Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm
J URNAL
Vol. 14 No. 2 (2021) 99

## Perancangan Pembangkit Listrik Pikohydro Dengan Tipe Turbin
Ma’mun Abdul Karim 1,2,3 Teknik Mesin, Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
1 mamunabdulkarim2@gmail.com

## Abstract
The screw type water turbine is one type of water turbine that has the potential to generate electricity on a small scale tha environmentally friendly, where this screw type water turbine is very suitable for rivers and irrigation flows in the territo Indonesia because the use or operation of this turbine only requires low turbine head, looking at the potential for irrigatio river  water  flow  with  a  discharge  range  of  0.01 install or apply this screw type water turbine. In this study aims to be able to utilize the source of irrigation flow so that be converted into a source of electrical energy that can be utilized by local residents and for lighting on roads that are poorly lit. In the process of designing a screw type water turbine, mechanical calculations are carried out to determine the dimensions of the turbine blades, turbine shaft, transmission systems such as pulleys and belts, as well as the power that ca be generated by the turbine, with a relative head components. The results of this calculation are obtained in the form of output power from each different head height for head 0.5, the power obtained is 220.89795 watts, for th output power is 356.13926 watts, the results of the design will then be made and will be realized.
Keywords: Screw Turbine, Head, Pikohydro, Power,

## Abstrak
Turbin air tipe ulir/ screw adalah salah satu tipe turbin air yang berpotensi untuk membangkitkan listrik dengan skala k yang  ramah  akan  lingkungan.  Turbin  air  tipe  ulir  ini  sangat  cocok  untuk  sungai Indonesia  karena  penggunaan  atau  pengoperasian  turbin  ini  hanya  memerlukan  head  turbin  yang  rendah,  melihat  potensi aliran  air  sungai  irigasi  dengan  debit  kisaran 0,01 memungkin  kan  untuk  pemasangan  atau  pengaplikasian  turbin  air  tipe  ulir/ dapat memanfaat sumber aliran irigasi agar dapat diubah menjadi sumber energi listrik yang dapat dimanfaatkan oleh warga sekitar  dan  untuk  penerangan  di  jalan  yang  masih  minim  penerangan.  Pada  proses  perancangan  turbin  air  tipe  ulir/ dilakukan  perhitungan  mekanika untuk  menentukan dimensi dari  sudu turbin, poros turbin,  sistem  transmisi seperti pulley dan sabuk, juga daya yang mampu dihasilkan oleh turbin, dengan head relatif antara 0 serta  menentukan  komponen  komponen  yang  tepat.  Hasil  perhitungan  ini  didapatkan  berupa  daya  output  dari  setiap ketinggian  head  yang  bebeda  untuk  head  0,5  didapatkan  day 394,29519 𝑤𝑎𝑡𝑡 , dan untuk ketinggian 0,9 didapatkan daya output sebesar akan dibuat dan akan direalisasikan.
Kata kunci: Turbin ulir/ screw , Head, PikoHydro, Daya, Efisiensi.

## 1. Pendahuluan
Energi  adalah  peranan  penting  dalam  upaya keseluruhan untuk mencapai pembangunan berkelanjutan  [1].  Perkembangan  teknologi  dan industri  yang  sangat  pesat  akan  mendorong peningkatan  kebutuhan  energi  bagi  masyarakat maupun pelaku industri dan pendukung lainnya. Sal satu  energi  yang  sangat  penting  pemanfaatannya
Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## URNAL T eknik M esin
ol. 14 No. 2 (2021) 99 - 105       ISSN Media Elektronik:

