Jurnal Keteknikan Pertanian (JTEP) terakreditasi berdasarkan SK Dirjen Penguatan Riset dan Pengembangan Kementerian Ristek Dikti Nomor I/E/KPT/2015 tanggal 21 September 2015. Selain itu, JTEP juga telah terdaftar pada Crossref dan telah memiliki Digital Object Identifier (DOI) dan telah terindeks pada ISJD, IPI, Google Scholar dan DOAJ.  Mulai edisi ini redaksi memandang perlu untuk meningkatkan nomor penerbitan dari dua menjadi tiga kali setahun yaitu bulan April, Agustus dan Desember berisi 12 naskah untuk setiap nomornya.  Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi masa tunggu dengan tidak menurunkan kualitas naskah yang dipublikasikan. Jurnal berkala ilmiah ini berkiprah dalam pengembangan ilmu keteknikan untuk pertanian tropika dan lingkungan hayati. Jurnal ini diterbitkan dua kali setahun baik dalam edisi cetak maupun edisi online.  Penulis makalah tidak dibatasi pada anggota PERTETA tetapi terbuka bagi masyarakat umum. Lingkup makalah, antara lain: teknik sumberdaya lahan dan air, alat dan mesin budidaya pertanian, lingkungan dan bangunan pertanian, energi alternatif dan elektrifikasi, ergonomika dan elektronika pertanian, teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian, manajemen dan sistem informasi pertanian. Makalah dikelompokkan dalam invited paper yang menyajikan isu aktual nasional dan internasional, review perkembangan penelitian, atau penerapan ilmu dan teknologi, technical paper hasil penelitian, penerapan, atau diseminasi, serta research methodology berkaitan pengembangan modul, metode, prosedur, program aplikasi, dan lain sebagainya. Penulisan naskah harus mengikuti panduan penulisan seperti tercantum pada website dan naskah dikirim secara elektronik (online submission) melalui http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep.

## Penanggungjawab:

## Ketua Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia
Ketua Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian,IPB
Dewan Redaksi: Ketua : Wawan Hermawan (Scopus ID: 6602716827, Institut Pertanian Bogor) Anggota : Asep Sapei (Institut Pertanian Bogor) Kudang Boro Seminar (Scopus ID: 54897890200, Institut Pertanian Bogor) Daniel Saputra (Scopus ID: 6507392012, Universitas Sriwijaya - Palembang) Bambang Purwantana (Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta) Yohanes Aris Purwanto (Scopus ID: 6506369700, Institut Pertanian Bogor)
Muhammad Faiz Syuaib (Scopus ID: 55368844900, Institut Pertanian Bogor) Salengke (Scopus ID: 6507093353, Universitas Hasanuddin - Makasar) I Made Anom Sutrisna Wijaya (Scopus ID: 56530783200, Universitas Udayana - Bali)
Redaksi Pelaksana: Ketua : Rokhani Hasbullah (Scopus ID: 55782905900, Institut Pertanian Bogor) Sekretaris   :  Lenny Saulia (Scopus ID: 16744818700, Institut Pertanian Bogor) Bendahara   :  Hanim Zuhrotul Amanah (Universitas Gadjah Mada - Yogyakarta) Anggota :  Dyah Wulandani (Scopus ID: 1883926600, Institut Pertanian Bogor) Usman Ahmad (Scopus ID: 55947981500, Institut Pertanian Bogor) Satyanto Krido Saptomo (Scopus ID: 6507219391, Institut Pertanian Bogor) Slamet Widodo (Scopus ID: 22636442900, Institut Pertanian Bogor)
Liyantono (Scopus ID: 54906200300, Institut Pertanian Bogor) Administrasi :  Diana Nursolehat (Institut Pertanian Bogor)
Penerbit: Perhimpunan Teknik Pertanian Indonesia (PERTETA) bekerjasama dengan Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Institut Pertanian Bogor.
