = w . .D2