## Perancangan Pembangkit Listrik Pikohydro Dengan Tipe Turbin
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji 3
Teknik Mesin, Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang mamunabdulkarim2@gmail.com 2 jojo_sumarjo@ft.unsika.ac.id 3 najmudin.fauji@staff.unsika.ac.id
The screw type water turbine is one type of water turbine that has the potential to generate electricity on a small scale tha environmentally friendly, where this screw type water turbine is very suitable for rivers and irrigation flows in the territo Indonesia because the use or operation of this turbine only requires low turbine head, looking at the potential for irrigatio river  water  flow  with  a  discharge  range  of  0.01-0.1  m3/s  located  in  the  lowlands  in  a  Karawang  district,  it  is  possible  to nstall or apply this screw type water turbine. In this study aims to be able to utilize the source of irrigation flow so that be converted into a source of electrical energy that can be utilized by local residents and for lighting on roads that are poorly lit. In the process of designing a screw type water turbine, mechanical calculations are carried out to determine the dimensions of the turbine blades, turbine shaft, transmission systems such as pulleys and belts, as well as the power that ca be generated by the turbine, with a relative head between 0.5 meters, 0.75 meters, and 0.9 meters and determine the correct components. The results of this calculation are obtained in the form of output power from each different head height for head 89795 watts, for the 0.75 m head, the power is 394.29519 watts, and for the heigh 13926 watts, the results of the design will then be made and will be realized.
dro, Power, Efficiency
adalah salah satu tipe turbin air yang berpotensi untuk membangkitkan listrik dengan skala k urbin  air  tipe  ulir  ini  sangat  cocok  untuk  sungai-sungai  maupun  aliran Indonesia  karena  penggunaan  atau  pengoperasian  turbin  ini  hanya  memerlukan  head  turbin  yang  rendah,  melihat  potensi aliran  air  sungai  irigasi  dengan  debit  kisaran  0,01-0,1 m3/s  yang  berada  di  dataran  rendah  di  sebuah  kabupaten  karawang emungkin  kan  untuk  pemasangan  atau  pengaplikasian  turbin  air  tipe  ulir/ screw ini.  Pada  penelitian  ini  bertujuan  untuk dapat memanfaat sumber aliran irigasi agar dapat diubah menjadi sumber energi listrik yang dapat dimanfaatkan oleh warga penerangan  di  jalan  yang  masih  minim  penerangan.  Pada  proses  perancangan  turbin  air  tipe  ulir/ dilakukan perhitungan  mekanika untuk  menentukan dimensi dari  sudu  turbin, poros turbin,  sistem  transmisi seperti  pulley asilkan oleh turbin, dengan head relatif antara 0,5 meter lalu 0,75 m serta  menentukan  komponen  komponen  yang  tepat.  Hasil  perhitungan  ini  didapatkan  berupa  daya  output  dari  setiap ketinggian  head  yang  bebeda  untuk  head  0,5  didapatkan  daya 220,89795 𝑤𝑎𝑡𝑡 ,  untuk  head  0,75  m  didapatkan  daya , dan untuk ketinggian 0,9 didapatkan daya output sebesar 356,13926 𝑤𝑎𝑡𝑡 , hasil perancangan kemudian
oHydro, Daya, Efisiensi.
adalah  peranan  penting  dalam  upaya capai pembangunan
Perkembangan  teknologi  dan industri  yang  sangat  pesat  akan  mendorong peningkatan  kebutuhan  energi  bagi  masyarakat maupun pelaku industri dan pendukung lainnya. Salah satu  energi  yang  sangat  penting  pemanfaatannya
adalah  energi  listrik.  Pemanfaatan  energi  listrik  terus bertambah mulai dari rumah tangga, perusahaan/pabrik,  perkantoran,  pertokoan,  dan  lain lain [2].
Sesuai dengan Peraturan Presiden RI no. 5 tahun 2006 tentang  Kebijakan  Energi  Nasional  (KEN)  yaitu pangsa  pasar  energi  baru  dan  terbarukan  dalam konsumsi  energi  nasional  tahun  2025  ditargetkan

