INNOVATIVE: Journal Of Social Science Research Volume 4 Nomor 2 Tahun 2024 Page 9150-9164 E-ISSN 2807-4238 and P-ISSN 2807-4246
Website: https://j-innovative.org/index.php/Innovative

## Peningkatan Daya Turbin Kaplan dengan Variasi Massa Turbin
Akhmad Wahyudi 1 ✉ , Mahmuddin 2 , Syahrir Habiba 3
Universitas Muslim Indonesia
Email: akhmad.wahyudi@gmail.com 1 ✉

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan Meningkatkan kinerja pembangkit maka perlu pemilihan komposisi jumlah sudu yang sesuai dengan aliran debit air sehingga membuat turbin dapat bekerja lebih optimal.Penelitian ini bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  variasi  sudu  turbin  terhadap  peningkatan  unjuk  kerja  turbin Kaplan. Metodologi penelitian secara eksperimental yakni variasi sudu turbin sebanyak 2 kali yaitu 4, 5 dan 6 masing – masing sudu akan diberikan penambahan berat 625 g, 675 g, dan 725 g pengujian dilakukan dengan perubahan debit air sebanyak 5x yaitu Q1 0.0228 m³/s, Q2 0,0242 m³/s, Q3 0,0255 m³/s, Q4 0,0267 m³/s dan Q5 0,0279 m³/s pada perubahan debit akan diberikan pembebanan berat 100 g - 3000 g. Hasil penelitian menunjukkan adanya pengaruh variasi sudu yaitu penambahan berat pada sudu terhadap peningkatan daya dan torsi, namun jumlah sudu tidak selalu mempengaruhi peningkatan daya dan torsi karena setiap peningkatan sudu perlu menyesuiaikan besarnya debit air yang digunakan sebagai potensi penghasilkan energy mekanik. Daya maksimum turbin pada sudu 5 massa 675 g dengan deb it Q5 0,0279 m³/s daya output 268,9 Watt dan torsi 4,94 Nm dengan putaran poros 520  rpm pada pembebanan 1900 g. Sedangkan daya minimum pada sudu 4 massa 675 g dengan pembebanan 2200 g pada debit Q5 0,0279 m³/s. Daya output dihasilkan sebesar 247,3 Watt pu taran poros sebesar 413 rpm dan torsi 5,72 Nm.
Kata Kunci: Jumlah Sudu Turbin, Daya, Torsi

## Abstract
This research aims to improve generator performance, so it is necessary to choose the composition of the number of blades that is appropriate to the flow of water discharge so that the turbine can work more optimally. This research aims to determine the effect of variations in turbine blades on increasing the performance of the Kaplan turbine. The research methodology is experimental, namely varying the turbine blades 2 times, 4, 5, and 6. Each blade will be given an additional weight of 625 g, 675 g, and 725 g. The test is carried out with changes in water flow 5 times, namely, Q1 0.0228 m³/s, Q2 0.0242 m³/s, Q3 0.0255 m³/s, Q4 0.0267 m³/s and Q5 0.0279 m³/s on changes in discharge will be given a weight load of 100 g  - 3000 g. The results of the research show that there is an influence of blade variations, namely adding weight to the blades on increasing power and torque, however, the number of blades does not always affect the increase in power and torque because each increase in blades needs  to  adjust  the  amount  of  water  discharge  used  as  a  potential  source  of  mechanical  energy. Maximum turbine power on 5 blades with a mass of 675 g with a Q5 discharge of 0.0279 m³/s, output power of 268.9 Watts, and torque of 4.94 Nm with a shaft rotation of 520 rpm at a load of 1900 g. Meanwhile, the minimum power on blade 4 has a mass of 675 g with a load of 2200 g at a Q5 discharge of 0.0279 m³/s . The resulting output power is 247.3 Watts, shaft rotation at 413 rpm, and torque of 5.72 Nm.
Keywords: Number of Turbine Blades, Power, Torque