Alamat: Jurnal Keteknikan Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Kampus Institut Pertanian Bogor, Bogor 16680. Telp. 0251-8624 503, Fax 0251-8623 026, E-mail: jtep@ipb.ac.id atau jurnaltep@yahoo.com Website: web.ipb.ac.id/~jtep  atau http://journal.ipb.ac.id/index.php/jtep
Rekening: BRI, KCP-IPB, No.0595-01-003461-50-9 a/n: Jurnal Keteknikan Pertanian
Percetakan: PT. Binakerta Makmur Saputra, Jakarta
P-ISSN 2407-0475  E-ISSN 2338-8439 Vol. 5, No. 3, Desember 2017

## Ucapan Terima Kasih
Redaksi Jurnal Keteknikan Pertanian mengucapkan terima kasih kepada para Mitra Bebestari yang telah menelaan (me-review) Naskah pada penerbitan Vol. 5 No. 3 Desember 2017. Ucapan terima kasih disampaikan kepada: Prof.Dr.Ir. I Made Supartha, MS.,PhD (Fakultas Teknologi Pertanian, Udayana), Prof.Dr.Ir. Bambang Purwantana, M.Agr (Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Gadjah Mada), Prof.Dr.Ir. Hj, Nurpilihan Bafdal, MSc (Universitas Padjadjaran), Prof.Dr.Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, PhD (Fakultas Teknik, Universitas Udayana), Prof.Dr.Ir. Kamaruddin Abdullah, MSA (Universitas Darma Persada), Prof.Dr.Ir. Sutrisno, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Andri Prima Nugroho, STP.,M.Sc (Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Gadjah Mada), Dr. Akhiruddin Maddu, MSi (Departemen Fisika, Institut Pertanian Bogor), Dr. Diding Suhandy, STP.,M.Agr (Fakultas Pertanian, Universitas Lampung), Dr.Ir. Chusnul Arief, STP.,M.Si (Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Edward Saleh, MS (Universitas Sriwijaya), Dr.Ir. Abdul Rozaq, DAA (Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Gadjah Mada), Dr.Ir. Gatot Pramuhadi, M.Si (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Muhammad Faiz Syuaib, M.Agr (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Roh Santoso, BW.,MT (Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Rokhani Hasbullah, MSi (Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor), Dr.Ir. Rudiati Evi Masitoh, STP.,M.Dev.Tech, (Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Gadjah Mada), Dr.Ir. Sri Rahayoe, STP.,MP (Jurusan Teknik Pertanian, Universitas Gadjah Mada).

## Technical Paper

## Pengaruh Jarak dan Posisi Nozzle Terhadap Daya Turbin Pelton

## Effects of Distance and Nozzle Position on the Performance of Pelton Turbine
Yani Kurniawan, Porgram Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik. Universitas Pancasila. Email: yani.kurniawan@univpancasila.ac.id
Erlanda Augupta Pane, Porgram Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik. Universitas Pancasila. Email: pane_erlanda@yahoo.com
Ismail, Porgram Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik. Universitas Pancasila. Email: ismail2k7@gmail.com

## Abstract
Pelton  Turbine  is  a  turbine  which  use  nozzle  as  officers  the  direction  of  a  stream  water  in  order  to move  around  of  blade  turbine.  The  rotating  of  turbine  blade  efected  by  some  parameters  such  as  the distance of the nozzle, position of nozzle, diameter of nozzle, number of nozzle, and the geometry shape of the blade turbine. An experimental study to analyze the affect of distance and position nozzle to Pelton Turbine  of  performance.  The  research  method  used  experiment  parameter  was  position  of  nozzle  with three variations, first position is the right side horizontal of bottom shaft turbine, second position is vertical to down direction, and third position is the left side horizontal of upper shaft turbine. The parameter of nozzle distance used five variations was 24 cm, 23 cm, 22 cm, 21 cm, dan 20 cm, which measured from the end of position nozzle to blade turbine. The result shows that the right side horizontal of bottom shaft turbine with distance of nozzle 23 cm had the maximum performance to produce a power 125 Watt with the rotation of shaft turbine 263 rpm.