## n

## ISSN Media Elektronik: 2655-5670

## Perancangan Pembangkit Listrik Pikohydro Dengan Tipe Turbin Screw
najmudin.fauji@staff.unsika.ac.id
The screw type water turbine is one type of water turbine that has the potential to generate electricity on a small scale that is environmentally friendly, where this screw type water turbine is very suitable for rivers and irrigation flows in the territory of Indonesia because the use or operation of this turbine only requires low turbine head, looking at the potential for irrigation 0.1  m3/s  located  in  the  lowlands  in  a  Karawang  district,  it  is  possible  to nstall or apply this screw type water turbine. In this study aims to be able to utilize the source of irrigation flow so that it can be converted into a source of electrical energy that can be utilized by local residents and for lighting on roads that are still poorly lit. In the process of designing a screw type water turbine, mechanical calculations are carried out to determine the dimensions of the turbine blades, turbine shaft, transmission systems such as pulleys and belts, as well as the power that can and 0.9 meters and determine the correct components. The results of this calculation are obtained in the form of output power from each different head height for head 29519 watts, and for the height 0.9, the
adalah salah satu tipe turbin air yang berpotensi untuk membangkitkan listrik dengan skala kecil sungai  maupun  aliran  irigasi  di  wilayah Indonesia  karena  penggunaan  atau  pengoperasian  turbin  ini  hanya  memerlukan  head  turbin  yang  rendah,  melihat  potensi 0,1  m3/s  yang  berada  di  dataran  rendah  di  sebuah  kabupaten  karawang Pada  penelitian  ini  bertujuan  untuk dapat memanfaat sumber aliran irigasi agar dapat diubah menjadi sumber energi listrik yang dapat dimanfaatkan oleh warga penerangan  di  jalan  yang  masih  minim  penerangan.  Pada  proses  perancangan  turbin  air  tipe  ulir/ screw dilakukan perhitungan  mekanika untuk  menentukan dimensi dari  sudu  turbin, poros  turbin, sistem transmisi seperti  pulley ,5 meter lalu 0,75 meter dan 0,9 meter serta  menentukan  komponen  komponen  yang  tepat.  Hasil  perhitungan  ini  didapatkan  berupa  daya  output  dari  setiap
,  untuk  head  0,75  m  didapatkan  daya , hasil perancangan kemudian
adalah  energi  listrik.  Pemanfaatan  energi  listrik  terus bertambah mulai dari rumah tangga,
toran,  pertokoan,  dan  lain-
Sesuai dengan Peraturan Presiden RI no. 5 tahun 2006 tentang  Kebijakan  Energi  Nasional  (KEN)  yaitu pangsa  pasar  energi  baru  dan  terbarukan  dalam konsumsi  energi  nasional  tahun  2025  ditargetkan
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 2 (2021) 99 - 105
mencapai  17%.  Pertumbuhan  penduduk  yang  tinggi menyebabkan konsumsi energi terus meningkat, tetapi cadangan energi fosil semakin  menipis. Diperkirakan potensi  batubara  Indonesia  akan  habis  73  tahun  lagi, gas  bumi  31  tahun,  dan  energi  fosil  hanya  dapat bertahan 10 tahun lagi [3].
Menurut  data Blueprint Pengelolaan  Energi  Nasional 2005-2025 yang dikeluarkan oleh Departemen Energi dan  Sumber  Daya  Mineral  (DESDM)  pada  tahun 2005, cadangan minyak bumi di Indonesia pada tahun 2004  diperkirakan  akan  habis  dalam  kurun  waktu  18 tahun  dengan  rasio  cadangan/produksi  pada  tahun tersebut.
Sedangkan  gas  diperkirakan  akan  habis  dalam  kurun waktu  61  tahun  dan  batubara  147  tahun  [4].    Selain pemanfaatan sumber tenaga dari sumber pertambangan  yang  semakin  lama  akan  semakin menipis,  pemanfaatan  juga  bisa  dari  sumber  daya alam  lainya  seperti  air,  angin  maupun  sumber  daya alam lainya. Kebutuhan ataupun ketersediaan sumber daya  alam  yang  sangat  melimpah  dan  jumlahnya sangat banyak akan mungkin sekali bila sumber daya alam bisa dimafaatkan kegunaannya untuk kebutuhan sumber tenaga energi.