## PENDAHULUAN
Keputusan  Presiden  Republik  Indonesia  Nomor  5  Tahun  2006  tentang  Kebijakan Energi Nasional (KEN) pada bidang energi baruan (energy mix) adalah untuk mewujudkan keamanan pasokan energi (energy security of supply)  dalam negeri yang berkelanjutan (Sustainable Energi Supply) dan pemanfaatan energi secara efisien.
Gambar 1. Sasaran Energi Mix Nasional Tahun 2025(Adiwardojo.dkk,2006)
Sasaran Kebijakan Energi Nasional adalah (a) tercapainya elastisitas energi lebih kecil dari 1 (satu) pada tahun 2025, dan (b) terwujudnya energi bauran (energy mix) yang optimal pada  tahun  2025,  yaitu  peranan  masing-masing  jenis  energi  terhadap  konsumsi  energi nasional  seperti  yang  diperlihatkan  pada  Gambar  1.  Selain  itu,  KEN  mengarah  kepada peningkatan standar hidup rakyat, dengan demikian kebijakan energi harus terkait dengan kebijakan lain seperti kebijakan ekonomi, sosial budaya, pendidikan dan lingkungan hidup. Untuk mewujudkan hal tersebut, maka diperlukan usaha optimal dalam rangka penemuan Energi Baru dan Terbarukan (EBT) yang mampu mengatasi krisis energi berkelanjutan.
Potensi tenaga air merupakan salah satu dari sumber energi baru terbarukan yang murah  dan  ramah  lingkungan.  Potensi  tenaga  air  tersebut  sampai  saat  ini  belum dimanfaatkan  secara  maksimal  untuk  pemenuhan  energi  listrik  terutama    di  desa-desa terpencil.    Salah  satu  penyebabnya  adalah  belum  terjangkau  jaringan  listrik  PT.  PLN (Persero) di desa-desa yang disebabkan karena faktor teknis dan biaya yang tinggi untuk membuat  jaringan  baru  di  sana.  Pemenuhan  energi  listrik  di  desa-desa  terpencil  masih relatif rendah dengan tingkat konsumsi listrik juga yang  masih rendah. Walaupun demikian memerlukan kapasitas pembangkit yang relatif  kecil. Hal ini  dapat  dipenuhi bila potensi tenaga air yang ada dapat dimanfaatkan secara optimal. Aliran sungai dan saluran irigasi yang  ada  di  sana  dengan  debit  yang  cukup  besar  juga  dapat  dimanfaatkan  untuk membangkitkan  energi  listrik  walaupun  dengan  kapasitas  kecil.  Pertumbuhan  jumlah penduduk dan pertumbuhan ekonomi yang terjadi menyebabkan kebutuhan energi listrik menjadi meningkat dari tahun ke tahun. Diperkirakan jumlah penduduk lebih dari 252 juta jiwa pada Tahun 2015.  Pemenuhan energi dibarengi dengan pertumbuhan ekonomi, laju pertumbuhan  ekonomi  yang  tinggi  sangat  penting  dalam  rangka  pencapaian  elestisitas energi lebih kecil dari 1 (satu) pada Tahun 2025. Bila peningkatan kebutuhan energi tidak diikuti  dengan  penyediaan  energi  listrik  yang  cukup  memadai,  maka  akan  terjadi  krisis energi  di masa akan  datang.   Kondisi  tersebut sedang terjadi  di Indonesia, indikatornya adalah seringnya pemutusan listrik oleh PLN secara bergantian di sejumlah kota-kota besar di Indonesia dan seringnya pula pemutusan listrik secara tiba-tiba karena kelebihan beban daya.
Kebijakan Energi Nasional (KEN) yang tertuang dalam ESDM (2007) bertujuan untuk mengarahkan upaya-upaya dalam mewujudkan keamanan pasokan energi dalam negeri dengan sasaran utama adalah terwujudnya energi primer yang optimal pada tahun 2025. Salah  satu  permasalahan  yang  menjadi  kendala  penyediaan  energi  listrik  skala  nasional adalah pembangkit-pembangkit yang ada masih banyak yang menggunakan bahan bakar
