Turbin Kaplan: Pengertian dan Cara Kerjanya
Turbin kaplan adalah turbin dengan sudu-sudu berbentuk baling-baling yang dapat diatur untuk mendapat efisiensi maksimal sesuai dengan besar-kecilnya aliran dan level ketinggian air.
Sejatinya, turbin kaplan merupakan pengembangan dari turbin francis, pengembangannya dilakukan pada tahun 1913 oleh ilmuwan asal Austria yang bernama Viktor Kaplan. Turbin kaplan juga termasuk ke dalam jenis turbin reaksi.
Keistimewaan lainnya, turbin kaplan dapat diaplikasikan pada head (tinggi jatuhnya air) yang rendah, yaitu bekisar 10 – 70 meter, tetapi dengan aliran air yang besar. Maka dari itu, turbin ini cocok digunakan dalam pembangkit listrik tenaga air sungai.
Desain Turbin Kaplan
Baling-baling Pemandu (Inlet Guide Vanes) adalah sebuah baling-baling yang mengatur besar-kecilnya aliran air yang masuk ke turbin.
Ketika posisi tertutup maka akan sepenuhnya menghentikan aliran air yang menuju ke turbin, begitu pula sebaliknya. Dengan adanya baling-baling pemandu, membuat efisiensi menjadi lebih baik lagi.
Sudu-sudu rotor (blades) pada turbin kaplan memiliki bentuk baling-baling. Selain itu, sudu-sudu tersebut dapat disesuaikan (adjustable blades). Ketika aliaran air kecil maka sudu-sudu lebih merapat, sedangkan saat aliran air besar maka akan merenggang.
Nose cone yang berada pada ujung turbin dibuat secara khusus supaya memiliki hidro-dinamis. Gunanya untuk menghindari rope vortex, yaitu terjadinya pusaran air yang berlebihan sehingga mengganggu mekanisme turbin.
Draft tube juga memiliki peran yang signifikan. Meskipun secara langsung tidak melakukan gerakkan, tetapi bentuk dari draft tube disesuaikan sedimikan rupa sehingga dapat mengekstrak energi kinetik yang tersisa dari aliran dengan mengurangi tekanan air setelah rotor.
Poros (shaft) berfungsi untuk mentransmisikan putaran atau energi mekanik dari turbin ke generator.
Prinsip Kerja Turbin Kaplan
Alur aliran air pada turbin Kaplan sedikit berbeda dari turbin lainnya. Pada turbin kaplan, air dialirkan ke turbin secara radial dan masuk melalui samping (baling-baling pemandu).
Baling-baling pemandu dengan cepat mengambil air melalui putaran 90° sehingga dapat mengenai sudu-sudu secara aksial.
Air kemudian mengalir ke bawah sehingga air dapat memutar sudu-sudu turbin. Cara kerja seperti ini biasa disebut sebagai turbin reaksi.
Setelah turbin berputar, energi mekanik pun tercipta. Selanjutnya, putaran atau energi mekanik turbin ditransmisikan untuk memutar generator dan terciptalah energi listrik.
