Pengertian turbin dan prinsip kerjanya

Turbin atau dalam bahasa Inggris dikenal dengan turbine adalah mesin yang mengubah energi fluida (gas atau cairan) menjadi energi mekanik. Mesin turbik ini mempunyai prinsip kerja yang sederhana tetapi dapat menghasilkan output yang besar. Prinsip kerja mesin turbin adalah mengkonversi neraca fluida menjadi energi mekanik.

Prinsip kerja turbin didasari oleh hukum termodinamika yang menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan secara menyeluruh atau pun dihancurkan, tetapi dapat diubah bentuknya. Dalam mesin turbin, fluida seperti uap air atau gas diadakan ke dalam sebuah rongga ketika uap tersebut dihasilkan.

Hasil dari penambahan uap tersebut maka akan terjadi perubahan tekanan dan suhu yang membuat gaya pada sudu turbin yang memutar shaft atau sumbu poros. Shaft tersebut terhubung dengan rotor yang memutar generator konversi turbin menjadi energi listrik.

Turbin sendiri memiliki beberapa jenis yang digunakan di Indonesia, yaitu turbin gas, turbin uap, dan turbin hidrolik. Turbin gas biasanya digunakan di pembangkit listrik untuk menghasilkan energi listrik. Sedangkan turbin uap biasanya digunakan oleh pabrik-pabrik besar seperti petrokimia, plasitik, bahan dasar pembuatan cat, minyak tanah, dan lain-lain. Turbin hidrolik digunakan khususnya di Bendungan atau Air Terjun.

Dalam dunia industri, energi dari turbin sangatlah penting karena turbin meningkatkan efisiensi penggunaan energi primer. Turbin mampu meningkatkan efisiensi menghasilkan listrik dengan mengkonversi berbagai jenis energi primer menjadi energi listrik. Dengan prinsip kerjanya yang sederhana dan mampu menghasilkan energi yang besar, turbin menjadi salah satu mesin yang sangat vital dan sangat diperlukan di dunia industri, termasuk di Indonesia.

Jenis-jenis turbin berdasarkan arah aliran fluida

Jenis-jenis turbin dibagi berdasarkan arah aliran fluida. Ada dua jenis turbin yang dapat dibedakan berdasarkan arah aliran fluida yaitu turbin poros vertikal dan turbin poros horizontal. Kedua jenis turbin ini memiliki karakteristik dan keunggulan masing-masing.

Turbin Poros Vertikal

Turbin poros vertikal atau yang biasa disebut sebagai turbin sumbu vertikal memiliki poros yang tegak lurus atau vertikal pada arah aliran fluida. Pada umumnya, turbin jenis ini memanfaatkan energi air yang berasal dari aliran air sungai atau persediaan air yang terdapat pada bendungan. Untuk menghasilkan tenaga listrik, turbin ini membutuhkan generator. Generator tersebut bekerja dengan memutar dinamo melalui sumbu turbin.

Turbin poros vertikal memiliki beberapa jenis, salah satunya adalah turbin Francis. Turbin Francis mendapat namanya dari nama penemu turbin ini, James B. Francis. Turbin ini mempunyai kemampuan mengubah tekanan hidrolik dan kecepatan air menjadi energi mekanik. Turbin Francis banyak digunakan pada pembangkit tenaga listrik skala besar.

Selain itu, ada juga jenis turbin poros vertikal yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan listrik pada aliran air tenang atau yang disebut turbin arus laut. Turbin ini bekerja dengan menjaga posisi turbin pada arah yang tepat sejajar aliran air, sehingga air dapat dengan mudah menggerakkan turbin. Turbin arus laut dapat diaplikasikan pada penerangan jalan raya atau rumah.

Turbin Poros Horizontal

Turbin poros horizontal memiliki sumbu yang horizontal atau sejajar dengan arah aliran fluida. Turbin jenis ini cukup luas digunakan pada pembangkit listrik skala kecil sampai menengah. Banyak digunakan pada daerah-daerah yang mempunyai sumber air yang tidak sebesar sumber air pada pembangkit tenaga listrik skala besar. Turbin ini banyak digunakan pada daerah-daerah perbukitan dan daerah yang mempunyai aliran air yang sedang.

Turbin poros horizontal juga memiliki beberapa jenis, salah satunya adalah turbin kaplan. Turbin kaplan ditemukan oleh Viktor Kaplan pada tahun 1913. Turbin ini cocok untuk diaplikasikan pada aliran air dengan kapasitas yang sedang hingga besar dengan pergerakan klik tertentu. Turbin ini dapat diasumsikan sebagai pengembangan dari turbin Francis.

Keuntungan dari turbin jenis ini antara lain, ukuran yang lebih kecil, mudah dalam perawatan, biaya perawatan yang murah, dan perawatan yang tidak mengganggu lingkungan sekitar. Kendati demikian, turbin jenis ini menghasilkan listrik yang tidak sebesar turbin poros vertikal.

