Pemilihan turbin yang tepat
Perancang pembangkit tenaga air harus memilih jenis turbin yang dapat diadopsi untuk proyek tertentu.
Setelah rentang head yang harus ditangani oleh turbin dievaluasi melalui analisis aliran sungai dan kapasitas terpasang ditentukan dari analisis kapasitas pembangkit listrik yang diusulkan, tugas perancang adalah memilih:
- Tipe dan seri turbin yang optimal,
- Jumlah unit pembangkit listrik,
- Diameter runner,
- Kecepatan rotasi, dan
- Elevasi sumbu pelari.
Berikut ini adalah beberapa Kode Praktik Biro Standar India yang dapat dijadikan referensi untuk desain rinci turbin hidrolik dan pemilihan turbin tersebut:
- IS:12837-1989 “Turbin hidrolik untuk pembangkit listrik menengah dan besar – pedoman pemilihan ”
- IS: 12800-1993 “Pedoman pemilihan turbin, penentuan dimensi awal dan tata letak pembangkit listrik tenaga air permukaan”:
- Bagian 1: Pembangkit listrik menengah dan besar
- Bagian 2: Pembangkit Listrik Tenaga Pompa
- Bagian 3: Pembangkit listrik tenaga air skala kecil, mini, dan mikro
Salah satu parameter penting dari turbin adalah Kecepatan Spesifik yang dilambangkan sebagai ns, yang didefinisikan sebagai kecepatan dalam rpm di mana turbin dengan desain homolog akan beroperasi, jika runner diperkecil hingga ukuran yang akan menghasilkan satu tenaga kuda metrik pada ketinggian satu meter.
Hal ini diberikan oleh hubungan berikut:
Di mana:
n s = Kecepatan spesifik turbin dalam putaran per menit (rpm)
n = Kecepatan nominal turbin dalam putaran per menit
P = Daya keluaran turbin dalam kW, dan
H = Tinggi jatuh nominal dalam meter.
Setelah kecepatan spesifik (n s ) ditentukan, grafik yang diberikan dalam IS: 12837-1989 dan direproduksi pada Gambar 1 dapat digunakan untuk menentukan jenis turbin yang dapat diadopsi untuk proyek tertentu.
Jenis turbin yang dipilih juga bergantung pada pertimbangan teknis dan ekonomi dari peralatan pembangkit, biaya pembangkit listrik, dan manfaat relatif dari pembangkitan listrik.
Faktor-faktor yang tercantum dalam tabel berikut menentukan jenis turbin yang akan digunakan tergantung pada kondisi lokasi .
Catatan Tambahan
Poin-poin berikut ini juga perlu diperhatikan:
1. Kinerja turbin ideal pada ketinggian jatuh desain .
Oleh karena itu, dalam rentang head yang tumpang tindih, pemilihan jenis turbin harus mempertimbangkan variasi head yang ada di lokasi tersebut.
2. Efisiensi turbin bervariasi dengan beban. Penurunan efisiensi pada beban parsial untuk turbin Francis dan Propeller jauh lebih curam dibandingkan dengan turbin Kaplan dan Pelton. Oleh karena itu, kebutuhan untuk mengoperasikan turbin pada beban parsial dalam waktu yang lebih lama memengaruhi pilihan turbin dalam rentang head yang tumpang tindih.
Dengan demikian, pada rentang kepala di mana baik metode Kaplan maupun Francis cocok digunakan.
Demikian pula, pada rentang ketinggian air yang tumpang tindih di mana Francis dan Pelton dapat digunakan, Pelton memiliki keunggulan dibandingkan Francis dalam hal tingkat kinerja keseluruhan ketika variasi beban dan ketinggian air lebih tinggi.
3. Kecepatan spesifik turbin tertinggi menghasilkan kecepatan putaran generator yang lebih tinggi, sehingga mengurangi biaya generator. Kriteria ini sangat penting untuk memilih jenis turbin berdasarkan pertimbangan biaya dalam rentang head yang tumpang tindih.