Keywords : blade turbine rotation, pelton turbine Voltage, stream line flow, turbine nozzle distance, turbine nozzle position

## Abstrak
Turbin Pelton adalah sebuah turbin yang menggunakan nozzle sebagai pengatur arah aliran air ke sudu turbin yang berputar. Putaran sudu turbin dipengaruhi oleh beberapa parameter antara lain jarak nozzle , posisi nozzle , diameter nozzle , jumlah nozzle , dan bentuk geometri sudu turbin. Studi eksperimen yang dilakukan pada turbin pelton dimaksudkan untuk menganalisis pengaruh posisi dan jarak nozzle terhadap pergerakkan sudu yang menentukan performa turbin pelton guna mendapatkan daya listrik yang optimum. Metode  penelitian  yang  dilakukan  menggunakan  parameter  pengujian  yaitu  posisi nozzle dengan tiga variasi yaitu pada posisi pertama adalah horizontal sebelah kanan sisi bawah poros turbin, posisi kedua adalah vertikal ke bawah, dan posisi ketiga pada horizontal sebelah kiri sisi atas poros turbin. Parameter jarak nozzle menggunakan lima variasi yaitu 24 cm, 23 cm, 22 cm, 21 cm, dan 20 cm, yang diukur dari posisi ujung nozzle terhadap sudu turbin pelton. Hasil penelitian menunjukkan bahwa posisi horizontal sebelah kanan sisi bawah dari poros turbin dengan jarak nozzle sebesar 23 cm merupakan hasil yang maksimum untuk menghasilkan putaran poros turbin sebesar 263 rpm dan mampu menghasilkan daya sebesar 125 Watt .
Kata kunci : putaran blade turbin, tegangan turbin pelton, jarak nozzle turbin, posisi nozzle tur
Diterima: 4 Nopember 2016; Disetujui: 7 Noprember 2017
, Desember 2017
Vol. 5 No. 3, p 275-282
P-ISSN 2407-0475 E-ISSN 2338-8439
Kurniawan, et al.

## Latar Belakang
Turbin Pelton merupakan turbin yang dimanfaatkan untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro  (PLTMH)  di  daerah  pedesaan.  Turbin pelton memanfaatkan nozzle sebagai pengatur arah aliran air untuk menggerakan putaran sudu turbin. Putaran sudu turbin tersebut dipengaruhi oleh beberapa parameter yaitu jarak nozzle , posisi nozzle , diameter nozzle , jumlah nozzle , dan bentuk geometri sudu turbin. Penelitian sebelumnya telah dilakukan dengan perancangan Pembangkit  Listrik  Tenaga  Mikrohidro  (PLTMH) skala laboratorium dengan memanfaatkan turbin pelton menggunakan nozzle sebanyak satu buah dan  ukuran  diameter  sebesar  5.08  cm.  PLTMH tersebut mampu menghasilkan daya listrik sebesar 75 WattWatt (Prasetyo et al ,  2013).  Peningkatan performa dari turbin pelton tersebut telah dilakukan dengan melakukan perubahan variasi jumlah nozzle menjadi dua buah, dengan ukuran diameter tiap-tiap nozzle sebesar  3.81  cm,  dan  mampu menghasilkan daya listrik sebesar 125 WattWatt (Kurniawan,  2016).  Hasil  ini  membuktikan  bahwa apabila ukuran diameter nozzle diperkecil dan penambahan jumlah nozzle mampu meningkatkan daya listrik yang dihasilkan. Peningkatan daya listrik ini dipengaruhi oleh aliran air yang masuk menuju sudu semakin cepat sehingga memberikan gaya tumbukan searah dengan perubahan gaya terhadap setiap putaran rotasi poros sudu turbin. Hal ini mampu memberikan besaran satu sampai dengan dua persen dari energi total aliran air yang keluar dari nozzle (Zhang, 2009). Penelitian dengan menggunakan pengaruh parameter posisi nozzle terhadap performa turbin cross-flow dilakukan dengan menggunakan variabel arah vertikal dan horizontal terhadap sudu turbin cross-flow dengan debit aliran sebesar 0.23 liter per detik (Ranterung et al , 2016). Hasil yang didapatkan adalah jika nozzle diposisikan dalam kondisi horizontal menghasilkan daya listrik lebih besar  yakni  sebesar  3.468  Watt,  dan  effisiensi sistem turbin cross-flow yang dicapai sebesar 45.97%  jika  dibandingkan  dengan  posisi  vertikal. Berdasarkan posisi telah dibuktikan jika posisi horizontal mampu menghasilkan daya listrik yang besar.  Namun,  dalam  posisi  horizontal  dengan jarak nozzle terhadap sudu turbin belum diketahui untuk mendapatkan daya listrik yang optimum. Ini dapat dijadikan sebagai catatan bahwa jarak antara keluaran nozzle dengan sudu turbin pelton akan memberikan dampak yang sangat penting untuk menentukan jaraknya aliran air yang mampu keluar sebelum menumbuk sudu turbin pelton. Lebih dari itu, hal ini mungkin akan meningkatkan penyebaran aliran air ke bagian titik sudu turbin yang memberikan efek putaran poros sudu turbin menjadi tinggi, terutama apabila ujung nozzle keluaran tersebut semakin dekat dengan sudu turbin
pelton (Stamatelos et al , 2014). Untuk membuktikan hal tersebut, maka akan dilakukan penelitian lanjut pada penelitian sebelumnya (Kurniawan, 2016), di mana akan dilakukan pengaruh posisi dan jarak nozzle terhadap sudu turbin untuk menentukan performa turbin pelton yang optimum.