minyak, sementara cadangan minyak bumi akan semakin berkurang. Untuk itu penggunaan energi alternatif dari energi terbarukan (Renewable  Energy)  perlu dikembangkan. Energi baru adalah bentuk energi yang dihasilkan oleh teknologi baru baik yang berasal dari energi terbarukan maupun energi tak terbarukan, yaitu energi berbasis pada Hidrogen (fuel-cell), Coal  Bed  Methane,  Coal  Liquifaction,  Coal  Gasification  dan  Nuklir.  Sedangkan  energi terbarukan  adalah  sumber  energi  yang  dihasilkan  dari  sumber  daya  energi  yang  secara alamiah tidak akan habis dan dapat berkelanjutan jika dikelola dengan baik dan benar, yaitu energi berbasis pada Panas bumi, Bio-fuel, aliran air sungai, panas surya, angin, biomassa, biogas, ombak laut, dan suhu kedalaman laut. Salah satu sumber energi terbarukan adalah pembangkit  tenaga  mikrihidro  (PLTMH)  dengan  memanfaatkan  potensi  aliran  air.  Hasil survey menunjukkan bahwa PLTMH memiliki potensi energi listrik sebesar 458,75 MWe dan terpasang 21 MWe atau kira-kira 4,58% (Purnomo, 2006).  Konsep PLTMH berorientasi pada pengembangan  tekonologi  tepat  guna  yang  berwawasan  lingkungan  yang  nyaman  dan aman.
Ravinda  Ariestya  dkk  (2021)  Melakuakan  penelitian  terkait  pengaruh  debit  air terhadapπ Putaran ρ turbin π dan ρ daya π output π yang π dihasilkan prototype PLTMHπ denganπturbinρkaplan.  Metode  analisis  yang  dilakukan  adalah  dengan  melakukan perhitungan  dari  data  primer  yang  didapatkan.  Prototype  pada  penelitian    ini  diuji menggunakan debit aliran air dengan variasi diantaranya yaitu 8 liter/s, 10 liter/s, 12 liter/s, 14 liter/s dan 16 liter/s. Output maksimum yang didapat yaitu saat debit air paling besar yaitu 16 liter/s yang menghasilkan putaran turbin 228,3 rpm sebelum dikopel generator dan 172,5 rpm sesudah dikopel generator, putaran generator 902,5 rpm, tegangan generator sebesar 9,07 Volt, Arus generator sebesar 0,56 Ampere, daya generator sebesar 5,09 Watt, torsi didapatkan 0,28 Nm dengan efisiensi didapatkan 1,62 %.
Berdasarkan hasil penelitian, nilai output maksimum dihasilkan oleh debit air 16 liter/s yang  merupakan  debit  terbesar  karena  peningkatan  debit  air  yang  diberikan  akan menyebabkan kinerja PLTMH semakin meningkat. Indonesia dengan keadaan alamnya yang memiliki  banyak  sungai  dan  pegunungan,  sumber  tenaga  air  dengan  head  yang  tinggi maupun  rendah dan debit air yang tinggi, semuanya itu memiliki potensi yang cukup sangat besar  untuk  pembangunan  PLTMH.  Potensi  energi  air  dengan  head  rendah  dan  tinggi banyak terdapat di desa-desa seperti aliran sungai dan saluran irigasi yang selama ini baru banyak  dimanfaatkan  untuk  pengairan  sawah.  Foto  sungai  yang  banyak  di  Indonesia. Pemanfaatan  aliran  air  pada  saluran  irigasi  dengan    saluran  head  rendah  untuk  PLTMH dimaksudkan  guna  lebih  mengoptimalkan  pemanfaatan  energi  kinetik  yang  ada  pada
saluran tersebut dapat menghasilkan energi listrik Sukamto (2008). Salah satu jenis PLTMH dengan head rendah adalah menggunakan turbin Kaplan, pada penelitian ini analisa data ditujukan pada pengaruh perubahan jumlah sudu dan penambahan massa sudu pada debit aliran karena analisa data yang dihasilkan dan dijadikan batasan menentukan efisiensi lebih efektif.

