Bab 05 Design for Civil Structure defa.rtf

8/17/2019 Bab 05 Design for Civil Structure defa.rtf

1/84

Bab 5 DISAIN UNTUK KONSTRUKSI SIPIL

5.1 Dam intake

5.1.1 Tipe-tipe dasar dam intake

Terdapat beberapa jenis tipe dasar dam intake.

Dan beton graviti

Dam beton mengapung

Dam tanah

Dam urugan batu

Dam pasangan batu basah

Dam batu bronjong

Dam batu bronjong diperkuat beton

Dam ranting kayu

Dam kayu

Dam bingkai kayu dengan kerikil


2/84

Table 5.1.1

Tipe

dasar dam intake ntk pemban!kit listrik tena!a air skala

ke"il

dan k#ndisi aplikasin$a

Tipe

Garis Besar Gambar

Kondisi aplikasinya

Dam Beton

Beton digunakan untuk mengkonstruksiFondasi: pada prinsipnya, lapisan

graviti

bangunan secara keseluruhan.

batu


3/84

Kondisi sungai: tidak dipengaruhi

oleh kemiringan,

keluaran air atau

tingkat beban


4/84

sedimen

Kondisi intake: penampilan yang

baik, intake eisien

Dam beton

Bagian iniltrasi yang diperpanjang dari

Fondasinya: pada prinsipnya,

mengapung

ondasinya dengan diputus, dll. !ntuk


5/84

kerikil

menyempurnakan penampilannya.Kondisi sungai: tidak dipengaruhi

oleh kemiringan,

keluaran air atau

tingkat beban

sedimen


6/84

Kondisi intake

: penampilan yang

baik, intake eisien

Dam tanah

Tanah "earth# digunakan untuk bahan utamaFondasi: bervariasi dari

dan penggunaan dari batu gosong dan

tanah "earth#

dinding utama tergantung dari kondisi jika

sampai lapisan


7/84

diperlukan

batu

Kondisi sungai: aliran yang tidak

deras dan mudah

diatasi bila terjadi

banjir


8/84

Kondisi intake: eisiensi intake

yang baik

dikarenakan

penampilan yang


9/84

baik jika

dikerjakan dengan

hati $hati

Dam urugan

Kerikil digunakan sebagai bahan utama dariFondasi: berbagai jenis tanah

batu

bangunannya. %enggunaan dari dinding

"earth# sampai

utama

tergantung dari kondisi jikaKondisi sungai

lapisan batu

diperlukan

: sungai dimana dam

tanah dapat hanyut


10/84

jika menggunakan

keluaran air yang

normal

Kondisi intake

: keterbatasan


11/84

penggunaan sungai

karena eisiensi

intake yang rendah


12/84

Dam pasangan%engisian ruang dengan kerikil danFondasi: berbagai jenis

batu basahsemen,dll.

tanah "earth#

sampai lapisan

batu

Kondisi sungai: tidak dipengaruhi

oleh kemiringan,


13/84

keluaran air atau

tingkat beban

sedimen

Kondisi intake: penampilan yang

baik dan intake

yang eisien


14/84

Dam batuBatu belah dibungkus dengan jarring logam

Fondasi: berbagai jenis

bronjonguntuk menyempurnakan kesatuannya.

tanah "earth#

sampai lapisan

batu

Kondisi tanah: sungai dimana


15/84

dam urugan batu

bisa hanyut dengan

menggunakan

keluaran air yang

normal

Kondisi intake: keterbatasan


16/84

penggunaan sungai

karena eisiensi

intake yang rendah

Dam batu%enguatan permukaan batu bronjong denganFondasi

: berbagai jenis

bronjong beton.

tanah sampai

diperkuat

lapisan batu

beton

Kondisi sungai: sungai dimana

jaring logam dapat


17/84

mengalami

kerusakan jika

aliran sungai

terlalu deras

Kondisi intake: dapat diterapkan

jika eisiensi intake


18/84


19/84

Kondisi sungai: pengikisan terjadi

jika terdapat banjir.

Kondisi intake

: pada bagian dengan

volume intake

yang rendah atau

intake dari aliran


20/84

" stream# sampai

suplemen untuk

sungai di musim

kemarau


21/84

Dam kayu

Dam dengan menggunakan kayu.

