PERANCANGAN TURBIN PEMBANGKIT DAYA TENAGA SURYA TERMAL 250 KW

BENTAR CUCU SAMIBUTI, Dr. Ir. Andang Widi Harto, MT.

2014 | Skripsi | FISIKA TEKNIK

Peningkatan kebutuhan akan sumber daya listrik dari tahun ke tahun selalu meningkat. Melihat bahwa ketersediaan sumber daya energi yang terbatas memaksa kita untuk mencari lahan-lahan sumber daya alternatif yang bisa diperbarui, seperti geotermal, PLTS dan pembangkit daya tenaga surya termal. Rata-rata intensitas radiasi matahari di Indonesia adalah 4,8 kWh/m2. Bahkan di beberapa daerah, misalnya di Kabupaten Sumbawa, Provinsi Nusa Tenggara Barat, rata-rata intensitas radiasi mataharinya adalah 5,747 kWh/m2. Pembangkit daya tenaga surya termal merupakan sistem pembangkit listrik dengan panas matahari sebagai sumber energinya. Sistem pembangkit daya tenaga surya termal terdiri dari tiga bagian utama, yaitu sistem pemanas (kolektor), turbin dan sistem pendingin Pemodelan yang digunakan dalam perancangan adalah siklus Rankine konvensional, sehingga menggunakan air sebagai fluida kerja sistem. Dengan tuntutan desain yaitu sistem bekerja pada rentang tekanan 8 bar sampai 0,2 bar yang menghasilkan daya sebesar 250 kW, maka optimasi siklus bisa didapat dengan ditetapkannya laju alir fluida sebesar 0,4262 kg/s, jumlah nosel dan rotor sebanyak 20 dan 40 buah, jari-jari turbin 0,2866 m, dan laju putaran rotor sebesar 3000 rpm. Atas dasar batasan masalah tersebut maka dirancanglah dimensi nosel dan rotor yang bisa menghasilkan daya sebesar 250 kW dengan efisiensi yang terbaik. Dari hasil perancangan ini didapatkan dimensi turbin radial inflow yang sesuai dengan tuntutan desain, dengan beberapa pengaruh perubahan jari-jari, sudut masuk dan keluar rotor terhadap daya hasil pembangkit. Kata Kunci : Turbin radial inflow, siklus Rankine, nosel, rotor, pembangkit daya tenaga surya termal.

The demand of electrical power increases constantly each year. Because of energy resources is limited, it is necessary to look up for the other renewable energies, such as geothermal, solar power plant, and solar thermal power plant. A few area in Indonesia have potential resources to be used as solar thermal energy like in Sumbawa, Nusa Tenggara Barat province. It has solar radiation resources as much as 5.747 kWh/m2. Solar Thermal Power Plant is a power generation system that uses using solar thermal as resource. Solar Thermal Power Plant system consists of three main parts, i.e. heat exchanger (collector), turbine, and cooling system. System of solar thermal power plant is modelled using conventional Rankine cycle, by using water as working fluids. The system is required to work within range of pressure from 8 bar to 0.2 bar to generate power at 250 kW. As the result of the cycle optimization, the mass flow of working fluid is 0.4262 kg/s, the number of nozzle and rotor are 20 and 40, the turbine radius is 0.2866 m, and the rotor frequency is 3000 rpm respectively. By considering all requirement the designed nozzle and rotor dimension to generate power by 250 kW can be determined with the best efficiency. Based on calculation, the dimension of radial inflow turbine which is suitable with demands of the design, the trends of radius changing, inlet angle and outlet angle of rotor can be determined. Keywords : Radial inflow turbine, Rankine cycle, nozzle, rotor, Solar Thermal Power Plant.

Kata Kunci : Turbin radial inflow, siklus Rankine, nosel, rotor, pembangkit daya tenaga surya termal.