## METODE PENELITIAN

## Tempat Penelitian
Perakitan komponen turbin Kaplan dan instalasi pengujian dilaksanakan di gedung Laboratorium Riset dan Teknologi Fakultas Teknik Prodi Teknik Mesin Universitas Muslim Indonesia.

## Waktu Penelitian
Waktu  pelaksanaan  proses  perakitan  turbin  Kaplan  dan  instalasi  pengujian dilaksanakan  mulai  bulan  agustus  2023-oktober  2023.  Pelaksanan  pengujian  dan pengambilan  data  dilaksanakan  di  depan  Gedung  Laboratorium  Riset  dan  Teknologi Fakultas Teknik Prodi Teknik Mesin Universitas Muslim Indonesia pada  bulan Nopember - Desember 2024.

## Alat dan Bahan
Alat penelitian
Peralatan yang digunakan untuk mengukur prestasi turbin Kaplan sebagai berikut :
1. Seperangkat alat pengujian turbin Kaplan, beban (pemberat).
2. Ventury untuk mengetahui debit aliran air yang mengalir keturbin
3. Kaplan.
4. Pressure gauge untuk mengetahui head tekanan air pada reservoir atas dalam satuan kg/cm².
5. Tacometer digunakan untuk mengukur kecepatan rotasi pada poros turbin
6. Voltmeter digunakan untuk mengukur arus dan tegangan input pompa air guna untuk memastikan tegangan input pompa dalam kondisi stabil
7. Thermometer untuk mengetahui suhu air yang digunakan dengan satuan celcius (°C).
8. Force meter untuk mengukur torsi yang bekerja pada turbin Kaplan
9. Pompa sentrifugal ini digunakan untuk mengalirkan fluida air dari reservoir dengan menggunakan motor listrik yang dikopel dengan pompa untuk
10. Pemberat digunakan sebagai beban pada turbin Kaplan, pemberat ini digantungkan pada tali karet dari turbin Kaplan.

## Bahan Penelitian
Berikut  gambar  skema  dengan  gambar  penambahan  massa  pada  turbi  Kaplan pengujian penelitian turbin Kaplan :
Gambar 2. Skema Pengujian Turbin  Kaplan
Keterangan Gambar skema pengjian turbin Kaplan 3.8
1. Pompa sentrifugal
5. Manometer Turbin
2. Turbin Kaplan 6. Indikator gaya pengereman 3. Reservoir 7. Indikator putaran turbin 4. Manometer ventury 8. Indicator putaran pompa
Gambar 3. Sudu turbin dengan massa 625 g, 675 g dan 725 g

## Prosedur Penelitian
Pengujian yang dilakukan pada turbin Kaplan dengan menggunakan fluida air sebagi fluida kerja yang dikonversi oleh turbin menjadi energi mekanik. Berikut secara terperinci prosedur pengujian pada Apparatus pengujian turbin Kaplan :
1. Periksa level air pada bak penampungan/sesuaikan dengan kebutuhan
2. Letakkan sensor thermometer dalam air, untuk mengetahui temperature air setelah di lakukan pengujian
3. Hubungkan  alat  pengujian  ke  sumber  listrik,  pastikan  semua  alat  pengujian  dalam kandisi siap untuk dioprasikan
4. Tekan tombol On power listrik pada panel alat pengujian di panel bagian atas
5. Tekan tombol On (warna hijau) pada bagian bawah panel dan biarkan beberapa saat alat uji beroperasi dengan normal.
6. Tekan tombol mode sampai muncul P.U pada layer tekan tombol set lalu tekan tombol FWD
7. Lakukan  pengaturan  frekwensi  putran  pompa  dengan  memutar  tombol  berwarna hitam ke arah sampai muncul pada monitor nilai frekwensi yang di inginkan sesuai petunjuk kemudian lakukan pemasangan pembebanan pada poros turbin Kaplan.
8. Setelah  pengukuran  dan  mencatat  data  yang  dibutuhkan  telah  selesai  untuk  satu variasi debit aliran air, maka pengujian dilanjutkan untuk debit aliran air yang berbeda.
9. Setelah pengambilan data  selesai, maka tekan tombol set  lalu tekan tombol STOP pada bagian bawah panel.
10. Pastikan semuan data yang dibutuhkan terpenuhi.
Jika sistem alat uji tidak bekerja sesuai dengan perancangan maka dilakukan perbaikan alat  atau  kalibrasi  setelah  dilakukan  perbaikan,  maka  langkah  selanjutnya  dilakukanlah kembali uji coba, jika alat sudah sesuai dengan sistem yang di rancang maka dilakukan ke tahap selanjutnya yaitu pencatatan data.
a) Pengambilan data
Proses pencatatan data dan analisa data pemodelan turbin Kaplan pada pembangkit listrik tenaga micro-hidro dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Studi  literatur.  Dengan  cara  mempelajari  literatur-literatur  yang  ada  pada  jurnal penelitian yang terkait dan juga buku-buku tentang PLTA turbin air di perpustakaan
2. Membuka valve, sesuai debit air yang akan di uji berdasarkan hasil kalibrasi.
3. Mencatat debit air yang terukur oleh venturi meter
4. Mengukur temperatur air menggunakan thermokopel
5. Mencatat data putaran poros turbin Kaplan menggunakan tacometer
6. saat  dikopel  dengan  beban  yang  telah  ditentukan  yakni  beban  625  gram,  pada masing-masing jumlah sudu 4 dan 5.
7. Mencatat putaran poros turbin Kaplan menggunakan  tacometer saat pembebanan 675 gram dengan tahap awal mengulangi  poin 2, 3, dan 4,  begitupun  selanjutnya dengan pembebanan 725 gram pada masing-masing jumlah sudu 4 dan 5.
8. Menyusun data-data yang sudah dicatat.
9. Analisa data.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Daya output turbin Kaplan sudu 4 dan 5
Turbin Kaplan sudu 4 berat 6,13 N
Hasil penelitian ini mengenai variasi penambahan berat sudu turbin sebanyak 3x, diuji dengan pembebanan 0,1-3 kg dan memvariasikan debit air sebanyak 5x. Gambar 4, dengan debit aliran Q5 0,0279 m³/s. Daya yang diperoleh tertinggi Pada pembebanan 1,6 kg debit air yang masuk ke turbin akan dikonversi menjadi energy mekanik dengan baik sehingga air  yang  masuk  ke  turbin  memberikan  gaya  ke  setiap  sudu  turbin.  Dari  perubahan pembebanan dapat diperlihatkan pada gambar berikut:

