POMPA HIDRAM SOLUSI UNTUK HEMAT LISTRIK

Pompa Hidram adalah pompa siklus yang memaanfaatkan tekanan arus air sebagai sumber tenaga. Jadi pompa ini tidak membutuhkan listrik atau motor sebagai sumber tenaga (pompa air tanpa motor). Sehingga pompa ini membutuhkan aliran air yang kuat (bertekanan). Karena memakai aliran air maka sebagian air yang digunakan untuk memompa akhirnya terbuang (terbuang ke sungai misalnya). Pompa ini cocok diterapkan pada daerah yang sulit air karena letaknya lebih tinggi dari sumber air.

Prinsip kerja Hidram adalah pemanfaatan gravitasi dimana akan menciptakan energi dari hantaman air yang menabrak faksi air lainnya untuk mendorong ke tempat yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan energi potensial dari hantaman air diperlukan syarat utama yaitu harus ada terjunan air yang dialirkan melalui pipa dengan beda tinggi elevasi dengan pompa Hidram minimal 1 meter. Syarat kedua adalah sumber air harus kontinyu, dengan debit minimal 7 liter per menit. Besarnya debit pemompaan dapat dihitung dengan rumus Q2 = Q1 x H1 : H2 x j. Di mana Q2 adalah debit air yang dipompakan (liter/menit), Q1 debit air yang masuk pompa (liter/menit), H1 tinggi terjunan dalam meter, H2 tinggi pemompaan dalam meter, dan j adalah efisiensi pompa, yaitu 0,5 -0,75.

 Dalam prakteknya diperoleh perbandingan tinggi terjunan dan tinggi pengangkatan air sebesar 1:6, akan menghasilkan debit pemompaan sebesar 1/3 dari debit air yang masuk ke pompa, sedang 2/3 debit air akan keluar melalui klep pembuangan setelah memberikan tenaga hantaman.
Prinsip kerja dari pompa Hidram dapat dilihat dari gambar berikut ini :

Bagian kunci dari Hidram adalah dua buah klep, yaitu: klep pem¬buangan dan klep penghisap. Air masuk dari terjunan melalui pipa A, klep pem¬buangan terbuka sedangkan klep peng¬hisap tertutup. Air yang masuk memenuhi rumah pompa mendorong ke atas klep pembuangan hingga menutup. Dengan tertutupnya klep pembuangan meng¬akibatkan seluruh dorongan air menekan dan membuka klep penghisap dan air masuk memenuhi ruang dalam tabung kom¬presi di atas klep penghisap.
Pada volume tertentu pengisian air dalam tabung kompresi optimal, massa air dan udara dalam tabung kompresi akan mene¬kan klep penghisap untuk menutup kem¬bali, pada saat yang bersamaan sebagian air keluar melalui pipa B. Dengan tertutup¬nya kedua klep, maka aliran air dalam rumah pompa berbalik berlawanan dengan aliran air ma¬suk, diikuti dengan turunnya klep pembu¬angan karena arah tekanan air tidak lagi ke klep pembuangan tetapi berbalik ke arah pipa input A.
Di sinilah Hantaman -ram- palu air (water hammer) itu terjadi, dimana air dengan tenaga gravitasi dari terjunan menghantam arus balik tadi, 2/3 debit keluar lubang pembuangan, semen¬tara yang 1/3 debit mendorong klep penghisap masuk ke dalam tabung pompa sekaligus men¬dorong air yang ada dalam tabung pompa untuk keluar melaui pipa output B. Energi hantaman yang ber¬ulang-ulang mengalirkan air ke tempat yang lebih tinggi.

Read More

PRINSIP KERJA POMPA SENTRIFUGAL

Pompa Centrifugal adalah suatu pompa yang memindahkan cairan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa sentrifugal mengubah enegi kecepatan menjadi energi tekanan. Ada juga yang menyebutnya sebagai mesin kecepatan karena semakin cepat putaran pompanya maka akan semakin tinggi tekanan (head) dihasilkan.

 Prinsip kerja Pompa Sentrifugal

Ketika sebuah objek benda diputar dalam gerak melingkar, benda tersebut akan cenderung terlempar keluar dari pusat lingkaran. Satu cara untuk menambah energi kepada fluida cair adalah dengan memutar fluid atersebut dalam arah melingkar. Gaya yang mengakibatkan sebuah objek terlempar keluar dalamgerak melingkar disebut gaya sentrifugal.Bagian pompa yang memutar flluida cair disebut impeller. Fluida cair mengalir meleluiinlet pompa dan masuk kedalam titik pusat impeller. Selanjutnya impeller akan menggerakkan fluida tersebut dalam gerak melingkar, Fluida cair akan didorong dari titik pusat menuju bagian terluar dari bibir impeller. Semakin cepat impeller berputar, akan semakin cepat fluida cair  bergerak. Impeller disusun dari rangkaian vanes atau blade, yang berpungsi untuk mengarahkan aliran fluida).