Keberadaan  sumber  daya  air  saat  ini  belum sepenuhnya  dimanfaatkan  dengan  maksimal.  Jumlah air di Jawa Barat mencapai 4.3 miliar m3/tahun, akan tetapi  baru  dimanfaatkan  28%  saja  [5].  Salah  satu pemanfaatan  sumber  daya  air  yang  sangat  potensial adalah sebagai pembangkit listrik, Namun penggunaannya  di  Indonesia  belum  terlalu  banyak. Secara  keseluruhan  penggunaan  pembangkit  listrik yang  menggunakan  energi  terbarukan  pada  2012 masih rendah yaitu mencapai 11.31% dari total energi yang diproduksi [6].
Ketersediaan dan jumlah air yang sangat melimpah di Indonesia  khususnya  yang  berada  di  Kab.  Karawang yang  mengalir  dari  hulu  ke  hilir,  seringkali pemanfaatan  sumber  air  ini  untuk  mengairi persawahan  dan  perkebunan  warga  akan  tetapi pemanfaatan  sumber  air  ini  untuk  kebutuhan  energi tenaga  listrik  sangat  kurang  maupun  jarang  yang memanfaatkan sumber energi tersebut.
Banyak  penelitian  penelitian  sebelumnya  tentang PLTMH  akan  tetapi  potensi  air  yang  digunakan dengan head dan  debit  yang  sedang  hingga  tinggi yang masih mengandalkan seperti tubin turbin Pelton, Francis,  Kaplan,  dan Crossflow. Sedangkan  untuk head dan  debit  yang  rendah  masih  sulit  untuk dikembangkan, padahal di Indonesia memiliki potensi yang  sangat  melimpah.  Dengan  debit  air  yang terbilang  rendah  maka  menggunakan  metode pembangkit  listrik  tenaga  pikohydro  (PLTPh)  yang sangat  sesuai  untuk  aliran  sungai  yang  mempunyai debit yang rendah.
Pembangkit  listrik  tenaga  air  skala  piko  pada prinsipnya memanfaatkan beda ketinggian dan jumlah
debit  air  per  detik  yang  ada  pada  aliran  air  saluran irigasi,  sungai  atau  air  terjun.  Aliran  air  ini  akan memutar  poros  turbin  sehingga  menghasilkan  energi mekanik.  Energi  ini  selanjutnya  menggerakkan generator dan generator menghasilkan listrik [7] .
Beberapa  peneliti  sudah  mengembangkan  penelitian Archimedean  screw antara  lain  mengenai  optimasi perancangan  numerik  bentuk  geometri  ulir  oleh  [8] menyatakan  bahwa  rasio  kisar  optimum  bergantung pada  jumlah  sudu  dan  rasio  radius  (R1/R0)  sama dengan  0,54.  Kemudian  [9]  menyederhanakan  teori ulir  Archimedes  berdasarkan  parameter-parameter geometris dan proses konversi energi ideal untuk satu putaran heliks.
Hasil  penelitiannya  menyatakan  bahwa  efisiensi turbin ulir dipengaruhi oleh bentuk geometri dan rugi aliran.  Simulasi  MATLAB  turbin  ulir  untuk pembangkit listrik tenaga air pada head rendah sudah dilakukan oleh [10].
Berawal  dari  masalah  energi  yang  terus  meningkat pemakaiannya  dan  sumber  energi  yang  berasal  dari bahan  bakar  fosil  terus  mengalami  penipisan ketersediaan di alam dan melimpahnya sumber aliran air  irigasi  baik  di  dataran  tinggi  maupun  di  dataran rendah.
Terlepas  masalah  di  dataran  rendah  yaitu  khususnya Kec.  Batu  Jaya  Kab.  Karawang  masih  melimpah sumber aliran irigasi yang belum begitu dimanfaatkan untuk  menjadi  sumber  energi  listrik  dan  masih  ada beberapan titik lokasi yang kurang penerangan cahaya disekitaran  wilayah  tersebut.  Dengan  pemanfaatan sumber daya alam khususnya air untuk dimanfaatkan menjadi  energi  listrik  dengan  menggunakan  sebuah prinsip  Screw  untuk  dapat  mengkonversi  dari  aliran air menjadi energi listrik.
Maka  dari  itu  dilakukan  penelitian  dan  proses perancangan pembuatan alat yang dapat direalisasikan di daerah yang telah disurvei.