## Gambar. 4.  Kurva daya output turbin Kaplan sudu 4 berat 6,13 N
Gambar  4.  Menunjukkan  bahwa,  pada  berat  6,13  N  dengan  debit  Q5  0,0279  m³/s menghasilkan putaran poros sebesar 545  rpm dengan daya output turbin sebesar 237,3 watt dan torsi 4,79 Nm. Sedangkan putaran tertinggi yang dihasilkan oleh turbin pada debit yang sama yaitu Q5 0,02162 m³/s, dengan beban turbin yakni 0,1 kg menghasilkan putaran
poros turbin sebesar 778 rpm namun daya yang diperoleh cukup rendah sebesar 21,2 watt dan torsi 0,26 Nm. Semakin cepat putaraan turbin dan semakin besar daya output turbin maka semakin besar pula energi potensial yang dikonversikan menjadi energy mekanik oleh turbin,  semakin  tinggi  debit  yang  diberikan  oleh  turbin  akan  berbanding  lurus  dengan besarnya daya yang dihasilkan oleh turbin.

## Turbin Kaplan sudu 4 berat 6,62 N
Berdasarkan  hasil  perhitungan  mengenai  variasi  penambahan  berat  sudu  turbin  4 yaitu  6,62  N,  dengan  pembebanan  0,1-3  kg  di  variasikan  debit  air  sebanyak  5x  tiap pembebanan. Pada Gambar 5, dengan debit aliran Q5 0,0279 m³/s daya yang diperoleh tertinggi pada pembebanan 2,2 kg. Dari perubahan pembebanan dapat diperlihatkan pada gambar berikut:

## Gambar. 5.  Kurva daya output turbin Kaplan sudu 4 berat 6,62 N
Gambar  5 . Menunjukkan bahwa, pada berat 6,62 N dengan  debit  Q5 0,0279 m³/s menghasilkan putaran poros sebesar 413  rpm dengan daya output turbin sebesar 247,3 Watt  dan  torsi  5,72  Nm.  Sedangkan  pada  pembebanan  maksimum  yaitu  3  kg  hanya mencapai  daya  143,7  Watt  putaran  poros  sebesar  176  rpm  dan  torsi  7,8  Nm.  Pada pembebanan 2200 g, debit Q1 0,0228 m³/s, daya 122,7  Watt putaran poros sebesar 205 rpm. Q2 0,0242 m³/s, daya 149,7 Watt putaran poros sebesar 250 rpm. Q3 0,0255 m³/s, daya 173,6 Watt putaran poros s ebesar 290 rpm sedangkan Q4 0,0267 m³/s, daya 230,5 Watt  putaran  poros  sebesar  385  rpm  dari  perolehan  tersebut  terjadi  peningkatan  daya beriring meningkatnya perubahan debit, semakin tinggi debit yang diberikan oleh turbin akan berbanding lurus dengan besarnya daya yang dihasilkan oleh turbin.
Turbin Kaplan sudu 4 berat 7,11 N
Perhitungan daya turbin Kaplan dengan massa 7,11 N dengan pembebanan 0,1-3 kg di variasikan debit air sebanyak 5x tiap pembebanan. Daya yang dihasilkan oleh turbin dapat dilihat  pada  gambar  6.  Grafik  tersebut  menampilkan  hubungaan  daya  output  turbin terhadap rpm. Pada kurva daya output turbin terhadap rpm turbin, menampilkan beberapa titik dan menunjukkan bahwa daya output turbin terbaik berada pada debit Q5 0,0279 m3/s, Namun pada pada berat 7,11 N terjadi penurunan pada pembebanan maksimum hanya 2 kg bebeda dengan berat sudu turbin sebelumnya.