## Bahan dan Metode
Alat dan Bahan Pipa yang digunakan menggunakan bahan jenis Polyvinyl Chloride (PVC). Pipa PVC ini dibagi menjadi dua fungsi yaitu fungsi pertama sebagai pipa tempat aliran air dengan ukuran diameter pipa sebesar  10.16  cm  dan  6.35  cm  dan  fungsi  yang kedua sebagai nozzle dengan ukuran diameter sebesar 3.81 cm. Khusus pada bagian nozzle ada penambahan bahan reducer pipa yang dilengkapi dengan watermur . Rumah turbin yang dibentuk menggunakan bahan berupa PVC dan akrilik yang dapat dibuka tutup untuk pengaturan jarak nozzle . Generator yang digunakan memiliki tipe Direct Current (DC). Penyambungan poros turbin pelton dengan poros generator menggunakan timing-belt tipe Optibelt ZR 300L . Untuk poros dan bearing yang digunakan memiliki tipe poros SC45-D sedangkan bearing memiliki ukuran 6204-2RS dengan dudukan model omega. Lampu LED dijadikan sebagai beban untuk penelitian ini. Peralatan pengujian yang digunakan pada penelitian ini adalah penggaris untuk menentukan jarak pada nozzle terhadap sudu turbin, tachometer digital tipe Sanfix DT-2234L untuk membaca putaran poros turbin dalam satuan rpm dan multimeter tipe Heles  SP-38D untuk membaca tegangan listrik dalam satuan Volt-DC dan arus listrik dalam satuan Ampere.
Metode Penelitian Metode  penelitian  yang  dilakukan  merupakan hasil lanjutan dari penelitian perancangan dan  pembangunan  PLTMH  skala  laboratorium (Kurniawan, 2016) sebelumnya.Penelitian ini dapat dijelaskan secara terperinci pada sub bab - sub bab berikut ini
Persiapan Instalasi Eksperimen Proses instalasi PLTMH skala laboratorium telah dipersiapkan pada penelitian sebelumnya. Instalasi PLTMH  tersebut  dapat  dilihat  pada  Gambar  1
Tabel 1.  Spesifikasi instalasi PLTMH skala laboratorium.
No Parameter Nilai 1. Debit Aliran 2.85 l/s 2. Kecepatan aliran 2.5 m/s 3. Head elevasi 3.5 m 4. Elevasi bak reservoir 0.75 m
berikut,  dan  spesifikasi  instalasi  PLTMH  skala laboratorium dapat dilihat pada Tabel 1.
Persiapan pada penelitian ini adalah penentuan parameter pengujian nozzle berupa posisi dan jarak semprotan nozzle dari sudu turbin yang dilanjutkan pembuatan nozzle dengan dimensi panjang berdasarkan variasi jarak terhadap posisi sudu turbin. Pembuatan nozzle yang digunakan untuk proses pengujian ini memiliki bentuk geometri seperti pada Gambar 2 berikut.
Bentuk geometri nozzle tersebut akan mengalami penyempitan pada bagian ujung dengan adanya penambahan reducer yang dilengkapi dengan watermur. Hal ini bertujuan untuk membuat kecepatan aliran air yang keluar dari nozzle semakin besar sehingga, mampu mebuat sudu turbin pelton berputar.
Pengujian dan Analisis Hasil Pengujian Nozzle Parameter posisi nozzle yang digunakan untuk pengujian performa turbin pelton mengambil tiga variasi posisi yaitu pada posisi pertama adalah horizontal sebelah kanan sisi bawah poros turbin, posisi kedua adalah vertikal ke bawah, dan posisi ketiga pada horizontal sebelah kiri sisi atas poros turbin. Parameter jarak nozzle menggunakan lima variasi yaitu 24 cm, 23 cm, 22 cm, 21 cm, dan 20 cm, pada posisi ujung nozzle terhadap posisi sudu turbin. Posisi dan jarak nozzle yang digunakan tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.