## 2. Metode Penelitian
Konsep perancangan alat dibuat untuk mempermudah proses  pembuatan  dan  memaksimalkan  proses  yang didapat.  Perancangan  yang  di  lakukan  dengan  tujuan alat  mampu  mengubah  sumber  aliran  air  menjadi energy listrik untuk dapat memanfaatkan sumber daya alam dan dapat membantu aktivitas masyarakat dalam pasokan  energi  listrik  seperti  penerangan  di  jalan. Berikut  dijelaskan  bagaimana  tahapan  perancangan mesin konversi aliran air menjadi energi listrik.

## Diagram alir
Pada  Proses  penelitian  ini  memerlukan  beberapa tahapan  kegitan  yang  akan  dilakukan.  Diagram  alir dibutuhkan  untuk  mempermudah  dalam  kegiatan penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram alir
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 2 (2021) 99 -

## Konsep Perancangan Alat
Sebelum  merancang  sebuah  alat,  ada  beberapa  hal yang  perlu  direncanakan  untuk  memudahkan  proses pengerjaan  dan  memaksimalkan  hasil  yang  ingin didapat. Pembuatan Turbin Screw ini bertujuan untuk memaksimalkan  potensi  sumber  aliran  air  yang mengalir diirigasi dengan mengkonversi sebuah aliran air  menjadi  sumber  aliran  listrik.  Berikut  ini dijelaskan  bagaimana  tahapan  perancangan  turbin  air ini  dengan  menggunakan type  screw perancangan  alat  turbin screw menggunakan software Inventor.  Acuan alat  ini  menggunakan  persamaan Archimedes mempertimbangkan potensi aliran di daerah penelitian tersebut.
Jenis jenis Turbin Screw
Blade merupakan  bagian  penting  dalam  suatu  sistem konversi  energi  air  sebagai  komponen  yang berinteraksi  langsung  dengan  air.  Turbin  air  tipe screw dibagi dalam  dua  jenis  yaitu tipe dan  tipe closed  compact  instalation, ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Turbin trough adalah tipe turbin yang pada bagian sudu atau blade nya terbuka, sehingga air yang mengalir ke sudu turbin  hanya  selebar bucket .  Sedangkan  untuk  trubin screw tipe closed  compact  installation jenis  turbin  yang  memiliki  instalasi  keseluruhannya tertutup. Pada turbin tipe ini memungkinkan air  yang mengalir  menuju  sudu  turbin  hampir  bisa  memenuhi bagian yang menutupi instalasi turbin
Gambar 3. Tipe Steel Strough
Gambar 4. Tipe Closed Compact Installation
- 105
Sebelum  merancang  sebuah  alat,  ada  beberapa  hal yang  perlu  direncanakan  untuk  memudahkan  proses pengerjaan  dan  memaksimalkan  hasil  yang  ingin ini bertujuan untuk memaksimalkan  potensi  sumber  aliran  air  yang i dengan mengkonversi sebuah aliran air  menjadi  sumber  aliran  listrik.  Berikut  ini dijelaskan  bagaimana  tahapan  perancangan  turbin  air type  screw. Pada ini  di  desain Inventor.  Acuan  perancangan
Archimedes dengan mempertimbangkan potensi aliran di daerah penelitian
merupakan  bagian  penting  dalam  suatu  sistem konversi  energi  air  sebagai  komponen  yang angsung  dengan  air.  Turbin  air  tipe dibagi dalam  dua  jenis  yaitu tipe steel  strough closed  compact  instalation, seperti  yang ambar  2.  Turbin screw tipe steel adalah tipe turbin yang pada bagian sudu atau nya terbuka, sehingga air yang mengalir ke sudu .  Sedangkan  untuk  trubin closed  compact  installation merupakan jenis  turbin  yang  memiliki  instalasi  keseluruhannya tertutup. Pada turbin tipe ini  memungkinkan air  yang ngalir  menuju  sudu  turbin  hampir  bisa  memenuhi bagian yang menutupi instalasi turbin [11]
Tipe Steel Strough Tipe Closed Compact Installation
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 2 (2021) 99 - 105
Perancangan alat ini dilakukan dengan sumber potensi aliran  air  yang  berada  di  Ds.  Karya  mekar  kec.  Batu Jaya  Kabupaten  Karawang.  Dengan  potensi  debit yang  didapatkan  0,1  ( ) .  Lebar  pintu  air  irigasi  1,3 m, tinggi head jatuhan air  0,5 meter.
Dari  data  sungai  daerah  irigasi  Batu  jaya  didapatkan potensi  daya  turbin  yang  dihasilkan,  dengan menggunakan persamaan [12] diperoleh : 𝑃 = 𝜌 𝑔 𝑄 𝐻 (1) P = Daya (W) ρ = Massa jenis air ( 𝑘𝑔 / 𝑚 3) g  = Gaya Gravitasi ( 𝑚 / 𝑠 2) Q = Debit air ( 𝑚 3/ 𝑠 ) H = head air (m)
Hasil  yang  didapatkan  ini  adalah  Daya  Potensi  Air (Input) atau Daya yang belum masuk ke area turbin.

## Desain dan Spesifikasi Alat
Gambar 5. Desain Alat Turbin Screw
Keterangan :
1. Poros Turbin
2. Sudu/ Blade Turbin
3. Bucket
4. Poros Penggerak Turbin
5. Pulley
6. Sabuk
7. Generator
8. Bucket Aliran Air
9. Frame /Rangka Turbin
10. Pillow Block
Tabel 1. Spesifikasi Alat Komponen Material Poros Turbin Baja S45C Sudu/ Blade Turbin Plat Alumunium Bucket Baja Plat Poros Penghubung Turbin Baja S45C Puli/ Pulley Besi Cor Sabuk Rubber Generator DC, 2200 Watt, 1450 rpm Bucket Aliran air Baja Pelat Frame Turbin Baja Holo Pillow Block UCP 205 Penutup Turbin Mika Transparan
Note : Untuk data  saat  menentukan dimensi alat  dan penelitian perancangan akan memiliki perbedaan pada besaran  Debit  karena  perhitungan  hasil  perancangan ini aliran air yang menuju turbin ini konstan dan kami melakukan pengujian ini mengatur di ketinggian head turbin screw saja.