## Gambar. 6.  Kurva daya output turbin Kaplan sudu 4 berat 7,11 N
Gambar 6 menunjukkan bahwa sudu 4  berat 7,11 N pada kurva grafik debit air Q5 0,0279 m³/s tersebut, menghasilkan daya output tertinggi sebesar 215,5 Watt dan putaran poros turbin 396 rpm, torsi 5,19 Nm dan daya minimum pada debit Q1 0,0228 m³/s mampu menghasilkan daya output sebesar 78,9 Watt dan putaran poros turbin 145 rpm. Sedangkan debit Q2 peningkatan daya cukup tinggi dapat dilihat pada kurva grafik peningkatan daya debit Q1 ke debit Q1, daya yang dihasilkan oleh debit Q2 sebesar 147 Watt dengan putaran poros turbin 270 rpm. Sedangkan debit Q3 ke debit Q4 kenaikan daya yang diperoleh cukup massif, Daya yang dihasilkan oleh debit Q3 sebesar 168,7 Watt, putaran poros turbin 310 rpm  dan  daya  output  debit  Q4  sebesar  174,2  Watt,  putaran  poros  turbin  320  rpm. Hubungan  daya  terhadap  rpm  dengan  perubahan  debit,  daya  yang  dihasilkan  cukup bervariasi namun, pada Q1 ketika pembebanan 2,5 kg putaran poros turbin sudah cukup melambat dan mendekati stag. Pebedaan daya yang peroleh tidak begitu tinggi dibanding berat sudu sebelumnya, akan tetapi ketika dilakukan  penambahan massa sudu turbin maka perlu  pula  penambahan  debit  air  yang  diberikan  sebab  massa  yang  besar  butuh  gaya dorong yang besar pula untuk menggerakan satu persatu sudu turbin.

## Turbin Kaplan sudu 5 berat 6,131 N
Hasil penelitian ini mengenai variasi sudu turbin 5 penambahan massa sebanyak 3x, kemudian  diuji  dengan  pembebanan  0,1-3  kg  di  variasikan  debit  5x  tiap  pembebanan. Gambar  7,  dengan  debit  aliran  Q5  0,0279  m³/s  daya  yang  diperoleh  tertinggi  pada pembebanan  1,8  kg.  Dari  perubahan  pembebanan  dapat  diperlihatkan  pada  gambar berikut:

## Gambar. 7.  Kurva daya output turbin Kaplan sudu 5 berat 6,131 N
Gambar 7. Menunjukkan bahwa, pada berat 6,131 N dengan debit Q5 0,0279 m³/s menghasilkan putaran poros sebesar 519 rpm dengan daya output turbin tertinggi sebesar 254,23  Watt  dan  torsi  4,68  Nm.  Sedangkan  daya  terendah  yang  dihasilkan  oleh  turbin dengan  pem bebanan  yang  sama  yaitu  1800  g  dan  pada  debit    yaitu  Q1  0,0228  m³/s, menghasilkan daya output cukup rendah sebesar 133,7 Watt putaran poros sebesar 273 rpm dan torsi 4,67 Nm. Pada debit Q1 ke debit Q2 selisih daya yang diperoleh cukup tinggi karena  debit air yang digunakan untuk menggerakkan turbin memiliki selisih cukup tinggi. Semakin  banyak  jumlah  sudu  turbin  dan  penambahan  massa  sudu  turbin  maka membutuhkan debit air cukup besar yang akan dijadikan sebagai energy potensial yang akan dikonversi menjadi energy mekanik sehingga daya output turbin semakin besar.

