Kaplan vs Francis Turbine
Air, selalu bergerak, membawa energi bersamanya. Manusia selalu bertanya-tanya pada kekuatan yang luar biasa dari itu dan sering memanfaatkan kekuatan itu. Namun, baru setelah abad ke-19, para insinyur mengembangkan mesin untuk memanfaatkan energi ini dengan efisiensi. Turbin adalah mesin yang dirancang untuk menangkap energi dari aliran fluida dan mengubahnya menjadi energi mekanik.
Turbin Francis dan turbin Kaplan adalah dua jenis turbin reaksi yang digunakan di pembangkit listrik tenaga air untuk menggerakkan generator. Mereka adalah jenis turbin paling umum yang digunakan di pembangkit listrik modern.
Francis Turbine
Turbin Francis dikembangkan oleh orang Inggris James B. Francis pada tahun 1849 saat bekerja sebagai kepala insinyur di Perusahaan Kunci dan Kanal. Turbin dirancang untuk menyalakan mesin pabrik tekstil menggunakan sungai di dekatnya. Dengan menggunakan metode ilmiah dan eksperimen, ia mampu mengembangkan desain untuk mencapai efisiensi hingga 90%. Saat ini turbin Francis adalah turbin yang paling banyak digunakan di dunia.
Turbin Francis ditutup dengan casing, dan bilahnya memiliki fitur lengkung khusus yang dirancang untuk mendapatkan kinerja optimal dari turbin. Turbin Francis beroperasi di bawah water head 10-650 meter dan generator yang digerakkan oleh turbin tersebut dapat menghasilkan daya keluaran hingga 750 MW. Turbin memiliki rentang kecepatan dari 80 hingga 100 putaran per menit.
Turbin Francis memiliki rakitan poros vertikal, dan rakitan rotor yang berorientasi horizontal, yang disebut runner, yang beroperasi di bawah air. Saluran masuk air juga vertikal dan diarahkan ke pelari oleh baling-baling pemandu yang dapat dikontrol. Pelari berputar terutama karena berat / tekanan air.
Turbin Kaplan
Turbin Kaplan dikembangkan pada tahun 1913 oleh profesor Austria Viktor Kaplan. Ia juga dikenal sebagai turbin baling-baling karena pelari menyerupai baling-baling kapal. Ini memiliki bilah yang dapat disesuaikan dan gerbang gawang untuk mendapatkan efisiensi optimal dalam kondisi tekanan / kepala yang berbeda. Oleh karena itu, turbin Kaplan dapat memperoleh efisiensi hingga 95% dan beroperasi pada kondisi head rendah yang tidak mungkin dilakukan pada turbin Francis.
Dalam turbin Kaplan, runner juga digerakkan oleh tekanan dan level masukan air dikendalikan oleh baling-baling pemandu. Kepala air dari turbin Kaplan berkisar antara 10-70 meter dan keluaran daya generator dapat dari 5-120 MW. Diameter pelari sekitar 2-8 meter dan menghasilkan putaran 80-430 per menit. Karena turbin Kaplan dapat beroperasi dalam kondisi kepala rendah, turbin tersebut digunakan dalam produksi daya aliran tinggi dan kepala rendah di seluruh dunia.
Apa perbedaan antara Kaplan dan Francis Turbines?
• Di turbin Kaplan air masuk secara aksial dan keluar secara aksial, sedangkan di turbin Francis air masuk ke runner secara radial dan keluar secara aksial.
• Pelari turbin Kaplan memiliki 3-8 bilah sedangkan pelari turbin Francis memiliki 15-25 bilah secara umum.
• Turbin Kaplan memiliki efisiensi yang lebih tinggi dari turbin Francis.
• Turbin Kaplan lebih kecil dan kompak dibandingkan dengan turbin Francis.
• Kecepatan putaran (RPM) lebih tinggi dari pada turbin Francis.
• Turbin Kaplan memiliki kehilangan gesekan yang lebih kecil dan efisiensi yang lebih tinggi.
• Turbin Kaplan dapat beroperasi dalam berbagai kondisi head, tetapi turbin Francis membutuhkan kondisi head yang relatif lebih tinggi.
• Turbin Kaplan digunakan pada pembangkit listrik tenaga air kecil.