Pompa sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip gaya sentrifugal yaitu bahwa benda yang bergerak secara melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut. Besarnya gaya sentrifugal yang timbul tergantung dari masa benda, kecepatan gerak benda, dan jari-jari lengkung lintasannya.

Bagian bagian pompa sentrifugal

A. Stuffing Box

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing.

B. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

C. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

D. Shaft sleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.

E. Vane

Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

F. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

G. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

H. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

I. Wearing Ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing  dengan impeller.

J. Bearing

Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

 K. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

Read More

PERANCANGAN MIKRO HIDRO

Mikro hidro merupakan suatu pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggeraknya seperti, saluran irigasi, sungai atau air terjun alam dengan cara memanfaatkan tinggi terjunan (head) dan jumlah debit air

a. Turbin cross flow berikut adaptor pipa pesat dan bagian-bagian lainnya dibuat dari  konstruksi besi plat, besi profil dan besi cor secara pabrikasi, dapat dilihat seperti gambar 2.1 di bawah

Gambar 2.1 turbin cross flow

b. Generator lengkap dengan pengatur tegangan otomatis (AVR) menggunakan produk yang tersedia di pasar.

Gambar 2.2 Generator dengan AVR

c. Penyelaras daya (kontrol beban) sedang dikaji apakah akan menggunakan sistem pengontrol kecepatan turbin atau sistem pembuang kelebihan daya.
d. Panel kontrol (panel daya) menggunakan produk yang tersedia dipasar.

Gambar 2.3 Panel daya

    Komponem Mikro Hidro
Merupakan komponen yang paling dominan di dalam pembanguan PLTM. Komponen ini mempengaruhi besarnya biaya pembangunan dan perlu diketahui di setiap daerah Indonesia biaya  yang diperlukan sangatlah bervariasi. Skema dari sistem PLTMH dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2.4 Komponen Pokok Mikrohidro
Dari gambar  di atas, suatu rangkaian PLTMH memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut :

1. Dam/Bendungan Pengalih dan Intake (Diversion Weir and Intake)
Bendung berfungsi untuk menaikkan/mengontrol tinggi air dalam sungai secara    signifikan sehingga memiliki jumlah air yang cukup untuk dialihkan ke dalam intake pembangkit mikro hidro di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap (Settling Basin). Sebuah bendung dilengkapi dengan pintu air untuk membuang kotoran/lumpur yang mengendap. Perlengkapan lainnya adalah penjebak/saringan sampah. PLTMH umumnya merupakan pembangklit tipe run off river sehingga  bangunan bendung dan intake dibangun berdekatan. Dengan pertimbangan dasar stabilitas sungai dan aman terhadap banjir, dapat dipilih lokasi untuk bendung (Weir) dan intake.
Tujuan dari intake adalah untuk memisahkan air dari sungai atau kolam untuk dialirkan ke dalam saluran, penstock atau bak penampungan. Tantangan utama dari bangunan intake adalah ketersediaan debit air yang penuh dari kondisi debit rendah sampai banjir. Juga sering kali adanya lumpur, pasir dan kerikil atau puing-puing dedaunan pohon sekitar sungai yang terbawa aliran sungai. Berikut gambar sari dam/ intake pada gambar 2.5

Gambar 2.5 dam dam intake

Beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam memilih lokasi Bendung (Weir) dan Intake, antara lain :
a. Jalur daerah aliran sungai
Lokasi bendung (Weir) dan intake dipilih pada daerah aliran sungai dimana terjamin ketersediaan airnya, alirannya stabil, terhindar banjir dan pengikisan air sungai.
b. Stabilitas lereng yang curam
Oleh karena pemilihan lokasi PLTMH sangat mempertimbangkan head, sudah tentu pada lokasi lereng atau bukit yang curam. Dalam mempertimbangkan lokasi bangunan Bendung (Weir) dan Intake hendaknya mempertimbangkan stabilitas sedimen atau struktur tanahnya yang stabil.
- Memanfaatkan fasilitas saluran irigasi yang ada di pedesaan
Pemanfaatan ini dapat dipertimbangkan untuk efisiensi biaya konstruksi, karena sudah banyak sungai di pedesaan telah dibangun konstruksi sipil untuk saluran irigasi.
- Memanfaatkan topografi alami seperti kolam dan lain-lain
Penggunaan kealamian kolam untuk intake air dapat memberikan keefektifan yang cukup tinggi untuk mengurangi biaya, disamping itu juga membantu menjaga kelestarian alam, tata ruang sungai dan ekosistem sungai.
- Keberadaan penggunaan air sungai yang mempengaruhi keluaran/debit air. Jika intake untuk pertanian atau tujuan lain yang mengambil air maka akan mempengaruhi debit sungai.
2. Bak Pengendap (Settling Basin )
Bak pengendap dapat dilihat pada gambar 2.6 di bawah