## Turbin Kaplan sudu 5 berat 6,62 N
Berdasarkan hasil perhitungan mengenai variasi penambahan berat pada sudu turbin 5  yaitu  6,62  N,  dengan  pembebanan  0,1-3  kg  di  variasikan  debit  air  sebanyak  5x  tiap pembebanan. Gambar 8 menunjukkan daya tertinggi diperoleh pada debit Q5 yaitu 0,0279 m³/s, dengan pembebanan 1,9 kg. Dari perubahan pembebanan dapat diperlihatkan pada gambar berikut:

## Gambar. 8.  Kurva daya output turbin Kaplan sudu 5 berat 6,62 N
Gambar 8. Menunjukkan bahwa, pada berat 6,62 N dengan  debit  Q5 0,0279 m³/s menghasilkan putaran poros sebesar 520  rpm dengan daya output turbin sebesar 268,9 Watt  dan  torsi  4,94  Nm.  Sedangkan  pada  pembebanan  maksimum  yaitu  3  kg  hanya mencapai daya 161,6 Watt putaran poros sebesar 198 rpm dan torsi 7,7 Nm. Pada analisis data dengan menarik benang merah, pembebanan 1,9 kg, debit Q1 0,0228 Daya output Daya output m³/s, daya 146,9  Watt putaran poros sebesar 284 rpm, Q2 0,0242 m³/s, daya 196 Watt putaran poros sebesar 379 rpm. Q3 0,0255 m³/s, daya 213 Watt putaran poros sebesar 412 rpm sedangkan Q4 0,0267 m³/s, daya 242 Watt putaran poros sebesar 468 rpm dari perolehan tersebut terjadi peningkatan daya beriring meningkatnya perubahan debit. Jika  ditinjau dari  prestasi turbin terhadap perbedaan sudu turbin dapat dilihat dari  data bahwa sudu 5 perolehan daya jauh lebih tinggi dibanding sudu 4.

## Turbin Kaplan sudu 5 berat 7,11 N
Perhitungan daya turbin Kaplan dengan berat 7,11 N dengan pembebanan 0,1-3 N di variasikan debit air sebanyak 5x tiap pembebanan. Daya yang dihasilkan oleh turbin dapat dilihat  pada  gambar  9.  Grafik  tersebut  menampilkan  hubungaan  daya  output  turbin terhadap rpm. Pada kurva daya output turbin terhadap rpm turbin, menampilkan beberapa titik dan menunjukkan bahwa daya output turbin terbaik berada pada debit Q5 0,0279 m3/s, Namun pada pada berat 7,11 N sudu 5, terjadi peningkatan pada pembebanan 2 kg pada perolehan daya maksimum berbeda dengan berat sudu turbin sebelumnya.
Gambar. 9.  Kurva daya output turbin Kaplan sudu 5 berat 7,11 N
Gambar 9 menunjukkan bahwa sudu 5  berat 7,11 N pada kurva grafik debit air Q5 0,0279 m³/s tersebut, menghasilkan daya output tertinggi sebesar 256,89 Watt dan putaran poros  turbin  472  rpm,  torsi  5,2  Nm  dan  daya  minimum  pada  debit  Q1  0,0228  m³/s menghasilkan daya output sebesar 131,4 Watt dan putaran poros turbin 241 rpm. Sedangkan debit Q2 peningkatan daya cukup tinggi dapat dilihat pada kurva grafik peningkatan daya debit  Q1  ke  debit  Q2,  daya  yang  dihasilkan  oleh  debit  Q2  sebesar  178,93  Watt  dengan putaran poros turbin 329 rpm. Sedangkan debit Q3 ke debit Q4 selisih kenaikan daya yang diperoleh cukup rendah, Daya yang dihasilkan oleh  debit Q3 sebesar 206 Watt, putaran poros turbin 379 rpm dan daya output debit Q4 sebesar 229,54 Watt putaran poros turbin 468 rpm, Sedangkan debit Q4 ke  debit  Q5 selisih kenaikan  daya  yang diperoleh  cukup tinggi. Hubungan daya terhadap rpm dengan perubahan debit, daya yang dihasilkan cukup bervariasi namun, pada Q1 ketika pembebanan 2,5 kg putaran poros turbin sudah cukup melambat  secara  berlahan  sehingga  daya  yang  diperoleh  rendah.  Ketika  dilakukan penambahan massa sudu turbin maka perlu pula penambahan debit air sebab, berat sudu turbin yang besar butuh gaya tangensial yang besar pula untuk setiap sudu turbin sehingga turbin mampu berotasi secara maksimal.

