## PENGARUH DEBIT AIR TERHADAP KINERJA KINCIR AIR
Aliah Rahman 1 , Kimin 2
Program Studi Teknik Mesin Universitas Darussalam Ambon ibualyahrahman@gmail.com kiminkusnadi@gmail.com

## ABSTRAK
Saat ini Indonesia masih sepenuhnya bergantung pada bahan bakar fosil seperti minyak bumi,  batubara  dan  gas.  Bahan  bakar  fosil  di  Indonesia  digunakan  oleh  95  persen penduduk  maupun  pelaku  industri,  dengan  konsumsi  energi  meningkat  tujuh  persen setiap  tahunnya. Mikrohidro  atau  yang  dimaksud  dengan  Pembangkit  Listrik  Tenaga Mikrohidro  (PLTMH),  adalah  suatu  pembangkit listrik skala  kecil  yang  menggunakan tenaga air sebagai  tenaga  penggeraknya  seperti,  saluran irigasi ,  sungai  atau air  terjun alam dengan  cara  memanfaatkan  tinggi  terjunan  (head)  dan  jumlah debit air .  Dalam memanfaatkan energi air sebagai energi alternatif terdapat beberapa permasalahan yang timbul diantaranya,bagaimana  memanfaatkan  energi  air  untuk  membangkitkan  listrik,berapa  besar daya  dan  efisien  yang  di  hasilkan  tiapa  perubahan  luasan  sudu.  Berdasarkan  hasil  penelitian dengan panjang sudu 30 cm dan lebar 18 cm dengan debit aliran 1.8 m/s daya yang di peroleh sebesar 14.51 watt dan efisiensi sebesar 16.59 %. Untuk itu saran saya yang di berikan agar a danya perbaikan dan pengembangan dengan penelitian lebih besar,sehingga daya dan efisiensi yang di hasilkan dapat langsung di gunakan untuk memproduksi listrik.
Kata kunci : debit aliran,kincir air, kinerja kincir

## 1.    PENDAHULUAN
Salah    satu  sumber  energy  terbarukan  yang sangat berpotensi di Negara kita adalah energi air; murah,  relative  mudah  didapat  dan  bebas  dari polusi .Pada kehidupan sehari-hari sungai sebagai sumber  air  bersih  dan  sarana  transportasi  bagi penduduk. Kincir air merupakan pembangkit listrik tenaga air yang tepat untuk dikembangkan di desa yang  mayoritas  penduduknya  belum  menikmati listrik.  Konstruksinya  sederhana,  murah  dan mudah dalam perawatannya. Kincir air terdiri atas kincir  air    Overshot,  Kinncir  Air  Ondershot  Kincir Air Breastshot dan Kincir Air Tub.
Selain  dapat  digunakan  sebagai  pembangkit listrik  yang  kecil,  torsi  yang  dihasilkan  dapat digunakan  secara  langsung  untuk  penggilingan, pengairan,  penggergajian,  dsb.  Disamping  itu debit  aliran  sangat  berpengaruh  terhadap  kinerja kincir  air  untuk  mendapatkan  daya  dan  efisiensi yang tinggi.
Tujuan dari penelitian ini adalah Menganalisa pengaruh debit aliran terhadap daya  dan efisiensi kincir air.

## 2.  TINJAUAN PUSTAKA A.  Teori
Kincir  air  adalah  peralatan  makanis  berbentuk roda  dengan  sudu  ( bucket atau vane )  pada sekeliling tepi- tepinya yang diletakkan pada poros horizontal.Kincir air memanfaatkan selisih ketinggian  alamiah  dari  permukaan  sungai kecil.Air  yang  masuk  ke  dalam  dan  keluar  kincir tidak  mempunyai  tekanan  lebih  ( over  pressure ). Faktor  yang  harus  di  perhatikan  pada  kincir  air selain  energy  tempat  adalah  pengaruh  berat    air yang masuk ke dalam sel - selnya . kecepatan air yang mengalir ke dalam  kincir  harus kecil, sebab bila  kecepatannya  besar    ketika  melalui  sel  air akan  melimpah  ke  luar  atau  energy  yang  ada akan  hilang  percuma  tidak  bisa  di  manfaatkan
airnya  berolak.    Meskipun  kincir  air  sudah  usang, tapi pada kondisi yang tertentu dimana kemungkinan  –  kemungkinan  lainnya  tidak  ada, kincir  air  merupakan  salah  satu  pilihan    untuk digunakan.

## B.  Klasifikasi kincir Air
Air  merupakan  sarana  untuk  merubah  energi air menjadi energi kmekanik berupa putaran pada porors kincir. Ada beberapa kincir air yaitu :

## 1.  Kincir Air Overshot
Gambar 1. Kincir air Overshot (Sumber:http://osv.org/education/WaterPower
Kincir  air  overshot  adalah  kincir  air  yang paling  banyak  digunakan  di  bandingkan  dengan jenis kincir air yang lain. Kincir Air undershot
Gambar 2. Kincir air Undershot (Sumber:http://osv.org/education/WaterPower)

## 2.  Kincir Air Breastshot
Gambar 3. Kincir Air Breastshot Sumber.htt //osv.org/education/Water Power
3.  Kincir Air Tub
Gambar 4. Kincir air Tub (Sumber.http://osv.org/education/WaterPower)

## C.  Prinsip kerja Kincir Air
Air  mengalir  dengan  kecepatan  tertentu sehingga menabrak sudu pada kincir dimana gaya dorong  air  tegak  lurus  dengan  penampang  sudu. Dengan  gaya  dororng  tersebut  maka  kincir berputar searah dengan gaya dorong air. Kincir air yang  berputar  menyebabkan  poros  juga  ikut berputar.Poros ini di hubungkan dengan generator dengan  beberapa  transmisi  daya.Transmisi  daya ini  berfungsi  untuk  merubah  kecepatan  putaran yang  di  hasilkan  oleh  kincir  air  sehingga  dapat menggerakan  generator.Transmisi  daya  tersebut berupa roda gigi ( gear ).Dengan adanya rangkaian tersebut  maka  kincir  air  yang  berputar  dapat mnggerakan generator sehingga mekanik di ubah menjadi  energi  listrik.  Generator  di  hubungkan langsung  dengan  lampu  akan  menyala  apabila kincir air berputar.