Pada saat nozzle mengeluarkan aliran air ke dalam sudu turbin pelton tersebut, maka data yang akan diambil berupa data putaran poros dengan satuan rpm. Mekanisme pengambilan data tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.
Proses pengambilan data dibagi menjadi dua bagian yaitu pengambilan data disaat putaran poros turbin pelton tanpa beban dan dengan beban. Beban yang digunakan berupa lampu LED. Pada putaran turbin pelton tanpa beban data yang diambil
hanya berupa data putaran poros turbin tanpa adanya penyambungan dengan poros generator. Pada putaran turbin pelton dengan beban, data yang diambil berupa data putaran poros turbin beserta dengan tegangan dan arus listrik yang dihasilkan. Data diambil saat kondisi poros turbin pelton disambungkan dengan poros generator menggunakan timing belt , sehingga putaran poros turbin mampu menggerakkan poros generator. Data putaran poros dapat diambil menggunakan alat tachometer , di mana tachometer diarahkan
Gambar 1. Instalasi sistem pengujian PLTMH skala laboratorium.
Keterangan : 1. Pompa 2. Pipa penyalur 2 inchi 3. Pipa penghubung 2 inchi 4. Bak / reservoir 5. Rangka bak / reservoir 6. Valve 4 inchi 7. Pipa 4 inchi
8. Reducer 4 x 3 inchi
9. Reducer tee “y” modifikasi 3 inchi
10. Rangka siku 11. Valve 3 inchi 12. Turbin pelton
13. Bak / reservoir bawah
Gambar 2. Bentuk nozzle yang dibuat.
Gambar 3. Posisi dan jarak nozzle .
Gambar 4. Proses pengambilan data putaran poros.
Kurniawan, et al.
menuju putaran poros turbin yang bergerak. Saat poros tersebut berputar maka data putarannya dapat terbaca di alat tachometer tersebut. Proses pengambilan data dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan dan diambil hasil rata-ratanya beserta standar deviasinya. Putaran generator
mengakibatkan adanya aliran arus dan tegangan yang masuk ke dalam beban yang terpusat pada  lampu  LED.  Mekanisme  pengambilan  data tegangan dengan satuang Volt-DC dan arus listrik dengan satuan Ampere tersebut menggunakan alat multimeter . Mekanisme pengambilan tegangan
Posisi  Jarak nozzle Putan rotor tanpa beban (rpm) (cm) Pengukuran 1  Pengukuran 2  Pengukuran 3  Rata-rata  Standar Deviasi 20  292 285 310 296 12.9 21  239 244 254 246 7.6 1 22  250 262 260 257 6.4 23  260 270 274 268 7.2 24  270 278 278 275 4.6 20  235 246 267 249 16.3 21  215 239 254 236 19.7 2 22  240 245 251 245 5.5 23  242 252 258 251 8.1 24  270 274 278 274 4.0 20  238 245 247 243 4.7 21  231 223 227 227 4.0
3 22  232 236 243 237 5.6 23  236 241 243 240 3.6 24  235 240 244 240 4.5
Tabel 2. Hasil pengujian putaran poros tanpa beban.
Gambar 5. Mekanisme pengambilan data tegangan dan arus listrik.
Gambar 6. Grafik hubungan jarak dan posisi nozzle terhadap putaran poros tanpa beban.
dan arus listrik dapat dilihat pada Gambar 5. Hasil data tegangan dan arus listrik yang didapatkan, digunakan untuk menentukan besaran daya yang dihasilkan.

## Hasil dan Pembahasan
Hubungan Jarak dan Posisi Nozzle terhadap Putaran Poros Tanpa Beban Pengujian posisi dan jarak nozzle dilakukan dengan menggunakan dua pengujian yaitu pengujian tanpa beban dan pengujian dengan beban. Pada pengujian tanpa beban hasil pengujiannya dapat
dilihat pada Tabel 2, sedangkan hubungan antara jarak dan posisi nozzle terhadap putaran poros sudu turbin tanpa beban dapat disajikan pada grafik Gambar 6.