## SIMPULAN
Daya  output  tertinggi  turbin  Kaplan  pada  sudu  5  berat  sudu  6,62  N  dengan pembebanan 2 kg pada debit Q5 0,0279 m³/s. Putaran poros turbin sebesar 520  rpm. Daya output turbin yang diperoleh sebesar 268,9 Watt dan torsi 4,94 Nm, sedangkan sudu 4 berat 6,62 N dengan pembebanan 2 kg. menghasilkan putaran poros sebesar 413 rpm dan daya output turbin sebesar 247,3 Watt dan torsi 5,72 Nm. Unjuk kerja turbin
Kaplan  ditinjau  dari  perbedaan  massa  sudu  turbin  dengan  pembebanan  turbin  dan perubahan debit air yang diujikan dapat disimpulkan bahwa jumlah sudu dan massa yang besar membutuhkan debit air yang besar, sehingga daya besar berbanding lurus dengan ratio antara perubahan berat sudu dan perubahan debit.

## DAFTAR PUSTAKA
Amri, A. (2021). Analisa Pengaruh Perubahan Debit Aliran Dan Pembebanan Terhadap Prestasi Turbin Kaplan. J-Move, 8-14.
Anam, A., Soenoko, R., & Widhiyanuriyawan, D. (2013). Pengaruh variasi sudut input sudu mangkok  terhadap  kinerja  turbin  kinetik.  Jurnal  Rekayasa  Mesin  Universitas Brawijaya, 4(3), 129480.
Aryanto, F., Mara, M., & Nuarsa, M. (2013). Pengaruh kecepatan angin dan variasi jumlah sudu terhadap unjuk kerja turbin angin poros horizontal. Dinamika Teknik Mesin, 3(1).
Dewanto, H.  P., Himawanto, D. A., &  Cahyono, S. I. (2017). Pembuatan dan  pengujian turbin propeller dalam pengembangan teknologi pembangkit listrik tenaga air piko hidro (PLTA-PH) dengan variasi debit aliran. Jurnal Teknik Mesin Indonesia, 12(2), 54-62
Efriyasika, D.,  Qiram, I., & Rubiono, G. (2021). Tingkat kekasaran permukaan  sudu  dan sudut input air terhadap unjuk kerja turbin vortex. JUSTE (Journal of Science and Technology), 1(2), 182-194.
Jakfar, A., & Fatah, M. (2022). Modification of Kaplan Turbine with Variation of Guide Angle (Guide Vanes) to Generate Electric Power. MOTIVECTION: Journal of Mechanical, Electrical and Industrial Engineering, 4(3), 269-282.
Muliawan,  A.,  &  Yani,  A.  (2017).  Analisis  daya  dan  efisiensi  turbin  air  kinetis  akibat perubahan putaran runner. Sainstek: Jurnal Sains dan Teknologi, 8(1), 1-9.
Muliawan,  A.,  &  Yani,  A.  (2017).  Analisis  daya  dan  efisiensi  turbin  air  kinetis  akibat perubahan putaran runner. Sainstek: Jurnal Sains dan Teknologi, 8(1), 1-9.
Muliawan,  A.,  &  Yani,  A.  (2017).  Analisis  daya  dan  efisiensi  turbin  air  kinetis  akibat perubahan putaran runner. Sainstek: Jurnal Sains dan Teknologi, 8(1), 1-9.
Purnama, A. C., Hantoro, R., & Nugroho, G. (2013). Rancang bangun turbin  air sungai poros  vertikal  tipe  Savonius  dengan  menggunakan  pemandu  arah  aliran.  Jurnal Teknik ITS, 2(2), B278-B282.
Pussenarh, K. P. A., Kodiklat, T. N. I., Junrejo, D. P. K., & Batu, K. (2018). Rancang bangun
dan uji performansi turbin air jenis kaplan skala mikrohidro.
S Supandi, S. S. (2015). Unjuk kerja PLTMH menggunakan turbin savonius dengan variasi sudut deflektor (Doctoral dissertation, Universitas Mataram).
Sofyan,  A.,  &  Bancin,  J.  (2021).  Uji  Eksperimental  Pada  Turbin  Kaplan  Dan  Analisa Performansi Dengan Variasi Jumlah Sudut Gerak Terhadap Sudut-sudut Pengarah 20 ᵒ Dan Jarak Vertikal 20 Cm. Sintaksis, 1(1), 13-18.
Sutrimo, D., & Adiwibowo, P. H. (2019). Studi Eksperimental Pengaruh Variasi Jumlah Sudu Berpenampang L Terhadap Daya Dan Efissiensi Turbin Crossflow Poros Horizontal. Jurnal Teknik Mesin, 7(1)