Gambar 2.6 bak pengendap (settling basin )
Fungsi bangunan ini adalah untuk :
a. Penyalur yang menghubungkan intake dengan bak pengendap sehingga panjangnya harus dibatasi.
b. Mengatur aliran air dari saluran penyalur sehingga harus mencegah terjadinya kolam pusaran dan aliran turbulen serta mengurangi kecepatan aliran masuk ke bak pengendap sehingga perlu bagian melebar.
c. Sbagai bak pengendap adalah untuk mengendapkan sedimen dimana untuk detil desainnya perlu dihitung dengan formulasi hubungan panjang bak, kedalaman bak, antara kecepatan pengendap, dan kecepatan aliran.
d. Sebagai penimbunan sedimen, sehingga harus didesain mudah dalam pembuangan sedimen.
e. Sebagai spillway yang mengalirkan aliran masuk ke bagian bawah dimana mengalir dari intake.
3. Saluran Pembawa
Saluran pembawa mengikuti kontur permukaan bukit untuk menjaga energi dari aliran air yang disalurkan, dapat dilihat pada gambar 2.7 berikut

Gambar 2.7 Saluran pembawa

4. Bak Penenang
Fungsi dari bak penenang adalah sebagai penyaring terakhir seperti settling basin untuk menyaring benda-benda yang masih tersisa dalam aliran air, dan merupakan tempat permulaan pipa pesat (penstock) yang mengendalikan aliran menjadi minimum sebagai antisipasi aliran yang cepat pada turbin tanpa menurunkan elevasi muka air yang berlebihan dan menyebabkan arus baik pada saluran.
- Pipa Pesat (Penstock )
Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah turbin air. Kondisi topografi dan pemilihan skema PLTMH mempengaruhi tipe pipa pesat (penstock). Umumnya sebagai saluran ini harus didesain/dirancang secara benar sesuai kemiringan (head) sistem PLTMH. Pipa penstock merupakan salah satu komponen yang mahal dalam pekerjaan PLTMH dan bahan yang digunakan harus dipertimbangkan juga, oleh karena itu desainnya perlu dipertimbangkan terhadap keseimbangan antara kehilangan energi dan biaya yang diperlukan. Parameter yang penting dalam desain pipa penstock terdiri dari material yang digunakan, diameter dan ketebalan pipa serta jenis sambungan yang digunakan,gambar dari pipa pesat (penstock ) dapat diihat pada gambar 2.8 berikut

Gambar 2.8 Pipa pesat (Penstock)

- Rumah Pembangkit (Power House )
Sesuai posisinya, rumah pembangkit ini dapat diklasifikasikan kedalam tipe di atas tanah, semi di bawah tanah, di bawah tanah. Sebagian besar rumah pembangkit PLTMH adalah di atas tanah.

Gambar 2.9 Rumah pembangki ( Power House )

- Saluran Pembuang
Saluran pembuang akhir (tail race) direncanakan berbentuk persegi empat dari pasangan batu.Pada gambar saluran pembuang ( tail race dapat ditunjukkan dalam gambar 2.10 berikut

Gambar 2.10 Tail race

Pemilihan Turbin
Turbin air berperan untuk mengubah energi air (energi potensial, tekanan dan energi kinetik) menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros. Putaran poros turbin ini akan diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. Berdasarkan prinsip kerjanya, turbin air dibagi menjadi dua kelompok .
1. Turbin implus (cross-flow, pelton & turgo)
Untuk jenis ini, tekanan pada setiap sisi sudu gerak runnernya pada bagian turbin yang berputar sama.Jenis turbin impuls ini dapat dilihat pada gambar berikut

Gambar 2.11 Turbin Pelton

Gambar 2.12 Turbin Turgo


2. Turbin reaksi (francis, kaplanpropeller)
Untuk jenis ini, digunakan untuk berbagai keperluan (wide range) dengan tinggi terjun menengah (medium head).

Gambar 2.13 Turbin Francis

Gambar 2.14 Turbin Kaplan propeller

Read More

JENIS JENIS POMPA BERDASARKAN BENTUK IMPELER

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari tekanan yang lebih rendah ke tekanan yang lebih tinggi dan/ atau posisi yang lebih rendah ke posisi yang lebih tinggi

1. Pompa Sentrifugal
Pompa ini menggunakan impeler jenis radial atau francis. Konstruksinya sedemikian rupa (Gambar 2.4.), sehingga aliran fluida yang keluar dari impeler akan melalui bidang tegak lurus pompa.
Impeler jenis radial digunakan untuk tinggi tekan (head) yang sedang dan tinggi, sedangkan impeler jenis francis digunakan untuk head yang lebih rendah dengan kapasitas besar.
 
Gambar 2.4. Pompa Sentrifugal

2. Pompa Aliran Campur
Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran capur (mixed flow), seperti pada Gambar 2.5. Aliran keluar dari impeler sesuai dengan arah bentuk permukaan kerucut rumah pompa.

 
Gambar 2.5. Pompa Aliran Campur

3. Pompa Aliran Aksial
Pompa ini menggunakan impeler jenis aksial dan zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder rumah pompa kearah luar. Konstruksinya mirip dengan pompa aliran campur kecuali bentuk impeler dan bentuk difusernya.
 
Gambar 2.6. Pompa Aliran Aksial

Read More