Berdasarkan Gambar 6 dapat dilihat bahwa putaran poros pada posisi nozzle pertama, kedua, dan ketiga memiliki bentuk tipe grafik yang sama. Grafik tersebut mengalami kondisi turun naik pada putaran poros seiring dengan perubahan jarak nozzle terhadap sudu turbin pelton. Pada posisi pertama dengan jarak 20 cm dari sudu menghasilkan putaran poros tertinggi yaitu sebesar 296 rpm. Pada posisi kedua dengan jarak 24 cm menghasilkan putaran poros tertinggi yaitu sebesar 274 rpm.
Posisi  Jarak nozzle Putan rotor tanpa beban (rpm) (cm) Pengukuran 1  Pengukuran 2  Pengukuran 3  Rata-rata  Standar Deviasi 20 `271 267 273 270 3.1 21 235 240 244 240 4.5 1 22 242 236 250 243 7.0 23 258 264 268 263 5.0 24 260 264 266 263 3.1 20 197 213 205 205 8.0 21 226 227 234 229 4.4 2 22 228 239 241 236 7.0 23 252 260 264 259 6.1 24 260 262 265 262 2.5 20 199 210 204 204 5.5 21 214 220 228 221 7.0 3 22 228 230 238 232 5.3 23 230 234 239 234 4.5 24 233 236 239 236 3.0
Tabel 3. Hasil pengujian putaran poros dengan beban.
Gambar 7. Grafik hubungan jarak dan posisi nozzle terhadap putaran poros dengan beban.
Kurniawan, et al.
Posisi ketiga dengan jarak 20 cm menghasilkan putaran poros tertinggi yaitu sebesar 243 rpm. Hasil ini menempatkan posisi pertama menghasilkan putaran poros tertinggi dibandingkan dengan posisi yang  lainnya.  Kondisi  ini  dapat  diilihat  dari  aliran semprotan air yang keluar dari nozzle pada posisi pertama lebih besar. Besarnya semprotan air yang keluar ini dipengaruhi oleh faktor jumlah elbow yang digunakan pada setiap posisi. Jumlah elbow tersebut mempengaruhi aliran air yang mengalir pada pipa. Pada posisi pertama jumlah elbow yang ada  sebanyak  3  buah  lebih  sedikit  dibandingkan dengan posisi yang lain (posisi kedua dan ketiga) di mana kedua posisi ini memiliki jumlah elbow sebanyak 4 buah. Pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa banyaknya jumlah elbow yang digunakan maka akan menyebabkan gesekan antara air yang mengalir dengan media alirannya yaitu pipa semakin besar, dan membuat tekanan pada  aliran  air  akan  semakin  kecil.  Kejadian  ini akan menghasilkan lossses pada air yang mengalir menuju nozzle semakin besar. Grafik putaran poros pada kondisi jarak semprotan nozzle terhadap sudu turbin dari 20 cm ke 21 cm pada semua posisi mengalami tren penurunan diakibatkan karena adanya pengaruh aliran air yang keluar dari nozzle yang tidak terkena sudut yang tepat pada sudu turbin dengan kata lain posisi antara air yang keluar dari nozzle dengan posisi sudu turbin kurang tepat, sehingga banyak air yang terbuang tanpa mampu menggerakkan sudu turbin tersebut.
Hubungan Jarak dan Posisi Nozzle terhadap Putaran Poros dengan Beban Pengujian selanjutnya yang dilakukan adalah putaran poros sudu turbin dengan adanya
beban. Beban yang dimaksudkan adalah adanya sambungan antara poros turbin pelton, dan poros generator oleh timing-belt dan dari generator disambungkan dengan beban berupa lampu LED. Hasil pengukuran tersebut dapat dilihat pada Tabel 3 dan Gambar 7 berikut Berdasarkan Gambar 7 hasilnya dapat dibandingkan dengan kondisi yang terjadi pada putaran poros turbin tanpa beban pada Gambar 6. Hasil putaran poros semakin menurun akibat adanya beban, karena daya tarik poros selain menggerakkan poros turbin juga menggerakkan poros generator. Pada posisi pertama putaran poros yang dihasilkan tertinggi pada jarak 20 cm sebesar 270 rpm. Posisi kedua putaran poros yang dihasilkan tertinggi pada jarak 24 cm sebesar 262 rpm, sedangkan pada posisi ketiga didapatkan putaran poros tertinggi pada jarak 24 cm sebesar 236  rpm.  