Transcript 2-Teori

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
H1
H
H2
2.g.H
d
Q = b.Cd.(H2 – H1) 2.g.H
b
Hs
Q2
H
2 g.(b.Cd .(H 2  H1))2
Perencanaan Intake
Q = b.Cd.(H2 – H1)
INTAKE
H1
Q2
H
2 g.(b.Cd .(H 2  H1))2
H
H2
b
d
Hs
2.g.H
2.g.H
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
Q  A.V
Freeboard
hs
bs
Q  A. n R S f
1
2
3
1
2
Bak Penenang (Forebay)
Pipa penguras
Spillway
bs Headrace
Af
Bf
Penstock
L
Trashrack
• 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
Af
Lf
hs
Bf
= kapasitas bak penenang (m3),
= luas bak penenang (m2),
= panjang bak penenang (m),
= kedalaman air dari sebuah saluran,
= 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:
to 
Pp .d p
2. a .
 t
to 
Pp .d p
2. a .
 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),
t
faktor korosi (0.15 cm).
• Diameter Pipa Pesat
 n .Q.L 
D  2,69 

H


2
D
Q
L
n
H
0 ,1875
= diameter pipa (m),
= debit desain (m3/detik),
= panjang penstock (m),
= koefisien manning,
= tinggi jatuh (head) (m)
• Kehilangan energi pada saringan
(Thrasrack)
 tk 
ht  K t  
 bk 
ht
Kt
tk
bk
α
V
4/3
sin 
V2
2g
= kehilangan energi pada thrasrack,
= koefisien kehilangan energi karena bentuk kisi,
= tebal kisi (m),
= jarak kisi (m),
= sudut pemasangan thrasrack,
= 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.gp
• berat air di dalamnya (tiap 1 meter
panjang) : Ww = gw . p/4.D2