Fondasi

: berbagai jenis

tanah "earth#

sampai lapisan

batu.

Kondisi sungai: aliran yang tidak

deras dengan

pergerakan


22/84

sedimen yang

rendah.

Kondisi intake

: suatu tingkat dari

eisiensi intake

dalam keadaan

yang aman jika

permukaannya


23/84

dilapisi, dll.

Dam bingkai

Didalam rame kayu diisi dengan kerikil

Fondasi: berbagai jenis

kayu denganuntuk meningkatkan stabilitasnya.

tanah "earth#

kerikil

sampai lapisan

batu.

Kondisi sungai: sungai dimana dam

urugan kerikil

dapat hanyut jika


24/84

menggunakan debit

air yang normal

Kondisi intake: keterbatasan

penggunaan bagian

air sungai karena

eisiensi intake

yang rendah


25/84

5.1.% &emtskan ketin!!ian dam

&eperti volume dam adalah proposional ke persegi dari tingginya, adalah penting untuk

memutuskan ketinggian dam dalam hal meminimalkan kondisi'kondisi berikut kedalam

pertimbangan.

"(# Kondisi yang membatasi ketinggian saluran

!ntuk menentukan ketinggian dam, adalah perlu untuk mempertimbangkan kondisitopograi dan geologi dari rute saluran yang akan digunakan sebagai tambahan bahan

pertimbangan pada lokasi konstruksi dam.

")# Kemungkinan kenaikan dasar sungai dibagian hilir

Ketinggian dam untuk pembangkit listrik skala kecil pada umumnya rendah, ada

perhatian bah*a ungsi normalnya dapat terganggu oleh naiknya dasar sungai di bagian

hilir.

Kemiringan sungai yang tidak terlalu curam dengan tingkat perubahan + pergerakan

sedimen yang cukup tinggi

Keberadaan check dam yang tidak terisi penuh, dll. di bagian hilir dari dam intake yang

direncanakan.


26/84

Keberadaan dari lokasi yang rusak di bagian hilir yang cenderung akan berlanjut

mengalami kerusakan di kemudian hari.

Keberadaan bagian sempit di daerah hilir yang akan menghalangi jalannya aliran

sedimen dan+atau sampah kayu.

Kondisi untuk memindahkan sedimen dari depan dam dan bak pengendap dengan

metode intake "intake tyrolean dan intake sisi#

Diba*ah keadaan normal, ketinggian dari dam harus direncanakan untuk melebihkan

nilai perhitungan dengan metode berikut untuk memastikan kemudahan dalam

memindahkan sedimen dari depan dam dan bak pengendap.

ntake sisi

%ada kasus intake sisi, kasus berikut "a# atau "b#, yang mana saja lebih tinggi, diadopsi.

Tinggi dam "D(# ditentukan dalam hubungan dengan elevasi dasar dari pintu

pemeriksaan dari dam intake

D( - d( h

Tinggi dam "D)# ditentukan dengan kemiringan dasar dari bak pengendap D) - d) h

/ "ic $ ir #

Dimana,

d( : Tinggi dari dasar pintu pemeriksaan ke dasar dari pintu pemasukan air "biasanya 0.1

$ (.0 m#

d) : %erbedaan antara dasar dari pintu pemeriksaan dari bak pengendap dasar sungai

pada lokasi yang sama "biasanya sekitar 0.1 m#

hi : Kedalam air dari pintu pemasukan air "biasanya ditentukan untuk membuat

kecepatan aliran masuk mendekati 0.1 $ (.0 m+det#

/ : %anjang bak pengendap "/ihat Bab 1'1.2 dan Gambar 1.2.(#

ic : Kemiringan dari dasar bak pengendap "biasanya sekitar (+)0 $ (+20# ir : Kemiringan

sungai sekarang.


27/84

nlet /

hi

ic d(

ir

d)

Gambar 1.(.( %otongan dari intake sisi dan dam

ntake tyrolean

ntake tyrolean dimana air diambil dari asumsi dasar bah*a didepan dam diisi dengan

sedimen dan oleh karena itu, ketinggian dam ditentukan dengan kasus D) untuk intake

sisi.