## 3.  METODE PENELITIAN A.  Tempatdan Waktu Penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  Desa  tulehu dusun  Rupaitu.  Penelitian  di  lakukan  selama  3 bulan

## B.  VariabelPenelitian
Variabel    yang    digunakan  pada  penelitian  ini terdiri  dari    2    jenis,  yaitu  variable  bebas  dan variable terikat.

## C.  Diagram Alir Penelitian  (Flow Chart)
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel  1.  Hasil pengukuran variasi debit aliran 1,7
V (m/s) n (rpm)- rata-rata F1- rata- rata F2-rata- rata F= F1 rata- rata – F2 rata-rata 1.8 0.0 0.0 0.0 0.0 1.8 100.0 11.0 1.2 9.8 1.8 80.0 17.0 2.7 14.3 1.8 60.0 24.3 4.8 19.6 1.8 40.0 35.7 8.7 27.0 1.8 20.0 39.3 11.0 28.3 1.8 136.0 46.0 10.7 35.3
A. Perhitungan  Data  Hasil  Penelitian  dengan debit 1.8 m/s
Dari data-data diatas akan dilakukan perhitungan  terhadap  parameter  penting  dalam menentukan kinerja dari kincir air dengan putaran 136 rpm dan gaya sebesar 34 N.

## B.  Luas Penampang Saluran (A)
Luas penampang telah diketahui : A = 0.03 m 2
C.  Laju Massa Air yang Mengalir ( ) Untuk menghitung massa aliran digunakan persamaan :
. 1000 ᶟ . 0,054 m 3 /s
54/ D.  Daya Air yang Mengalir (P a ) Daya air dapat dihitung dengan mempergunakan persamaan :
1
2 . .
1 2 1000 ᶟ 0,03 m² . 1,8  m/s ! 87.48 Watt E.  Torsi (T) Besarnya torsi dapat  dihitung dengan persamaan : #  $ . % dengan  : F  =  Jumlah  gaya,    (F 1 -  F 2 )  berdasarkan 4.4 yaitu : 46  – 12 =  35.3 N, L = Lengan = 0,14 m Maka #  35.3 &  .  0,14 #  4.942 Nm

## F. Kecepatan Anguler ( ω )
Untuk  kecepatan  keliling  turbin  diperoleh  dengan menghitung menggunakan persamaan :
( ).*.+ ,-
( ).,./..,
,-
(   14.23 rad/s
G.  Daya Turbin (P t ) Daya turbin dihitung dengan persamaan :
0 #. ( dengan : T = Torsi ( 4.942 Nm) ω = Kecepatan sudut (14.23 rad/s)
Maka diperoleh :
0 4.942&  .  14.23 123/
0 70.32 Watt
H.  Efisiensi Turbin (ɳ t ) Efisiensi dapat dihitung dengan persamaan :
ɳ 0 0 5 100% ɳ 0 70.32 7288 87,48 9288 5 100%
ɳ 0 80.38  %

## I.  Debit Aliran dan Daya (Q – Pt)
Daya  sangat  tergantung  pada  besarnya  torsi dan  kecepatan  anguler,dimana  torsi  berbanding terbalik dengan putaran kincir.
Tabel. 2. Hubungan Debit Aliran Dan Daya
Variasi Debit Q (m³/s) Daya Kincir MK 1.8 15.1 1.7 10.8 1.6 8.5 Tabel. 3.  Hubungan Debit Aliran Dan Efisiensi Variasi Debit Efesiensi Kincir Q (m³/s) P (watt) 1.8 17.2 1.7 14.7 1.6 13.9

## 5.  KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  yang  telah  di  lakukan penulius menyimpulkan bahwa :
1. Di  antara  variasi  debit  kincir(Q)  yang  telah  di lakukan,  di  peroleh  daya  kincir  (Pk)  putaran dan efisien ( ɳk ) kincir  yang besar  adalah pada variasi  debit  1,8  m/s.yakni  10.6  waat  dan  17.2 %
2. Debit  air  sangat  mempengaruhi  kinerja  dari pada  kincir,apabila  debit  aliran  air  besar,maka daya  dan  efisiensi  yang  di  hasilkan  juga besar,apabila  debit  aliran  air  kecil,maka  daya dan efisiensi yang di hasilkan juga akan kecil.

## 6.  DAFTAR PUSTAKA
Hugh  D.  Young  Karnegie .  Mellon  University Roger  A.  Freedman, University  of California, Santa Barbara
R.S.Kh,urmi  &  J.K  Gupta.1991.A  Text  Book  Of
Machine  Design.  Eurasia  Publishing
House,  Ram  Nagar,  New  Delhi.
Teknologi Bandung,Technical College, Jepang. Stolk Jack. 1983, ElemenKonstruksi Bangunan
Mesin , Jakarta: Penerbit Erlangga. Taufik  Rahim, Teori  Dan  Teknologi  Proses Permesinan , Bandung: ITB Bandung. Marian,  J.  L.  &  Kraige,  L.  G.  1998, Mekanika Teknik . Palungkun,  R.,  2001, Aneka  Produk  Olahan Kelapa , Cetakan ke Sembilan,
Penebar Swadaya, Jakarta.