Meskipun  dengan  adanya  penambahan beban  posisi  grafik  pada  Gambar  6  di  atas  tidak berubah dengan Gambar 5 sebelumnya, di mana pada Gambar 6 posisi pertama masih menghasilkan putaran poros yang lebih tinggi dibandingkan dengan posisi  yang  lainnya.  Namun,  perlu  dicermati  pada Gambar 7 bahwa kondisi putaran poros dengan jarak 20 cm untuk posisi kedua dan ketiga ketika dengan beban dibandingkan tanpa beban pada Gambar 6 terjadi perbedaan yang signifikan. Pada Gambar 6 sebelumnya dapat dilihat bahwa pada saat jarak ke 20 cm menuju jarak 21 cm putaran poros mengalami penurunan, sedangkan pada Gambar 7 mengalami peningkatan. Perbedaan ini terjadi disebabkan pada saat pengukuran dengan beban lebih lanjut timing-belt yang menghubungkan poros turbin dengan poros generator tidak diukur terlebih dahulu tingkat kekencangannya sehinga
Posisi Jarak nozzle (cm) Tegangan (Volt-DC) Arus (Ampere) Daya (Watt) 20 49 2.10 102.9 21 46 1.50 69.0 1 22 48 1.80 86.4 23 50 2.50 125.0 24 49 2.00 98.0 20 47 1.80 84.6 21 45 1.50 67.5 2 22 46 1.50 69 23 50 2.45 122.5 24 48 2.00 96.0 20 40 1.50 60.0 21 39 1.00 39.0 3 22 41 1.40 57.4 23 44 1.60 70.4 24 46 1.70 78.2
Tabel 4. Hasil pengujian tegangan, arus listrik, dan perhitungan daya.
mengakibatkan putaran poros turbin dengan putaran generator tidak tersinkronisasi dengan baik
Hubungan Jarak dan Posisi Nozzle terhadap Daya Listrik Putaran poros turbin dengan beban mampu menghasilkan daya listrik. Daya listrik tersebut berasal dari hasil perkalian antara data tegangan (Volt-DC) dengan data arus listrik (Ampere) yang terbaca pada alat ukur multimeter . Pengukuran data tegangan dan arus pada multimeter dilakukan sebanyak tiga kali, dan data yang ditampilkan pada Tabel 4 merupakan data hasil rata-rata dari proses pengukuran tersebut, untuk mengetahui daya listrik yang dihasilkan.
Berdasarkan Gambar 8 di atas dapat diketahui daya listrik maksimum yang dihasilkan pada setiap posisi. Posisi pertama dengan jarak 23 cm mampu menghasilkan daya listrik sebesar 125 Watt. Posisi kedua  dengan  jarak  23  cm  mampu  menghasilkan daya listrik sebesar 122.5 Watt. Pada posisi ketiga dengan jarak 24 cm mampu menghasilkan daya listrik sebesar 78.2 Watt. Jarak untuk menghasilkan daya  listrik  yang  optimum  sebesar  23  cm  dari sudu turbin pelton menghasilkan putaran poros turbin  sebesar  263  rpm.  Hal  ini  dapat  dianalisis bahwa apabila jarak yang terlalu dekat seperti pada  data  yang  ada  di  Tabel  3  dan  Gambar  7  di mana diketahui bahwa putaran poros turbin pada posisi pertama dengan jarak 20 cm menghasilkan putaran poros maksimum sebesar 270 rpm belum mampu menghasilkan daya listrik yang tinggi. Hal ini disebabkan oleh arah aliran air semprotan yang keluar dari nozzle tidak terlalu tepat mengenai titik optimum pada sudu turbin yang menyebabkan
putaran sudu turbin tidak bergerak dengan cepat, selain itu juga akan mengakibatkan banyaknya air yang terbuang dengan sia-sia dan tidak dapat dimanfaatkan secara maksimum. Hal ini juga berlaku pada jarak nozzle yang terlalu jauh dari sudu turbin yang mengakibatkan daya listrik yang dihasilkan kurang maksimum.