D) - d) hi / "ic $ ir #

nlet /

D)

hi

ic

ir

d)


28/84

Gambar.1.(.) %otongan dari intake tyrolean dan dam

"3# %engaruh pada pembangkitan daya listrik

%ada sebuah lokasi dimana penggunaan ketinggian kecil atau dimana dirancang untuk

mengamankan ketinggian dengan sebuah dam, ketinggian dam secara signiikan

mempengaruhi tingkat pembangkitan energi listrik. Berdasarkan hal tersebut, adalah

perlu untuk menentukan ketinggian dam pada lokasi seperti itu dengan membandingkan

perubahan yang diharapkan dari kedua biaya konstruksi dan pembangkitan energi listrik

karena perbedaan dari ketinggian dam.


29/84

"1# %engaruh dari air di bagian belakang

Ketika jalan, tanah pemukiman, pertanian dan jembatan, dll. ada di area yang elevasinya

lebih rendah di bagian hulu dari sebuah lokasi dam intake yang direncanakan, adalah

perlu untuk menentukan ketinggian dam untuk mencegah banjir karena air di bagian

belakang. Terutama sekali pada sebuah lokasi dengan ketinggian dam tinggi, tingkat

pengaruh pada penampakan diatas harus diperiksa dengan menghitung air di bagian

belakang atau metode lainnya.

5.% Intake

5.%.1 &et#de Intake

Terlepas dari metode intake sisi yang biasa, ada beberapa jenis metode intake sederhana

dimana bertujuan pada pengurangan ketinggian dan menghilangkan pintu intake "dalam

hal ini mengacu pada seperti metode intake tyrolean# untuk sebuah pembangkit listrik

tenaga air. Dua jenis contoh ditulis diba*ah.

•Tipe &aringan

•Tipe Tanpa &aringan

Detail dari dua tipe ini ada pada Tabel 1.).(

T

ab

e

l

5.%.1 '#nt#( Tipe dari &et#de Intake T$r#lean

4etode ntake

Garis Besar Gambar

Karakteristik

Keuntungan dan 4asalah yang ditemui

berdasarkan survey di lapangan


30/84

Ti p

e&ar in

gan

•

5i

k

a

se

bu

a

h

sa

ri

n

g

an

d

i

p

asa

n

g

u

n

tu

k

m

e

n

ut

u p

s

e

ba

g

i

a

n

6K

e

u

nt

un

g

a

n 7

besar saluran sungai, adalah memiliki daya tahan yang• &ebuah pintu pengecekan dari dam intake dapat

tinggi terhadap luktuasi dasar sungai. &ebuah intake

dihilangkan.

yang cukup lebar dapat mengambil (00 8 intake dari air • &ebuah asilitas intake yang lengkap cocok untuk

sungai. Kelebihan aliran dapat terjadi karena daun'daun

sebuah sungai yang sempit dan deras.

yang jatuh, dll. mengumpul pada permukaan saringan,• ntake yang stabil memungkinkan untuk mengatasi

lebar saringan harus memiliki lebar yang cukup.

perubahan dasar sungai bagian hilir.


31/84

K

a

p

a

sit

a

s

p

e

ng

e

n

d

a

pa

nd

a

ri

da

m

b

e

r h

u

b

un

ga

n

d

e

ng

a

n

a

r

u

s

pe

n

g

e

nd

a

p

a

n juga harus dianalisa.

6 %ermasalahan 7

• Tipe ini umum dipakai dan

nilai intake secara umum

• %ada saat banjir atau air mengalir, endapan dan

0.( $ 0.2 m2+det per unit lebar di dasarkan pada sebuah

sampah mengalir di saluran.

sudut batang yang dipasang hingga 20°, sebuah jarak

• &ebuah saringan yang tersumbat oleh kerikil, dll,

antar bidang batang )0 $ 20 mm dan sebuah panjangdibutuhkan banyak tenaga untuk membersihkannya.

batang yang kira'kira ( m.


32/84

Ti p

eTan pa

•

9li

r a

n

a

ir b

i

a

s

a

ny

a

m

eng

a

li

r

m

el

a

l

u

i

b

ag

i

a

n

at

a

s

d

a

m6

K

e

u

n

tu

n

gan#

&aringan

dan kemudian menuju bak pengendap melalui saluran

• &ebuah asilitas intake yang lengkap sesuai untuk

intake yang diletakkan memotong saluran sungai dan

sungai yang sempit atau deras.

berada di sepanjang ambang akhir "pembelokan#.• ntake yang stabil memungkinkan untuk mengatasi

Dengan kenaikan debit sungai, maka aliran air akan

perubahan dasar sungai bagian hilir.

mengalir ke ambang akhir dan menjadi

suatu aliran

• &edimen dan sampah dikeluarkan secara alami pada

yang cepat menuju ke ambang akhir, hal ini

saat banjir.