## Perhitungan Dimensi Turbin Screw
Menurut  persamaan  Archimedes screw, dengan  debit aliran Q (m3/s) diperoleh dari persamaan [8].
Q = k n D (2) Dimana : k = Konstanta ulir n = Putaran turbin screw (rpm)
D
= Diameter turbin (m)
Tabel 2. Nilai Konstanta
Keterangan : d/D  =  Perbandingan  diameter  poros  turbin  terhadap diameter sudu turbin, 22 ͦ, 26 ͦ, 30 ͦ = sudut ulir (α) Jika sudut turbin ≤ 30 ͦ , maka S = 1,2 . D Jika sudut turbin = 30 ͦ , maka S = 1,0 . D Jika sudut turbin ≥ 30 ͦ , maka S = 0,8 . D S = pitch turbin (m)
Persamaan  yang  digunakan  untuk  dimensi  turbin screw sebagai berikut
1. Diameter turbin : D (m)
𝐷 = (3) 𝐷 = (4)
Dimana  :  k  =  Nilai  konstanta  ulir  yang  diperoleh dari Tabel 2
2. Diameter poros turbin : d (m)
Untuk  perbandingan  diameter  poros  turbin  terhadap diameter sudu turbin telah ditentukan [8]:
=  0.3 (5) 3. Panjang turbin : L (m) 𝑠𝑖𝑛𝜃 = (6) Dimana:
𝜃 = Sudut turbin ( °) H = Head (m)
d/D 22° 26° 30° 1.0 D 1.2 D 0.8 D 1.0 D 1.2 D 0.8 D 1.0 D 0.3 0.331 0.335 0.274 0.287 0.286 0.246 0.245 0.4 0.35 0.378 0.285 0.317 0.323 0.262 0.271 0.5 0.345 0.38 0.281 0.317 0.343 0.319 0.287 0.6 0.315 0.351 0.3 0.327 0.273
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 2 (2021) 99 - 105
4. Pitch turbin : S (m)
Untuk  menentukan  nilai pitch turbin,  terlebih  dahulu harus menentukan nilai sudut turbin (θ) [8]:
Jika sudut turbin ≤ 30 ͦ , maka S = 1,2 D Jika sudut turbin = 30 ͦ , maka S = 1,0 D Jika sudut turbin ≥ 30 ͦ , maka S = 0,8 D

## 5. Jumlah ulir : Z
𝑍 = ( 7) Dimana : L = Panjang turbin (m) S = Pitch turbin (m)

## 6. Efisiensi Turbin
𝜂 = 𝑥 1 − .
(8)
Dimana :
𝛼 = h0 Δh Δh = x sin 𝜃 x =  𝑆
N = Jumlah blade
7. Daya turbin yang dihasilkan Output P (W)
P = ρ g Q H η
(9)
Dimana : P = Daya (W) ρ = Massa jenis air ( 𝑘𝑔 / 𝑚 3) g  = Gaya Gravitasi ( 𝑚 / 𝑠 2) Q = Debit air ( 𝑚 3/ 𝑠 ) H = Head air (m) η = Efisiensi turbin
8. Efisiensi Turbin dari Daya Input dan Output
𝜂 = 𝑥 100 % (10)
Dimana :
𝜂 = Efisiensi turbin
𝑃 = Daya Output (Watt) 𝑃 = Daya Input (Watt)

## 3.   Hasil dan Pembahasan

## Perhitungan Daya Rencana
Untuk  mendapatkan  data  data  pendukung  dilakukan survei  ke  lokasi  di  saluran  irigasi  TUB  20  ss  Batu Jaya  Kab  Karawang.  Data  data  yang  dibutuhkan diantaranya head sungai, kecepatan aliran sungai  dan lebar sungai.
Hasil  dari  pengukuran  di  daerah  saluan  irigasi  TUB 20  ss  Batu  Jaya  Kab.  Karawang,  adalah  sebagai berikut:
1. Head : 0.5 m
2. V (kecepatan aliran)
3. ( kedalaman sungai ) : 0,3 m
4. L = 130 cm = 1,3 m
Dari persamaan debit Q = V x A dan A = x l di mana Q  adalah debit  air, V adalah  Kecepatan  aliran  dan A adalah luas penampang dan d i dapat debit sebesar 0,1
( ) .  Dari  data  sungai  daerah  irigasi  Batu  Jaya didapatkan  potensi  daya  turbin  yang  dihasilkan, dengan  menggunakan  persamaan  di  bawah  ini, diperoleh:

## P =  ρ g Q H
P = 1000 𝑘𝑔 𝑚 ∗ 9.81 𝑚 𝑠 ∗ 0.1 𝑚 𝑠 ∗ 0.5 𝑚 P = 490,5 watt
Dimana nilai ρ adalah masa jenis air sebesar 1000
Dari data potensi diatas akan didapatkan perancangan dimensi  alat  turbin screw yang  akan  di  buat  untuk dapat direalisasikan.

