Kaplan vs Francis Turbin
Air, selalu bergerak, membawa energi bersamanya. Manusia selalu bertanya-tanya tentang kekuatan yang luar biasa dan sering memanfaatkan kekuatan itu. Namun, baru pada awal abad ke-19, para insinyur mengembangkan mesin untuk memanfaatkan energi ini secara efisien. 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. Ini adalah jenis turbin yang paling umum 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 Locks and Canals Company. 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 tertutup dalam selubung, dan bilahnya memiliki fitur melengkung khusus yang dirancang untuk mendapatkan kinerja optimal dari turbin. Turbin Francis beroperasi di bawah ketinggian air 10-650 meter dan generator yang digerakkan oleh turbin dapat memberikan output daya hingga 750 MW. Turbin memiliki rentang kecepatan dari 80 hingga 100 putaran per menit.
Francis turbin memiliki rakitan poros vertikal, dan rakitan rotor berorientasi horizontal, yang disebut runner, yang beroperasi di bawah air. Saluran masuk air juga vertikal dan diarahkan ke pelari dengan 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. Disebut juga turbin baling-baling karena runnernya menyerupai baling-baling kapal. Ini memiliki bilah dan gerbang gawang yang dapat disesuaikan 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 juga runner digerakkan oleh tekanan dan level masukan air dikendalikan oleh guide vane. Head air turbin Kaplan berkisar antara 10-70 meter dan output daya generator dapat berkisar antara 5-120 MW. Diameter pelari sekitar 2-8 meter dan menghasilkan 80-430 putaran per menit. Karena turbin Kaplan dapat beroperasi di bawah kondisi head rendah, turbin ini digunakan dalam produksi daya aliran tinggi dan head rendah di seluruh dunia.
Apa perbedaan antara Turbin Kaplan dan Francis?
• Pada turbin Kaplan air masuk secara aksial dan keluar secara aksial, sedangkan pada turbin Francis air masuk runner secara radial dan keluar secara aksial.
• Turbin runner Kaplan memiliki 3-8 sudu sedangkan runner turbin Francis memiliki 15-25 sudu pada umumnya.
• 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 turbin Francis.
• Turbin Kaplan memiliki kerugian gesekan yang lebih rendah dan efisiensi yang lebih tinggi.
• Turbin Kaplan dapat beroperasi pada berbagai kondisi head, tetapi turbin Francis membutuhkan kondisi head yang relatif lebih tinggi.
• Turbin Kaplan digunakan di pembangkit listrik tenaga air kecil.