33/84

m

e

n

y

e b

a

b

k

a

nti

d

a

k

m

un

gk

i

n

te

rj

a

d

i

ba

n

ji

r p

ad

a

i

n

ta

k

e

.

9

k

a

nt

e

t

a

pi,

ji

k

a

sedimen yang tersimpan di saluran

6 %ermasalahan 7

intake dapat hanyut melalui air terjun di ambang akhir,• Banyak sekali sedimen dan sampah yang mengalir

maka pera*atan dari saluran intake menjadi lebih

melalui saluran.

mudah. Karena

bagan dari

tipe ini

mempunyai

• %enggosokan secara rutin pada bak pengendap

kesamaan dengan bagian pada tipe tipe saringan,sangat diperlukan.

ketiadaan dari saringan berarti pengurangan biaya


34/84

p

e

ra*atan dan tenaga kerja untuk mera*at saringan.


35/84

5.%.% P#in-p#in pentin! ntk mendisain intake

%rinsip


36/84

9ngularity aunch ;ounded

f - 0.1

f - 0.)1 - 0.( "round#

' 0.) "orthogon#

Bellmouth

%rotrudingθ

f - 0.01 $ 0.0(

f - 0.(

f - 0.1 0.2 cosθ

0.) cos)θ

Gambar.1.).(

Koeisien dari aliran yang berkurang pada berbagai bentuk

pemasukan.


37/84

dimana,

D, d: perbandingan antara aliran atas dan aliran ba*ah dari aliran kontraksi ketika, d 66

D,


38/84

5.) Bak pen!endap

Bak pengendap tidak hanya mempunyai struktur yang hanya mampu untuk

menempatkan dan memindahkan sedimen yang ukurannya lebih besar dari ukuranminimum yang dapat merusak turbin, dll. tetapi juga suatu saluran pelimpah untuk

menjaga agar debit air yang berlebih tidak mengalir ke saluran air. Konigurasi dasar

dari bak pengendap diilustrasikan di ba*ah ini.

Dam

ntake

&toplog

&pill*ay

Flushing gate

b B

(.0

).0

<o

n

duit

sect

ion

&

et

tli

n

g

se

ct

io

n

～

ｃ

ｍ

(1

A

id

eningsection

Bsp

ntake


39/84

(0

hi

hs

hsp(1cm

eadrace

&toplog

h0


40/84

ic-(+)0～(+20


41/84

&ediment %it

Flushing gate

Ｌｃ

Ｌｗ

Ｌｓ

bi


42/84

Ｌ

Gambar 1.2.( Konigurasi dasar dari bak pengendap

;eerensiC

%ada bagian membujur, kedalaman aliran sama: ho(-×0.(／"&/s#0.1

: lihat ke E;e.1'(

&/s : kemiringan pada ujungakhir headrace ho)-E"α×d)#+"g×B)#(+2

α-(.(

d- Disain debit air "m2+s# g-H.?

B:/ebar eadrace "m# jika ho(6ho), ho-ho(

jika ho(≦ho), ho-ho)


43/84

&etiap bagian dari bak pengendap mempunyai ungsi sebagai berikut.

"(# Bagian penyalur

")# Bagian melebar:

"2# Bagian pengendap:

%anjang dari bak pengendap "/s# biasanya ditentukan berdasarkan sebuah margin untuk

menghitung dua kali panjang dengan menggunakan ormulanya.

l ≥

I

×hs /s - )×l

!

dimana,

l : %anjang minimum bak pengendap "m#

hs : Kedalam air bak pengendap "m# " 'lihat Gambar 1.2.(#

: kecepatan marginal pengendapan untuk endapan yang akan diendapkan "m+s#

!mumnya sekitar 0.( m+s untuk target ukuran butiran sekitar 0.1 $ ( mm.