## Perhitungan Perancangan Dimensi Turbin
Sehubung  dengan  pertimbangan  ketersediaan  bahan yang  ada  di  pasran  dan  kemudahan  untuk  proses pembuatan maka dalam optimasi turbin air tipe screw dipilih nilai d/D = 0.3.
Persamaan  yang  digunakan  untuk  menentukan dimensi turbin screw adalah sebagai berikut:
1. Diameter turbin (m)
𝐷 = 𝑄 𝑘𝑛 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐷 = 𝑄 𝑘𝑛 𝐷 = . . ∗ = 0.26 m = 260 mm
2. Diameter poros turbin = d (m) d/D = 0.3
d = 0.26 * 0.3 = 0.078 m = 78 mm
3. Panjang turbin = L (m)
𝑠𝑖𝑛𝜃 = 𝐻 𝐿 0.5 = 0.5 𝐿
𝐿 = 0.5 0.5 = 1 𝑚

## 4. Pitch turbin = S (m)
Jika sudut turbin ≤ 30 ͦ , maka S = 1,2 D Jika sudut turbin = 30 ͦ , maka S = 1,0 D Jika sudut turbin ≥ 30 ͦ , maka S = 0,8 D
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 2 (2021) 99 - 105
Karena  sudut  turbin  yang  telah  ditentukan  30  ͦ  jadi untuk pitch turbinnya adalah sebesar = 1 D

## 5. Jumlah ulir = Z
𝑍 = 𝐿 𝑆
𝑍 = 1 1 𝐷 = 1 1 ∗ 0.26 = 3.846
6. Putaran Turbin 𝜔 = 𝑉𝑟 𝑟 a. 𝜔 = , / ,
𝜔 = 7,11 𝑟𝑎𝑑/𝑠 = 67,895 rpm
b. 𝜔 = , / , 𝜔 = 8,48 𝑟𝑎𝑑/𝑠 = 80,98 rpm
c. 𝜔 = , / ,
𝜔 = 6,4 𝑟𝑎𝑑/𝑠 = 61,115 rpm
Setelah  dilakukan  perancangan  perhitungan  dan didapatkan nilai dimensi pada Turbin Screw ini.
Dan  untuk  pada  penelitian  ini  saya  melakukan perbandiangan  sebuah  penelitian  pada  tinggi  Head alat  Turbin  Screw  itu  sendiri  yang  memiliki  3 ketinggan  head  yang  berbeda  beda,  jadi  dapat  kita tentukan dengan ketinggian 0,5 m, 0,75 m, dan 0,9 m. Karena  memiliki  ketinggian  head  yang  berbeda  beda makan akan didapat hasil yang berbeda.
Note : Untuk  data  saat  menentukan dimensi alat  dan penelitian perancangan akan memiliki perbedaan pada besaran  Debit  karena  perhitungan  hasil  perancangan ini aliran air yang menuju turbin ini konstan dan kami melakukan pengujian ini mengatur di ketinggian head turbin screw saja
Dari  perhitungan  ini  didapatkan  suatu  nilai  efisiensi turbin terhadap ketiga perbandingan head pada turbin screw ini.
Berikut  data  hasil  perhitungan  perancangan  pada sebuah tabel yang dbawah ini:
Tabel 3. Data Hasil Perancangan Tinggi Turbin (m) Potensi Daya  Air (Input) (Watt) Efisiensi Turbin Daya Turbin (Output) (Watt) Efisiensi dari Daya  Input  & Output (%) 0.5 284.49 0.77647 220.90 0.765 0.75 507.67 0.77668 394.30 0.7767 0.90 459.11 0.77572 356.13 0.7757
Pada tabel diatas adalah hasil dari pehitungan mencari P(in)  =  Potensi  daya  air  ( input ), 𝜂 =  Efisien  turbin, P(out)  =  Daya  turbin  ( Output ),  dan  Efisiensi  Daya output dibagi  dengan  Daya input ,  dimana  dapat diketahui  hasil  yang  paling  optimal  terjadi  pada ketinggian 0,75 m.
Pada di bawah ini adalah grafik untuk perbandingan Daya Potensial Air atau Daya (Input) dengan Daya yang dihasilkan Turbin Screw atau kita sebut Daya (Output). Berikut grafiknya :

## Gambar 6. Grafik Perbandingan Daya In dan Daya Out
Pada  hasil  grafik  diatas  di  dapatkan  untuk  titik pertama  daya  in  284,49  watt  di  dapatkan  daya  out 220,89795  watt  lalu  pada  titik  kedua  daya  in  507,67 watt  di  dapatkan  daya  out  394,29519  watt  dan  pada titik ketiga daya in 459,11 watt di dapatkan daya out 356,13926  watt.  Jadi  di  dapatkan  hasil  paling maksimal di dapatkan pada titik kedua.