Hasil ini juga menunjukkan bahwa posisi pertama yaitu posisi horizontal di sisi sebelah kanan sudu turbin mampu menghasilkan daya listrik yang tinggi sesuai dengan putaran poros rotor yang tinggi pula. Apabila dibandingkan dengan data literatur (Rantererung et al , 2016) yang digunakan dapat dibuktikan bahwa posisi nozzle horizontal mampu menghasilkan daya listrik yang lebih besar dibandingkan dengan posisi vertikal. Selain itu, grafik daya listrik menunjukan jika pada posisi pertama nozzle dengan posisi kedua nozzle memiliki  kedekatan  garis  grafik,  sedangkan  pada posisi ketiga lebih jauh dibandingkan dengan dua posisi sebelumnya. Hal ini diakibatkan posisi ketiga nozzle dengan arah horizontal di posisi sebelah kiri atas dari pusat poros turbin memiliki luas area semprotan lebih kecil sehingga hanya mampu menggerakkan sedikit sudu turbin pelton, karena aliran air tersebut akan langsung jatuh secara gravitasi ke bawah, sedangkan pada posisi nozzle secara vertikal memiliki luas area semprotan yang lebih besar sehingga mampu menggerakkan sudu turbin pelton lebih banyak dibandingkan dengan arah horizontal pada posisi sebelah kiri atas dari poros sudu turbin. Pengaruh dari arah sudu turbin juga mempengaruhi, di mana arah sudu turbin yang digunakan berlawanan arah jarum jam, dan mengarah ke nozzle sehingga usaha yang dilakukan
Gambar 8. Grafik hubungan jarak dan posisi nozzle terhadap daya listrik (Watt).
Kurniawan, et al.
nozzle untuk mengalirkan air menuju sudu turbin tidak terlalu banyak hambatan, sedangkan pada posisi nozzle horizontal sebelah kiri sisi atas poros turbin (posisi ketiga) turbin memiliki usaha yang sedikit maksimal dibandingkan dengan posisi lainnya, karena posisi yang bersangkutan berada pada posisi berlawanan arah terhadap posisi sudu turbin. Hal ini, terlihat dari hasil tegangan dan arus listrik yang terbaca pada multimeter, dengan kata lain hasil perkalian antara data tegangan dan arus listrik menghasilkan data daya yang kurang maksimum.

## Simpulan
Penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa posisi dan jarak nozzle juga mempengaruhi daya turbin pelton. Performa turbin pelton untuk menghasilkan putaran poros turbin dan daya listrik yang maksimum terjadi pada posisi horizontal sebelah kanan sisi bawah dari poros turbin dengan jarak nozzle sebesar  23  cm  dari sudu turbin, di mana dengan putaran poros turbin sebesar 263 rpm mampu menghasilkan daya listrik sebesar 125 Watt.

## Ucapan Terima Kasih
Peneliti mengucapkan terima kasih kepada Kemenristek Dikti terhadap biaya Penelitian Dosen Pemula Tahun Anggaran 2016.

## Daftar Pustaka
Kurniawan,  Y  dan  E.  Prayogi.  2016.  Analisis Pengaruh  Jumlah  dan  Diameter  Nozzle  Serta Sudut Blade terhadap Putaran dan Daya Turbin Pelton  pada  PLTMH  Skala  Laboratorium. Prosiding  Seminar  Nasional  Teknik  Mesin  Ke- 11:  Mewujudkan  Kemandirian  Energi  Melalui Inovasi  di  Bidang  Teknik  Mesin,  Universitas Kristen Petra, Surabaya, Agustus 4, 2016. p 65- 67.
Prasetyo,  E.,  R.  Hermawan,  A.  Syafitri  dan  Y. Kurniawan. 2013. Optimasi Perancangan Turbin Pelton  pada  Sistem  Mikrohidro.  Prosiding Seminar  Material  Metalurgi:  Peningkatan Nilai  Tambah  Sumber  Daya  Mineral  Menuju Kemandirian  Industri  Metalurgi  dan  Material Nasional, Pusat Penelitian Teknologi (Puspitek) LIPI Tangerang, November 27, 2013. p 131.
Rantererung, L.C., S. Soeparman, R. Soenoko and S. Wahyudi.2016. Dual Nozzle Cross Flow Turbine as an Electrical Power Generation. ARPN  Journal  of  Engineering  and  Applied Sciences Vol.11 (1): 15-19.
Stamatelos, F.G., J.S. Anagnostopoulos and D.E. Papantonis.2011.Performance  Measurements on  a  Pelton  Turbin  Model.  Proceedings  of  the Institution  of  Mechanical  Engineers,  Part  A: Journal of Power and Energy Vol.225: 351-362. Zhang,  Zh.2009.Inlet  Flow  Condition  and  the  Jet Impact Work in a Pelton Turbine. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy 2009 Vol.223: 589-596.