: ;ata $ rata kecepatan aliran di bak pengendap "m+s#

%ada umumnya sekitar 0.2 m+s tetapi ditoleransi sampai 0.= m+s pada kasus dimana

lebar bak pengendap dibatasi.

I - d+"BJhs#d : desain debit "m2+s#

B : lebar bak pengendap "m#

"3# Tempat endapan:

9rea ini merupakan tempat penimbunan sedimen


44/84

"1# &pill*ay

&pill*ay mengalirkan aliran masuk bagian ba*ah dimana mengalir dari intake. !kurandari spill*ay akan diputuskan dengan persamaan berikut.

Ｑｆ-


45/84


46/84

Tabel 5.*.1 Tipe-tipe salran pemba+a ntk pemban!kit listrik tena!a air skala ke"il

Tipe

Gambar

Keuntungan dan %ermasalahanKekhasan strukturnya

&aluran terbuka

6 Keuntungan 7

• &aluran tanah sederhana

• ;elati murah

• 5alur saluran "jalur

• 4udah mengkonstruksinya

pasangan batu basah atau

6 %ermasalahan 7

kering, jalur beton#


47/84

• %agar &aluran " terbuat dari

• Kemungkinan aliran sedimen dari

kayu, beton atau tembaga#

lereng diatasnya• 5alur saluran berbentuk

• Tingginya tingkat jatuh daun $

lembaran

daunan, dll.

• &aluran berbentuk setengah

tabung "seperti pipa $pipa

yang berbelok 'belok, dll#


48/84

'1' (3 '

%ipa tertutup +

6 Keuntungan 7

• Tabung yang dipendam

saluran tertutup

• %ada umumnya volume pekerjaan

"ume, %I< or F;%4#

tanahnya besar.

• BoL culvert

• ;endahnya rata ' rata sedimen dan


49/84

• %agar

saluran

dengan

daun $ daunan yang jatuh ditutupnya.

saluran.

6 %ermasalahan 7


50/84

• &ulitnya mera*at dan meninjau

saluran, termasuk pembersihan dan

perbaikkannya.


51/84


52/84

Tabel 5.*.% Strktr dasar salran ntk pemban!kit listrik tena!a air skala ke"il

Tipe

Garis Besar Diagram

Keuntungan dan %ermasalahan

&aluran tanah

6 Keuntungan 7

sederhanan

• 4udah dikonstruksi

• 4urah


53/84

• 4udah diperbaiki

6 %ermasalahan 7

• 4udah mengalami kerusakan pada

dindingnya

• Tidak dapat diterapkan pada tanah

n-0.020

yang tinggi tingkat permeabelnya

"permeable - mudah ditembus air#


54/84

• &ulit untuk membersihkan timbunan

sedimennya.

&aluran lajur

6 Keuntungan 7

"batu dan batu

• Konstruksinya relati mudah

keras#

• Dapat dibangun dengan


55/84

menggunakan bahan ' bahan lokal

• Ketahanan tinggi terhadap gerusan

• ;elati mudah diperbaiki

6 %ermasalahan 7

n-0.0)1

Tidak dapat diterapkan pada tanah yang

tinggi tingkat permeabelnya


56/84


&aluran

6 Keuntungan 7

pasangan batu

• Dapat dibangun dengan

basah

menggunakan bahan ' bahan lokal

• Ketahanan yang tinggi terhadap

gerusan


57/84

• Dapat diterapkan pada tanah yang

tinggi tingkat permeabelnya


%lastered :n-0.0(1

6 %ermasalahan 7

Mon %lastered : n-0.0)0

• /ebih mahal daripada saluran tanah

sederhana atau saluran pasangan batu


58/84

kering "saluran lajur batu+batu

keras#.

• ;elati banyak memerlukan tenaga

kerja

&aluran beton

6 Keuntungan 7

• Tingkat kebebasan yang cukup tinggi


59/84

untuk desain potongan melintang.

6 %ermasalahan 7

• Konstruksi sulit jika diameter

dalamnya kecil

n-0.0(1

• 4asa konstruksinya relati lama


60/84


61/84

&aluran

6 Keuntungan7

berpagar kayu

• /ebih murah bila dibandingkan

dengan saluran dari beton.


62/84

• &usunannya leksible jika terjadi

deormasi tanah kecil.