## 4.   Kesimpulan
Kesimpulan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat  diimplementasikan  atau  dipasang  alat turbin screw pada  aliran  irigasi  yang  telah dirancang pada penelitian ini.
2. Pada  penelitian  ini  dapat  ditentukan  sebuah perancangan sebuah Turbin air tipe Screw dengan dimensi  alat  yang  dirancang  adalah  sebesar: diameter Turbin 0,26 m, diameter poros 0,078 m, Panjang  turbin  1  m, pitch turbin  0,26  m  dan jumlah  ulir  sebesar  3,846  dengan  daya  mekanik aliran  air  maksimum  sebesar  490,5  Watt  dari potensi  di  aliran  irigasi  yaitu  :  Kecepatan  aliran 0,15 m/s, Head aliran irigasi 0,5 m, dan Debit 0,1 𝑚 3 /𝑠 .
3. Didapatkan  hasil  perhitungan  dari  perancangan alat  turbin screw dengan  hasil  yang  paling optimal  dari  ketiga  variasi  head  yaitu  pada ketinggian  0,75  m  dengan  hasil  :  Putaran  turbin sebesar 80,98 rpm, Torsi turbin sebesar 9,88 Nm, Daya  Output  turbin  394,29519  Watt  dan Efesiensi turbin sebesar 0,7766761676.
Ma’mun Abdul Karim 1 , Jojo Sumarjo 2 , Najmudin Fauji 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 2 (2021) 99 - 105

## Ucapan Terimakasih
Saya sebagai penulis berterimkasih kepada Orang tua dan  seluruh  element  yang  terkait  atas  terciptanya penelitian ini.

## Daftar Rujukan
[1] S. F. J. J. Aan Jaelani, “Renewable Energy Policy in Indonesia: The  Qur’anic  Scientific  Signals  in  Islamic  Economics Perspective,” International  Journal of  Energy  Economics  and Policy, pp. 2146-4553, 2017.
[2] S.  Buyung,  “Analisa  Pengaruhh  tinggi  jatuhnya  air  (head) terhadap daya pembangkit listrik tenaga micro hydro,” 2016.
[3] CDIEMR,  Handbook  of  Energy  and  Economics  Statistics  of Indonesia 2012, 2012.
[4] S.  A.  E.  Y.  Sulistiyono,  “Studi  Potensi  Pembangkit  Listrik Tenaga  Micro  Hydro  (PLTMH)  di  Sungai  Cikawat  Desa Talang  Mulia  Kecamatan  Padang  Cermin  Kabupaten Pesawaran Provinsi Lampung,” FEMA, pp. 48-54, 2013.
[5] Bappenas, “Kebutuhan Air Bersih,” Jakarta, 2011.
[6] K. ESDM, “Kajian Supply Demand Energi,” Jakarta, 2013.
[7] M.  S.  I.  D.  S.  T.  Mirzan  Syahputra,  “RANCANG  BANGUN PROTOTIPE  PEMBANGKIT  LISTRIK  TENAGA  PIKO HYDRO  DENGAN  MENGGUNAKAN  TURBIN  ULIR,”
KITEKTRO: Jurnal Online Teknik Elektro, pp. 16-22, 2017.
[8] Rorres,  “The  Turn  of  Screw  :  Optimal  design  of  an Archimedes,” Journal  of  Hydraulic  Engineering, pp.  72-80,
2000.
[9] G.  Muller,  “Simplified  Theory  of  Archimedean  Screws,” Journal of Hydraulic Research, pp. 666-669, 2009.
[10] M. S. M. Y. S. Ali Raza, “Modeling of Archimedes Turbine for Low  Head  Hydro  Power  Plant  in,” International  Journal  of Engineering Research & Technology (IJERT), 2013.
[11] T.  K.  M.  R.  S.  A.  Encu  Saefudin,  “Turbin  Screw  Untuk Pembangkit Listrik Skala Mikcro Hydro Ramah Lingkungan,” Jurnal Rekayasa Hijau, 2017.
[12] D.  Fritz,  Turbin,  pompa  dan  kompresor,  jakarta:  Erlangga, 1990.