Analysis of Power and Efficiency of Cross-flow Turbine Due to Changes in Runner Rotation

##plugins.themes.academic_pro.article.main##

Lilik Darwito
* Corresponding author: darwitolilik@gmail.com
Hendri Nurdin
Purwantono Purwantono
Andre Kurniawan

Abstract

The Cross-flow turbine is one type of hydroelectric power plant that is frequently used. This is an experimental study with the goal of analyzing the power and efficiency produced by the turbine as a result of runner rotation adjustments. The runner rotation variations used are 261 rpm, 300 rpm, 320 rpm, 340 rpm, 360 rpm, 380 rpm, 392 rpm, and 423 rpm with a head as high as 5 meters and an incoming water discharge of 0.2 m3/s. The best results shown when runner rotate at 423 rpm. It's showed the maximum power 788.85 Watt and best efficiency 80.49%. The power and efficiency produced by a runner are proportional to the rotational speed of the runner; the higher the runner's rotation, the greater the power and efficiency produced. To summarize, the best way to achieve the best turbine performance is to maximize runner rotation.


Salah satu jenis pembangkit listrik tenaga air yang sering digunakan adalah turbin tipe Cross-flow. Penelitian ini berupa penelitian eksperimen yang bertujuan untuk menganalisis daya dan efisiensi yang dihasilkan turbin akibat perubahan putaran runner. Variasi putaran runner yang digunakan yaitu 261 rpm, 300 rpm, 320 rpm, 340 rpm, 360 rpm, 380 rpm, 392 rpm, dan 423 rpm dengan head setinggi 5 meter serta debit air yang masuk 0,2 m3/s. Hasil penelitian menunjukkan daya dan efisiensi maksimum didapatkan pada putaran runner 423 rpm yaitu 788,85 Watt dengan efisiensi 80,49%. Terbukti bahwa daya dan efisiensi sebanding dengan kecepatan putaran runner, semakin tinggi putaran runner maka daya dan efisiensi yang dihasilkan juga semakin besar. Dapat disimpulkan, untuk mendapatkan kinerja turbin yang maksimal yaitu dengan memaksimalkan putaran runner.

##plugins.themes.academic_pro.article.details##

How to Cite
Darwito, L., Nurdin, H., Purwantono, P., & Kurniawan, A. (2022). Analysis of Power and Efficiency of Cross-flow Turbine Due to Changes in Runner Rotation. MOTIVECTION : Journal of Mechanical, Electrical and Industrial Engineering, 4(1), 9-16. https://doi.org/10.46574/motivection.v4i1.108

References

[1] Kelian, M. A. S. (2018). Kajian Potensi Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Di Sungai Wae Bobot Kecamatan Werinama Kabupaten Seram Bagian Timur. Jurnal Simetrik Vol.7, No.1, Juni 2017. 7(1), 8–12.
[2] Astro, R. B., Doa, H., & Hendro, H. (2020). Fisika Kontekstual Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. Orbita: Jurnal Kajian, Inovasi Dan Aplikasi Pendidikan Fisika, 6(1), 142. https://doi.org/10.31764/orbita.v6i1.1858
[3] Anwar, S., Tamam, M. T., & Kurniawan, I. H. (2021). Rancang Bangun Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air Menggunakan Konsep Hydrocat. RESISTOR (Elektronika Kendali Telekomunikasi Tenaga Listrik Komputer), 4(1), 7.
[4] Nakhoda, Y. I., Sulistiawati, I. B., Soetedjo, A. (2018). Penerapan Pembangkit Listrik Tenaga Pikohidro. Jurnal Aplikasi Dan Inovasi Ipteks “Soliditas” (J-Solid). 5068, 99–109.
[5] Alipan, N., & Yuniarti, N. (2018). Pengembangan Pembangkit Listrik Tenaga Pico-Hydro. Jurnal Edukasi Elektro. 2(2), 59–70.
[6] Elbatran, A. H., Abdel-hamed, M. W., Yaakob, O. B., Ahmed, Y. M., & Ismail, M. A. (2015). Jurnal Teknologi Hydro Power and Turbine Systems Reviews. 5, 83–90.
[7] Suswantoro, E., Gani, U. A., Taufiqurrahman. (2021). Analisis Pengaruh Jumlah Sudu Turbin Air Tipe Crossflow Terhadap Output PLTMH Skala Laboratorium. 2(1), 81–89.
[8] Harahap, P., & Laksono, H. A. (2019). Analisa Perbandingan Pengaruh Variasi Jumlah Sudu 4 Dan 8 Pada Turbin Angin Savonius Terhadap Tegangan Dan Arus Generator Dc. Jurnal Teknik Elektro. 2(1), 1–8.
[9] Kaniecki, M. (2016). Modernization Of The Outflow System Of Cross-Flow Turbines Modernization Of The Outflow System Of Cross-Flow Turbines. January 2002, 2008–2010.
[10] Riadi, D., Lapisa, R., Nurdin, H., & Mulianti, M. (2021). Analisis Kecepatan Air Masuk Terhadap Bukaan Guide Vane Turbin Cross-Flow Skala Pico Hydro Dengan Simulasi Cfd. Jurnal Vokasi Mekanika (Vomek), 3(3), 94–101.
[11] Misbachudin Muh, Desylita Subang, Tri Wadagdo, Dan Moch. Yunus. (2016). Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro Di Desa Kayuni Kabupaten Fakfak Provinsi Papua Barat. Jurnal Austenit. 8, 1–12.
[12] Mehr, G., Durali, M., Khakrand, MH, & Hoghooghi, H. (2021). Sebuah desain baru dan metodologi optimasi kinerja untuk turbin Cross-Flow hidrolik menggunakan simulasi numerik berturut-turut. Energi Terbarukan , 169 , 1402-1421.
[13] Tirono, Mokhamad. Pemodelan Turbin Cross-flow Untuk Diaplikasikan Pada Sumber Air Dengan Tinggi Jatuh Dan Debit Kecil. Jurnal Neutrino: Jurnal Fisika dan Aplikasinya. April 2012. https://doi.org/10.18860/neu.v0i0.1939
[14] Mafruddin and Irawan, D. (2018). Pengaruh Diameter dan Jumlah Sudu Runner Terhadap Kinerja Turbin Cross-Flow. Turbo: Jurnal Program Studi Teknik Mesin 7, no. 2.
[15] Irawan, H. (2018). & Syamsuri, S. (2018). Analisis Performansi Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Air Turbin Pelton Dengan Variasi Bukaan Katup Dan Beban Bola Lampu Menggunakan Inverter. JHP17: Jurnal Hasil Penelitian. 03(02), 80–85.
[16] Sunardi, A., Hanun, Y. (2016). Pengaruh Perbandingan Runner Terhadap Performa Turbin Vertikal Bertingkat Dua. Cyberpreneurship Innovative and Creative Exact and Social Science. 2(2), 188–194.
[17] Muliawan, A., & Yani, A. (2016). Analisis Daya Dan Efisiensi Turbin Air Kinetis Akibat Perubahan Putaran Runner. Saintek: Jurnal Sains dan Teknologi. 8(1), 1–9.