6 %ermasalahan7

• %enggunaan yang terbatas jika

menggunakan ondasi tanah "earth#

n-0.0(1

• Kurang cocok untuk cross - section


63/84

yang cukup besar.

• &ulit untuk memastikan kerapatan air

"water-tightness#yang sempurna.

• 4udah rusak

&aluran BoL


64/84

6 Keuntungan 7


65/84

singkat dapat diterapkan pada

potongan melintang yang kecil, jika

produk siap pakainya digunakan

• Kaya dengan berbagai jenis variasi

produk siap pakai..


66/84

6 %ermasalahan7

n-0.0(1

• Beban yang berat


67/84

• Biaya transportasi yang cukup tinggi,

jika menggunakan produk siap pakai.

• %eriode konstruksi yang cukup lama,

jika dibuat langsung di daerah yang

bersangkutan.

&aluran pipa

6 Keuntungan 7


68/84

hume

• 4udah dikonstruksi di daerah tidak

terlalu curam

• %eriode konstruksinya relati singkat

• Ketahanan yang tinggi

• Dapat diterapkan pada potongan


69/84

melintang yang kecil

• 4emungkinkan untuk konstruksi

yang tinggi dengan bentangan yang

pendek

6 %ermasalahan 7


70/84

n-0.0(1

• Biaya transportasi yang cukup tinggi

dan beban yang berat.


71/84

5.*.% &enentkan P#t#n!an &elintan! dan Kemirin!an ,slope L#n!itdinal

"(# 4etode perhitungan

d- 9 J; )+2J&

(+)／n

/

d

: disain debit untuk saluran pemba*a "m2+s#

9 :

luas dari potongan melintang "m)#

; :

;-9／%"m#% :

panjang sisi'sisi basah "m# mengacu pada gambar berikut.

&/ : &lope mendatar saluran pemba*a "contoh &/- (+(00-0.0(# n : koeisien kekasaran

"lihat Tabel 1.3.)#

&ecara singkat, pada kasus potongan melintang empat persegipanjang, dengan lebar

"B#-0.=m, kedalaman air "h#-0.1m, kemiringan longitudinal "&/#-(+)00-0.001,

koeisien kekasaran "n#-0.0(1.

9- BJh - 0.= J 0.1 - 0.20 m)

%- B ) J h - 0.= ) J 0.1 -(.=0 m

;- 9／% - 0.20／(.=0 - 0.(?? m

d- 9 J; )+2J&/(+) ／n - 0.20 J(.=0 )+2J0.001 (+) ／0.0(1 - (.H3 m2+ｓ


72/84

")# 4etode sederhana

;eerensi ini digunakan untuk menentukan potongan melintang pada dua bentuk berikut

ini.

(.0B-0.= and 0.?mB-0.= and 0.?m

m-0.1

%otongan melintang empat persegipanjang%otongan melintang trapesium

harus dihitung untuk setiap slope yang berbeda. &ecara singkat, pada kasus potongan

melintang trapesium, disain debit "#-0.1m2+det, lebar "B#-0.?m, kemiringan

longitudinal "&/9,B,


73/84

yang mengalir

Deinisi kapasitas bak penenang

Kapasitas bak penenang Isc - 9sJdsc＝BJ/Jdsc dimana, 9s: area bak penenang

B : lebar bak penenang / : panjang bak penenang

dsc

: kedalaman air dari kedalaman aliran yang sama dari sebuah saluran ketika

menggunakan debit maksimum "h0# menuju kedalaman kritis dari ujung tanggul untuk

menjebak pasir dalam sebuah bak penenang "hc#

;eerensiC

%ada bagian membujur, kedalaman aliran yang sama: ho-J0.(／"&/e#0.1 : mereer pada E;e.1'(

&/e : slope dari akhir saluran dari saluran pemba*a kedalaman kritikal: hc-E"P )#／"gJB)#(+2 P: (.(

g : H.?

"2# 4enentukan kapasitas sebuah bak penenang

Kapasitas bak penenang harus dipertimbangkan dari metode kontrol beban dan metode

debit seperti disebutkan diba*ah ini:

%ada kasus hanya beban yang dikontrol

%ada kasus pengontrolan luktuasi beban permintaan yang dipertimbangkan, pada

umumnya pengarah dummy load diterapkan. %engarah dummy load adalah gabungan

dari pemanas $ pendingin air atau pemanas $ pendingin udara, perbedaan energi listrik

yang dihasilkan melalui pembangkitan di rumah turbin dan beban aktual untuk

menyerap panas. Kontrol debit tidak ditampilkan.