Dalam memilih jenis turbin baik itu poros vertikal atau poros horizontal, perlu dipertimbangkan berbagai faktor seperti kondisi lingkungan, kapasistas sumber air, dan seberapa besar pemanfaatan air tersebut. Diharapkan informasi ini dapat bermanfaat untuk menambah wawasan mengenai jenis-jenis turbin yang terdapat di Indonesia.

Jenis-jenis turbin berdasarkan jumlah stage

Turbin adalah mesin yang digunakan untuk mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Ada beberapa jenis turbin yang digunakan dalam PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) di Indonesia. Salah satu klasifikasi turbin adalah berdasarkan jumlah stage. Stage adalah bagian dari turbin yang dapat mengubah energi fluida menjadi energi kinetik dengan menambahkan kecepatan aliran fluida. Berikut adalah penjelasan tentang jenis-jenis turbin berdasarkan jumlah stag:

1. Turbin satu stage

Turbin satu stage adalah jenis turbin yang hanya memiliki satu bagian untuk mengubah energi fluida menjadi energi kinetik. Turbin ini biasanya digunakan pada sungai atau aliran air yang kecil. Keuntungannya adalah mudah dalam perawatan dan perancangan. Sehingga membuat biaya pembangunan PLTA menjadi lebih murah dan ekonomis. Kekurangannya adalah turbin ini tidak mampu menghasilkan banyak energi listrik dan hanya cocok untuk dipasang pada daerah yang memiliki air terjun kecil.

2. Turbin dua stage

Turbin dua stage adalah jenis turbin yang memiliki dua bagian untuk mengubah energi fluida menjadi energi kinetik. Turbin ini biasanya digunakan pada aliran air yang lebih besar dari turbin satu stage. Keuntungannya adalah turbin ini dapat menghasilkan lebih banyak energi listrik dan cocok untuk dipakai di daerah-daerah yang memiliki air terjun yang cukup besar. Kekurangannya adalah biaya pembangunan turbin dua stage akan lebih tinggi daripada turbin satu stage. Hal ini dikarenakan turbin dua stage membutuhkan desain yang lebih rumit dan lebih sulit dalam perawatannya.

3. Turbin tiga stage atau lebih

Turbin tiga stage atau lebih adalah jenis turbin yang memiliki tiga bagian atau lebih untuk mengubah energi fluida menjadi energi kinetik. Turbin ini biasanya digunakan pada daerah-daerah yang memiliki aliran air yang sangat besar seperti bendungan atau waduk. Keuntungannya adalah turbin tiga stage atau lebih mampu menghasilkan energi listrik dalam jumlah yang besar. Hal ini akan membantu dalam memenuhi kebutuhan listrik secara nasional. Kekurangannya adalah biaya pembangunan turbin tiga stage akan sangat tinggi dan membutuhkan teknologi yang canggih sehingga perawatan menjadi lebih rumit dan biayanya lebih tinggi.

Itulah beberapa jenis turbin berdasarkan jumlah stage yang biasa dipakai di Indonesia. Jenis turbin yang digunakan tergantung pada jumlah air dan Jenis lokasi yang tersedia, keuntungan dan kekurangan masing-masing bisa dipertimbangkan dalam memilih turbin yang tepat.

Jenis-jenis Turbin di Indonesia

Indonesia merupakan negara yang kaya akan sumber daya alam terutama air dan angin yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan memanfaatkan turbin. Turbin itu sendiri adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Di Indonesia, turbin yang digunakan dibagi menjadi empat jenis, yaitu turbin air, turbin angin, turbin gas dan turbin uap. Masing-masing jenis turbin memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut penjelasannya:

Turbin Air

Turbin air merupakan turbin yang mengandalkan air sebagai sumber energinya. Turbin jenis ini sangat cocok digunakan di Indonesia karena negeri ini memiliki banyak sungai, air terjun, dan bendungan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Selain itu, turbin air juga relatif mudah dirawat dan memiliki daya tahan yang lama jika dibandingkan dengan jenis turbin yang lain. Namun, turbin air juga memiliki kekurangan, seperti biaya pembangunan yang cukup besar, dibutuhkannya tempat yang strategis, dan resiko banjir yang akan mengancam jika terdapat kerusakan pada turbin.

Turbin Angin

Indonesia juga memiliki potensi angin yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik, terutama di wilayah pesisir yang terdapat angin laut. Turbin angin memiliki kelebihan dalam hal biaya pembangunan yang tergolong murah, mudah dipasang, serta tidak membutuhkan sistem pendorong untuk menghasilkan energi. Namun, turbin angin juga memiliki kekurangan dalam hal kapasitas energi yang dihasilkan, tergantung pada kekuatan angin, sehingga tidak banyak daerah yang bisa dimanfaatkan dengan turbin angin.

