STUDI LITERATUR DESAIN & KINERJA TURBIN CROSS-FLOW MINI HIDRO

Authors

  • Alrivan Prananda Putra Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Fatih Zaki Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Widiya Anggraini Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Andrias Gimnastyar Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Alvaro Valentino Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Khafid Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Rico Arya Saputra Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia
  • Priyo Heru Adiwibowo Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Surabaya, Jawa Timur 60231, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.51510/sinergipolmed.v6i2.2393

Keywords:

Turbin cross-flow, mikrohidro, efisiensi turbin

Abstract

Ketersediaan listrik yang belum merata di daerah-daerah terpencil masih menjadi tantangan besar di Indonesia. Salah satu solusi yang efektif dan ramah lingkungan adalah pemanfaatan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH), yang memanfaatkan aliran air kecil untuk menghasilkan energi listrik. Di dalam sistem ini, turbin cross-flow banyak dipilih karena desainnya yang sederhana, kemampuannya bekerja stabil pada berbagai kondisi debit, dan efisiensinya yang relatif tinggi. Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji lebih dalam parameter-parameter desain turbin cross-flow yang paling berpengaruh terhadap kinerjanya, dengan menggunakan pendekatan Systematic Literature Review (SLR). Puluhan artikel ilmiah dari tahun 2015 hingga 2024 dianalisis dari berbagai sumber terpercaya seperti ScienceDirect, IEEE Xplore, dan Google Scholar. Hasil telaah menunjukkan bahwa rasio diameter runner (D₂/D₁) yang ideal berada di kisaran 0,66–0,68 dan dapat menghasilkan efisiensi hingga 88%. Jumlah sudu terbaik berada antara 22–28 bilah, dengan sudut masuk sudu 16°–22° dan sudut keluar 90°. Penggunaan guide vane berbentuk hidrofoil dapat meningkatkan efisiensi hingga 2%, terutama saat kondisi beban parsial, sementara nosel melengkung dengan sudut masuk sekitar 50° mampu mengarahkan aliran lebih stabil dan efisien. Dari sisi material, baja karbon rendah dan stainless steel AISI 304 dinilai paling tahan terhadap tekanan dan korosi. Kajian ini diharapkan dapat menjadi acuan bagi pengembangan sistem PLTMH yang efisien dan andal, sehingga bermanfaat langsung bagi masyarakat di daerah terpencil yang membutuhkan akses energi bersih dan berkelanjutan.

References

Achebe, C. H., Okafor, O. C., & Obika, E. N. (2020). Design and implementation of a crossflow turbine for Pico hydropower electricity generation. Heliyon, 6(8), e04523.

Adanta, D., Sari, D. P., Syofii, I., Prakoso, A. P., Saputra, M. A. A., & Thamrin, I. (2023). Performance Comparison of Crossflow Turbine Configuration Upper Blade Convex and Curvature by Computational Method. Civil Engineering Journal (Iran), 9(1), 154–165.

Adeyanju, A. A., & Manohar, K. (2022). The performance of a cross-flow turbine as a function of flowrates and guide vane angles. HighTech and Innovation Journal, 3(1), 56–64.

As’ad, M. M., Febrianto, A. J., & Prabowoputra, D. M. (2021). Analisa performa hidro-turbin cross-flow dengan sudut diameter runner 10° dan jumlah sudu 8, 16, dan 24 menggunakan metode CFD. Journal of Mechanical Engineering, 5(1), 21–26.

Desai, V. R., & Aziz, N. M. (1994). Parametric evaluation of cross-flow turbine performance. Journal of energy engineering, 120(1), 17-34.

Du, J., Shen, Z., & Yang, H. (2020). Study on the effects of runner geometries on the performance of inline cross-flow turbine used in water pipelines. Sustainable energy technologies and assessments, 40, 100762.

Espina-Valdés, R., Fernández-Jiménez, A., Fernández Francos, J., Blanco Marigorta, E., & Álvarez-Álvarez, E. (2020). Small cross-flow turbine: Design and testing in high blockage conditions. Energy Conversion and Management, 213, 112863.

Imawati, I., Febiansyah, M., Novtrianda, E. K. G., & Mubarok, H. (2022). Portable Pico-hydro Power Plant with Archimedes Screw Turbine in Pelangi Reservoir of Universitas Islam Indonesia. Elkha, 14(2), 132.

Mafruddin, M., Irawan, R. M., Setiawan, N., Rajabiah, N., & Irawan, D. (2020). Pengaruh jumlah sudu dan diameter nozel terhadap kinerja turbin pelton. Turbo: Jurnal Program Studi Teknik Mesin, 8(2), 214–218.

Muhammad Ali Assobuni, Tri Rachmanto, I Wayan Joniarta (2024) Effect of Angle of Turbine Cross Flow Tilt Angle on Micro Hydro Power Station Performance. Dinamika Teknik Mesin: Jurnal Keilmuan dan Terapan Teknik Mesin

Prabowoputra, D. M. (2022). Simulation Study on Cross Flow Turbine Performance with an Angle of 20° to the Variation of the Number of Blades. International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research, 11(2), 105–112.

Romero-Menco, F., Pineda-Aguirre, J., Velásquez, L., Rubio-Clemente, A., & Chica, E. (2024). Effects of the Nozzle Configuration with and without an Internal Guide vane on the Efficiency in Cross-flow Small Hydro Turbines. Processes, 12(5), 938.

Saini, G., Saini, R. P., & Singal, S. K. (2022). Numerical investigations on performance improvement of cross flow hydro turbine having guide vane mechanism. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 44(1), 771–795.

Sari, D., Pratama, M. R., & Wibowo, A. (2022). Pengaruh variasi ukuran fisik nosel terhadap daya output turbin cross-flow menggunakan simulasi CFD 3D. Jurnal Teknik Energi dan Mesin, 12(1), 45–58.

Tanaka, T., Otsuka, K., Goto, M., & Iio, S. (2022). Flow characteristics around a guide vane in cross-flow turbine. Journal of Physics: Conference Series, 2217(1), 012061.

Thakur, R., Kashyap, T., Kumar, R., Saini, R. K., Lee, D., Kumar, S., & Singh, T. (2024). Potential of the Archimedes screw to generate sustainable green energy for mini, micro, and pico hydro Turbine power stations: An extensive analysis. Energy Strategy Reviews, 55(September), 101514.

Usman, I., & Karim, I. J. A. (2022). Pengaruh Panjang Nosel Konvergen sebagai Pengarah Aliran Masuk Terhadap Unjuk Kerja Turbin Angin. DINAMIKA: Jurnal Teknik Mesin, 7(2).

Verma, V. K., Gaba, V. K., & Bhowmick, S. (2024). An experimental investigation of the performance of cross-flow turbine: impact of number of blades in runner. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 30(5), 612–622.

Wardani, S. (2020). Experimental investigation on performance of cross-flow hydro turbines with different guide vane angles. ResearchGate.

Warjito, A., Santoso, A. B., & Suryanto, E. (2021). Analisis performa turbin cross-flow dengan variasi sudut masuk nozzle menggunakan metode CFD 6-DoF dan eksperimen. Jurnal Teknik Energi dan Mesin, 11(2), 123–135.

Downloads

Published

2025-08-25