Merancang Kincir Air Untuk Menghasilkan Listrik Mikrohidro

Saat ini negara kita mengalami krisis energi, padahal di Pulau Jawa masih banyak wilayah yang belum mendapat layanan listrik dari PLN. Maka salah satu solusi yang dapat dilakukan adalah memanfaatkan bangunan terjunan pada saluran irigasi untuk dapat menghasilkan energi listrik.  Pada bangunan terjunan air mengalami tinggi jatuh yang cukup siginifikan. Maka dengan memasang flump pada ujung bangunan terjun kemudian flum mengalirkan air menuju kincir sehingga kincir dapat berputar.

Sebagai contoh pada survey dan pengukuran di lokasi kajian diperoleh hasil bahwa terdapat saluran irigasi primer yang mengalirkan air dengan perbedaan ketinggian di downstream dan upstream bangunan terjun adalah 4 m. 

A. Perencanaan Kincir

Maka untuk keperluan elevasi flume dan muka air hilir, kincir direncanakan memiliki diameter luar sebesar 1,0 m. Sedangkan untuk diameter bagian dalam kincir ditentukan sebesar 0,6 meter dengan mempertimbangkan debit air yang dapat ditampung oleh tiap sudu berdasarkan debit yang ada.

Gambar 1. Diameter Luar dan Dalam Kincir

Besarnya kecepatan keliling kincir dapat dihitung melalui persamaan :

Maka kecepatan putaran kincir :

Sebelum menentukan jumlah sudu yang aktif (i), perlu diketahui dulu kecepatan putar kincir air melalui persamaan :

Adapun jarak antar sudu ditentukan berdasarkan diameter kincir :

Sudu direncanakan  menyerupai bentuk seperempat tabung dengan jari – jari 0,1 m

Jika menggunakan kincir maka besarnya daya listrik yang diperoleh dapat dihitung dengan persamaan :

Keterangan:

P_h = daya hidrolik (kW)

Q = debit air (m³/s)

 = massa jenis air (= 1000 kg/m³)

g  = gravitasi bumi (= 9,81 m/s²)

h  = tinggi jatuh air (m)

V = kecepatan air menumbuk sudu (m/s)

Pada PLTMH Kincir Air ini, jenis kincir air yang digunakan adalah jenis over-shot yang memiliki efisiensi maksimum sebesar 60–80% dan tidak lagi memerlukan pipa pesat. Pada perhitungan ini diasumsikan efisiensinya adalah 60%, sehingga daya listrik yang ihasilkan adalah :