Kapasitas bak penenang harus diamankan hanya untuk menyerap getaran dari saluran

pemba*a dengan maksimum debit sekitar (0 kali sampai )0 kali dari maksimum debit

"d#.

Dalam kasus beban dan debit yang sudah dikontrol

Dalam kasus pengontrolan beban dan debit, digunakan untuk kontrol beban suatu

pengarah mekanik atau pengarah elektrik. %engarah ini mempunyai ungsi untuk

mengontrol operasi baling$baling menuju ke optimal debit ketika beban listriknya

berubah. %ada umumnya pengarah mekanik tidak sensiti merespon perubahan beban,

kapasitas bak penenang dalam kasus ini harus diamankan pada selang ()0 kali sampai

(?0 kali dari d.

Di sisi lain pengarah elektrik merespon perubahan beban dengan baik oleh karena itu

kapasitas bak penenang di desain berada di sekitar 20 kali sampai =0 kali dari d dalam

banyak kasus.

5.5.% al-(al pentin! ntk disain bak penenan!

"(# 4eliputi kedalaman air dan ketinggian pemasangan dari inlet penstock

&eluruh kedalaman air


74/84

&eluruh kedalaman air pada inlet penstock harus diatas nilai berikut untuk mencegah

terjadinya aliran turbulen.

d ≤(.0 m → h ≥(.0 d d 7 (.0 m → h ≥d)

dimana

h : kedalaman air dari pusat inlet ke level air terendah dari bak penenang - seluruh

kedalaman air "m#

d : diameter dalam dari penstock "m#

Ketinggian pemasangan penstock

Terdapat banyak laporan kasus dengan pengoperasian yang tidak baik yang

mengakibatkan aliran sedimen ke dalam pipa pesat, sehingga dapat merusak turbin dan

peralatan yang lain. Nleh karena itu, dasar pemasukan dari pipa pesat ditempatkan lebih

tinggi dari dasar bak penenang "antara 20 $ 10 cm#.

;uang saringan yang sesuai untuk jenis turbin, dll.

;uang saringan "ukuran eekti mesh saringan# secara kasar ditentukan berdasarkan

diameter katupnya tetapi tetap harus mempertimbangkan tipe dan dimensi dari turbin

dan kuantitas sebagaimana kualitas dari kotoran+sampah yang mungkin mele*atinya.

Milai reerensi ukuran eekti jarak saringan dijelaskan di ba*ah ini.

"2# nstalasi pipa lubang angin sebagai pelengkap pintu bak penenang

5ika instalasi pintu bak penenang dilakukan untuk pusat tenaga listrik, maka diperlukan

instalasi pipa lubang angin di belakang pintu bak penenang untuk mencegah rusaknya

saluran penstock.

"3# &pill*ay pada bak penenang

&ecara umum, spill*ay akan dipasang pada bak penenang supaya kelebihan kuantitas

air dialirkan ke sungai dengan aman ketika turbin dihentikan. !kuran dari spill*ay

ditentukan dengan persamaan berikut.

d-


75/84

5./ Penst#"k

5./.1 Ba(an Penst#"k

&aat ini, bahan utama pipa pesat adalah pipa$pipa baja, pipa$pipa ductile dan pipaF;%4 "ibre reinorced plastic multi'unit#. &edangkan pembangkit tenaga air skala

kecil menggunakan pipa $ pipa hard vinyl chloride, pipa$pipa ho*ell atau pipa'pipa

spiral *elded dapat dipertimbangkan karena diameternya kecil dan tekanan internalnya

relati rendah.

Per(itn!an ketebalan pipa ba0a

Ketebalan minimum dari pipa baja penstock ditentukan dengan rumus berikut.

%×d

t0 - δt "cm# dan t0-≧0.3cm or t0≧"d?0#／30 cm )×θa×η

dimana, t0: ketebalan minimum pipa

disain tekanan air yaitu tekanan hidrostatis *ater hammer "kg+cm)# , dalam skema

mikrohidro %-(.(Jtekanan hidrostatis.