Turbin Gas

Turbin gas merupakan turbin yang menggunakan bahan bakar gas sebagai sumber energinya. Turbin gas dapat beroperasi dengan cepat dan stabil, serta dapat dioperasikan dengan mudah. Namun, turbin gas juga memiliki kelemahan dalam hal biaya yang relatif mahal, produksi emisi gas rumah kaca yang cukup tinggi, dan tergantung pada pasokan bahan bakar gas yang tersedia.

Turbin Uap

Turbin uap merupakan turbin yang menggunakan uap air sebagai tenaga penggeraknya. Turbin ini banyak digunakan di Indonesia khususnya pada pembangkitan energi listrik tenaga uap yang menggunakan bahan bakar batubara. Keuntungan dari turbin uap adalah kemampuannya untuk menghasilkan energi listrik dengan kapasitas yang besar. Namun, turbin uap juga memiliki kekurangan, seperti menghasilkan timbal dan merkuri yang berbahaya bagi lingkungan jika terjadi kerusakan.

Dari penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa tiap jenis turbin memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Oleh karena itu, keputusan untuk memilih jenis turbin yang tepat harus dilakukan dengan mempertimbangkan beberapa faktor seperti rencana pembebasan lahan, lingkungan yang terdapat di sekitarnya, dan juga efisiensi energi yang dihasilkan. Seiring dengan perkembangan teknologi, perbaikan pada jenis turbin ini dapat dilakukan sehingga dapat lebih besar kapasitas dan lebih efisien dalam penggunaannya.

Contoh Penerapan Turbin pada Industri dan Kehidupan Sehari-hari

Turbin adalah mesin yang digunakan untuk mengubah energi fluida menjadi energi mekanik, yang kemudian dapat didistribusikan dan digunakan untuk berbagai tujuan. Di Indonesia, penggunaan turbin sangat penting dalam industri dan kehidupan sehari-hari. Ada jenis-jenis turbin yang berbeda yang digunakan untuk aplikasi yang berbeda-beda. Berikut adalah beberapa contoh penerapan turbin pada industri dan kehidupan sehari-hari di Indonesia.

Turbin Hidrolik

Turbin hidrolik menggunakan air sebagai sumber daya untuk menggerakkan rotor. Turbin ini paling sering digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA) dan irigasi. PLTA di Indonesia digunakan untuk memproduksi listrik di berbagai daerah seperti Sumatera Utara, Riau, dan Jawa. Sedangkan, turbin hidrolik irigasi digunakan untuk mengatur air untuk pertanian dan pengairan ladang.

Turbin Angin

Turbin angin atau wind turbine menggunakan angin untuk menghasilkan tenaga listrik. Di Indonesia, beberapa daerah seperti Sidrap di Sulawesi Selatan sudah menggunakan turbin angin sebagai satu-satunya sumber listrik di pulau kecil yang belum terjamah jaringan listrik dari PLN. Selain itu, turbin angin juga digunakan sebagai sumber listrik pada kapal-kapal, seperti kapal ikan atau kapal penelitian laut.

Turbin Gas

Turbin gas digunakan dalam industri untuk menghasilkan listrik di pusat-pusat listrik tenaga gas (PLTG). PLTG di Indonesia digunakan sebagai sumber listrik cadangan ketika produksi listrik dari PLN turun. Turbin gas juga digunakan dalam dunia penerbangan sebagai mesin pesawat terbang jet.

Turbin Kincir Angin

Turbin kincir angin digunakan untuk menggerakkan mesin dalam industri kecil seperti penggilingan dan pabrik tepung. Di daerah pedesaan di Indonesia, turbin kincir angin digunakan untuk menggerakkan pompa air dan memompa air untuk pertanian.

Turbin Uap

Turbin uap digunakan untuk menggerakkan generator dalam pembangkit listrik tenaga uap (PLTU). PLTU di Indonesia menjadi sumber listrik utama yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik di seluruh Indonesia, baik untuk industri maupun rumah tangga. Selain itu, turbin uap juga digunakan untuk membangkitkan tenaga mesin pada kapal-kapal besar.

Kesimpulannya, turbin merupakan salah satu mesin yang sangat penting dalam memenuhi kebutuhan industri dan juga kebutuhan sehari-hari. Di Indonesia, beberapa jenis turbin seperti turbin hidrolik dan turbin gas digunakan sebagai sumber tenaga utama di bidang industri, sedangkan turbin angin dan turbin kincir angin lebih sering digunakan di daerah pedesaan di Indonesia sebagai sumber listrik cadangan. Semoga artikel ini dapat memberikan informasi yang berguna dan meningkatkan pemahaman tentang jenis-jenis turbin di Indonesia.