KALBARNEWS.CO.ID (ETHIOPIA) - Peneliti Ethiopia dari Universitas Mekelle telah melakukan penilaian dampak bentuk bilah pada pengoperasian turbin aliran silang yang digunakan di pembangkit listrik tenaga air (PLTA) kecil.
Mereka menemukan bahwa pilihan profil bilah yang tepat dapat meningkatkan output energi turbin secara signifikan, yang khususnya relevan di daerah terpencil dan pedesaan di negara tersebut, di mana pasokan listrik terpusat menghadapi kesulitan. Hasil penelitian mereka telah dipublikasikan dalam jurnal Energy .
Turbin aliran silang, yang juga dikenal sebagai turbin Bánki-Michell, adalah jenis turbin hidro yang sederhana dan murah yang dirancang untuk tekanan 2 hingga 200 meter. Turbin ini memiliki fitur desain: air melewati bilah dua kali, pertama ke dalam roda dan kemudian kembali keluar, sehingga memungkinkan penggunaan energi aliran secara lebih penuh.
Turbin ini dapat beroperasi bahkan dengan air berlumpur atau berpasir. Meskipun memiliki keunggulan ini, turbin aliran silang kurang efisien dibandingkan turbin yang lebih mahal dan rumit untuk diproduksi.
Untuk meningkatkan efisiensi tanpa memperumit desain, para peneliti menganalisis dampak geometri bilah pada proses hidrodinamik internal. Mereka mempertimbangkan empat jenis profil selama pemodelan: datar, bulat, tajam, dan aerodinamis. Mereka melakukan perhitungan pada berbagai kecepatan rotor, dari 270 hingga 940 rpm, dengan tekanan air konstan 10 meter.
Analisis dilakukan melalui model turbulensi SST k–ω yang canggih, yang banyak digunakan dalam turbomachinery berkat akurasinya yang tinggi dalam pemodelan pemisahan aliran, resirkulasi, dan zona transisi. Para ilmuwan juga menilai distribusi tekanan, kecepatan, torsi, dan kadar air aliran di ruang kerja.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa bilah aerodinamis menunjukkan efisiensi terbesar. Efisiensi mencapai 83,5% berkat aliran yang stabil, turbulensi minimal, dan berkurangnya kehilangan di outlet. Bilah ini berkinerja sangat baik dalam rentang kecepatan 670–800 rpm. Bilah tajam juga menunjukkan hasil yang baik, terutama dalam rentang kecepatan sedang, tetapi kurang kuat terhadap penyimpangan dari mode optimal.
Bilah datar dan bundar, meskipun lebih mudah diproduksi, menunjukkan kinerja yang lebih buruk, kehilangan hingga 20–25% energi potensial karena turbulensi dan pemisahan aliran yang nyata. Kesimpulan penting lainnya dari penelitian ini adalah bahwa hingga 70% dari semua energi yang berguna diekstraksi pada tahap pertama air yang melewati turbin, selama kontak awal jet dengan bilah.
Inilah sebabnya mengapa arah aliran yang tepat dan bentuk bilah di saluran masuk sangat penting untuk efisiensi keseluruhan.
Di masa mendatang, para peneliti Ethiopia berencana untuk memverifikasi data yang diperoleh pada prototipe fisik. Mereka juga mengusulkan kemungkinan untuk membuat bilah hibrida, seperti bilah dengan bagian masuk yang membulat untuk meningkatkan kekuatan mekanis dan bagian keluar yang dioptimalkan secara aerodinamis untuk meminimalkan kerugian. (Tim Liputan)
Editor : Aan