&ecara singkat, jika head "p, mereer ke gambar berikut# dimana dari bak penenang ke

turbin adalah )1m, %-).1J(.(-).O1 kg+cm).

d: diameter dalam "cm#

Qa: stress yang dapat diterima "kg+cm)# &&300: (200kg+cm) R: esiensi pengelasan

"0.?1～0.H#St: margin "pada umumnya 0.(1cm#

5./.) &enentkan Diameter Penst#"k

%ada umumnya diameter pipa pesat ditentukan berdasarkan pembandingan dengan

biaya pipa pesat dan biaya kehilangan head pipa pesat. 4etode sederhana untuk

menentukan diameter penstock dapat dilihat pada ;eerensi 1') 4etode &ederhana

untuk menentukan Diameter %enstockC.

Diameter penstock dapat ditentukan berdasarkan &udut rata$rata %enstock "/ihat

gambar berikut#U dan Desain Debit "#U.

ead Tank

/p

p

9p - p／ /p


76/84

%o*er ouse


77/84


78/84


79/84

5. P#ndasi Rma( Pemban!kit , Rumah pembangkit

;umah pembangkit dapat diklasiikasikan ke dalam Vtipe diatas tanah@, Vtipe semi'

diba*ah tanah@ dan > tipe diba*ah tanah@. &ebagian besar pembangkit listrik tenaga air

skala kecil adalah Vtipe diatas tanah@

5..1 P#ndasi ntk Trbin Implse

Gambar 1.O.( menunjukkan pondasi untuk turbin


80/84

diba*ah level air banjir pada kondisi untuk melengkapi peralatan berikut."lihat

Gambar 1.O.)"b##

%intu Tailrace

%ompa di rumah pembangkit


81/84


82/84

kehilangan ead pada sistem tenaga air ditunjukkan oleh gambar berikut. /( dapatdihitung secara mudah sebagai perbedaan level air antara intake dengan bak

penenang. Dengan cara sama /2 dapat dihitung sebagai perbedaan level antara pusat

turbin ke tailrace.

e - g $ "/( /) /2 #

e: ead Xekti

g: ead Kotor

/(: Kehilangan ead dari intake ke bak penenang

/): Kehilangan di penstock

/2: ead di instalasi dan kehilangan di tailrace

&ehingga /) dapat dihitung dengan persamaan berikut.

Kehilangan akibat gesekan " Friction loss#

Friction loss "# adalah losses yang terbesar di penstock.

- JＬ pJＶ p) ／（)JgJＤ p）

: Friction loss di penstock "m#

: koeisien pada diameter pipa penstock "Dp#. - ()3.1Jn)／Dp

(+2

/p : %anjang penstock. "m#

Ip : Kecepatan aliran di penstock "m+s# Ip - ／ 9p

g : H.?

Dp : Diameter pipa penstock "m#

n : Koeisien kekasaran "pipa besi: n-0.(), pipa plastik: n-0.0((# : Disain debit "m2+s#

9p : 9rea potongan melintang pipa penstock. "m)# 9p - 2.(3JDp)

／3.0

")# nlet /oss


83/84

he - e J Ip ／")Jg#

he : nlet loss "m#

e : Koeisien pada bentuk di inlet. Biasanya e - 0.1 dalam skema mikrohidro.

"2# Ialve /oss

hv - v J Ip／")Jg#

hv : Ialve loss "m#

v : Koeisien pada jenis valve. v - 0.( " butterly valve#

/ain'lain

Bend loss "losses di belokan#U dan kehilangan pada perubahan area potongan melintangU

dipertimbangkan sebagai losses yang lain. Bagaimanapun losses ini dapat diabaikan dalam skema

mikrohidro. Biasanya perencana skema mikrohidro harus memperhitungkan margin berikutsebagai losses lain.

ho - 1～(0％J" h he hv #


84/84

TUGAS 4

PEMBANGKITAN ENERGI TERBARUKAN“Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga

Surya !t!"!#taik$

%#e&'e(a '!ra 'amaiati

N!)BP *+*,-.*,,*

/urusan Teknik E#ektr!

Bab 05 Design for Civil Structure defa.rtf

Documents

Transcript of Bab 05 Design for Civil Structure defa.rtf