TURBINTurbin adalah mesin penggerak, dimana energi fluida kerja
dipergunakan langsung untuk memutar roda/poros turbin. Pada turbin
tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi, melainkan
gerakan rotasi. Bagian turbin yang berputar biasa disebut dengan
istilah rotor/roda/poros turbin, sedangkan bagian turbin yang tidak
berputar dinamai dengan istilah stator. Roda turbin terletak
didalam rumah turbin dan roda turbin memutar poros daya yang
digerakkannya atau memutar bebannya (generator listrik, pompa,
kompresor, baling-baling, dll).Didalam turbin fluida kerja
mengalami ekspansi, yaitu proses penurunan tekanan dan mengalir
secara kontinyu. Penamaan turbin didasarkan pada jenis fluida yang
mengalir didalamnya, apabila fluida kerjanya berupa uap maka turbin
biasa disebut dengan turbin uap.A. Turbin AirTurbin air merupakan
mesin penggerak mula (primer mover engine) dimana air sebagai
fluida kerjanya. Air mempunyai sifat alami mengalir dari tempat
yang lebih tinggi menuju ke tempat yang lebih rendah, dalam hal ini
air memiliki energi potensial. Proses aliran energi potensial ini
berangsur-angsur berubah menjadi energi kinetis, di dalam turbin
energi kinetis tersebut diubah menjadi energi mekanis yaitu dengan
terputarnya runner turbin. Selanjutnya energi mekanis dari runner
turbin ditransmisikan ke poros generator dan mengubahnya menjadi
energi listrik.Turbin air dapat diklasifikasikan berdasarkan
prinsip kerjanya sebagai berikut:1. Turbin impuls (impulse
turbine)Adalah turbin yang bekerja karena aliran air.Energi
potensial air diubah menjadi energi kinetik pda nozle. Air keluar
nozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin.
Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga
terjadi perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan
berputar. Turbin impuls adalah turbin tekanan samakarena aliran air
yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan
atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika
masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.
Jenis-jenis turbin impuls adalah :a. Turbin PeltonTurbin pelton
yaitu merupakan turbin impuls, yang prinsip kerjanya mengubah
energi potensial air menjadi energi kinetik dalam bentuk pancaran
air.Pancaran air yang keluar dari mulut nozzel diterima oleh sudu -
sudu pada roda jalan sehingga roda jalan berputar.
Turbin ini digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air skala
besar yang membutuhkan head lebih kurang 150 meter tetapi untuk
skala mikro head 20 meter sudah mencukupi.Pada turbin impuls
(pelton) energi potensial diubah menjadi energi kinetik pada nozle
yang mempunyai kecepatan tinggi dan membentur sudu-sudu pada
turbin. Setelah membentur pada sudu, arah kecepatan aliran berubah
sehingga terjadi perubahan momentum(impuls), akibatnya roda turbin
berputar.Turbin Pelton pertama kali ditemukan oleh insinyur dari
Amerika yaitu Lester A. Pelton pada tahun 1880. Turbin ini
dioprasikan pada head sampai 1800 m, turbin ini relative membutuh
kan jumlah air yang lebih sedikit dan biasanya porosnya dalam
posisi mendatar.
Prinsip kerja turbin pelton adalah mengkonversi daya fluida dari
air menjadi daya poros untuk digunakan memutar generator listrik.
Pada sudu-sudu turbin, energi aliran air diubah menjadi energi
mekanik yaitu putaran roda turbin. Apabila roda turbin dihubungkan
dengan poros generator listrik, maka energi mekanik putaran roda
turbin diubah menjadi energi listrik pada generatorBeberapa
komponen utama turbin pelton yaitu : a) Pipa nozzle fungsi :
mengarahkan aliran airb) Sudu turbinfungsi : menangkap aliran air(
mangkok dan chord ) c) Kotak penutup fungsi : mengamankan nozzle
dan runner d) Governorfungsi : mengatur kecepatan airyg akan
diarahkan nozzle e) Ridge : membagi air kearah kiri dankanan
mangkok runner f) Deflector :membelokan pancaran airg) Rumah Turbin
fungsi : tempat kedudukan roda jalan dan penahan air yang keluar
dari sudu - sudu turbin DLL
b. Turbin TurgoTurbin ini dapat beroperasi pada head 30 s/d 300
m. Seperti turbin pelton turbin turgo merupakan turbin impulse,
tetapi sudunya berbeda.
c. Turbin CrossflowTurbinCross-Flowadalah salah satu turbin air
dari jenis turbin aksi (impulse turbine). Pemakaian jenis
TurbinCross-Flowlebih menguntungkan dibanding dengan pengunaan
kincir air maupun jenis turbin mikro hidro lainnya. Penggunaan
turbin ini untuk daya yang sama dapat menghemat biaya pembuatan
penggerak mula sampai 50 % dari penggunaan kincir air dengan bahan
yang sama. Penghematan ini dapat dicapai karena ukuran
TurbinCross-Flowlebih kecil dan lebih kompak dibanding kincir
air.
Salah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama
Turbin Michell-Banki yang merupakan penemunya. Selain itu juga
disebut Turbin Osberger yang merupakan perusahaan yang memproduksi
turbin crossflow. Turbin crossflow dapat dioperasikan pada debit20
litres/sec hingga 10 m3/sec dan head antara 1 s/d 200 m.
2. Tubin reaksi (reaction turbine)Turbin reaksi adalah turbin
yang cara kerjanya merubah seluruh energi air yang tersedia menjadi
energi kinetik. Turbin jenis ini adalah turbin yang paling
banyakdigunakan. Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus
yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui
sudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga
runner(bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang
bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin
reaksi. Runner turbin reaksisepenuhnya tercelup dalam air dan
beradadalam rumah turbin.Jenis-jenis turbin reaksi adalah :a.
Turbin Propeler
b. Turbin Kaplanc.
d. Turbin Francis.
B. Turbin Uap
1. Turbin impuls
2. Turbin Reaksi
C. Turbin GasTurbin gas/Gas-turbineadalah suatu alat yang
memanfaatkan gas sebagai fluida untuk memutar turbin dengan
memanfaatkan kompresor dan mesin pembakaran internal. Di dalam
turbin gas, energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik
melalui udara bertekanan yang memutar sudu turbin sehingga
menghasilkan daya. Sistem turbin gas terdiri dari tiga komponen
utama, yaitu kompresor, ruang bakar dan turbin.