ccitonline.com

بِسْمِ ٱللَّٰهِ ٱلرَّحْمَٰنِ ٱلرَّحِيمِ

Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

A. Judul Proyek

Desain dan Analisis Sistem Konversi Energi pada Micro Hydro Coil Turbine Portable untuk Penerangan Jalan di Daerah Pedesaan Menggunakan Kerangka DAI5.

B. Nama Lengkap Penulis

Agil Gilang Ramadhan

C. Afiliasi

Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.

D. Abstrak

Laporan ini membahas konsep sistem konversi energi berbasis Micro Hydro Coil Turbine Portable untuk mendukung penerangan jalan di daerah pedesaan. Sistem memanfaatkan aliran air pada selokan atau saluran irigasi untuk memutar coil screw, yang selanjutnya menggerakkan generator. Keluaran generator diproses melalui rectifier dan boost converter, kemudian disimpan dalam akumulator untuk memasok lampu DC. Sensor Light Dependent Resistor (LDR) digunakan untuk mengendalikan penerangan berdasarkan intensitas cahaya lingkungan. Berdasarkan dokumen desain yang menjadi sumber utama, rancangan mencakup variasi pitch ratio 0,5; 1,0; dan 2,0 serta pengaturan posisi turbin pada sudut 5°, 10°, dan 15°. Laporan disusun menggunakan kerangka DAI5 melalui unsur kesadaran, niat, idealisasi, instruksi, dan integrasi hasil. Karena dokumen sumber tidak menyertakan data eksperimen kuantitatif yang lengkap, daya keluaran, torsi, putaran, dan efisiensi aktual belum dapat ditetapkan. Parameter tersebut perlu diukur melalui pengujian prototipe untuk menilai kinerja sistem secara objektif.

Kata kunci: micro hydro, coil screw, turbin air, konversi energi, penerangan jalan, DAI5.

E. Deklarasi Penulis

1. Deep Awareness (of) I

Penulis menyadari bahwa proses perancangan teknik bukan hanya kegiatan untuk menghasilkan perangkat yang berfungsi, tetapi juga tanggung jawab untuk mengambil keputusan secara sadar, jujur, dan bermanfaat. Dalam kerangka DAI5, kesadaran diri diselaraskan dengan ingatan kepada Tuhan Yang Maha Esa serta tanggung jawab etis terhadap masyarakat dan lingkungan. Penerapan energi air skala kecil perlu mempertimbangkan keselamatan pengguna, kondisi saluran air, dampak lingkungan, kemudahan perawatan, dan kejujuran dalam menyajikan hasil perhitungan maupun pengujian.

2. Niat Kegiatan Proyek

Niat proyek ini adalah mengkaji rancangan Micro Hydro Coil Turbine Portable sebagai sistem konversi energi aliran air menjadi energi listrik untuk penerangan jalan di daerah pedesaan. Analisis diarahkan pada pemahaman alur konversi energi, identifikasi komponen utama, penentuan parameter yang memengaruhi kinerja, dan penyusunan rencana pengujian. Proyek juga bertujuan menilai potensi penerapan sistem secara bertanggung jawab tanpa menyatakan tingkat efisiensi atau keberhasilan yang belum didukung data.

3. Integrasi DAI5 dalam Kegiatan

Kerangka DAI5 diterapkan dengan memulai pekerjaan dari kesadaran dan niat, menyederhanakan sistem melalui idealisasi yang dinyatakan secara terbuka, menjalankan langkah desain dan evaluasi secara terstruktur, lalu mengintegrasikan hasil analisis dengan pertimbangan teknis dan etis. Hasil yang tidak tersedia dalam dokumen sumber ditandai sebagai kebutuhan pengujian, bukan diasumsikan sebagai fakta.

F. Pendahuluan

1. Pemikiran Awal tentang Masalah

Kebutuhan penerangan jalan merupakan salah satu kebutuhan infrastruktur masyarakat, termasuk di daerah pedesaan dan terpencil. Dokumen sumber mengidentifikasi bahwa pemasangan jaringan listrik dapat terkendala jarak dan biaya. Pada saat yang sama, aliran air di selokan dan saluran irigasi berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan skala kecil. Pemanfaatan tersebut perlu dirancang sesuai kondisi debit, kecepatan aliran, kedalaman, serta geometri saluran.

Sistem pembangkit tenaga air pada umumnya mengubah energi aliran atau beda ketinggian air menjadi energi mekanik pada turbin, lalu menjadi energi listrik melalui generator. Rancangan Micro Hydro Coil Turbine Portable yang dibahas menggunakan geometri sudu berbentuk coil screw dan ditujukan untuk aliran yang relatif kecil. Namun, kemampuan bekerja pada kondisi aliran tertentu dan klaim daya yang dihasilkan harus dibuktikan melalui pengukuran.

2. Penelitian Sebelumnya dan Kesenjangan

Dokumen sumber menyebut beberapa karya terkait, yaitu “Design of Portable Nano-hydro Generator for Lighting in Mountain Areas”, “Experimental and numerical characterization of a full-scale portable hydrokinetic turbine prototype for river applications”, dan “A review on turbines for micro hydro power plant”. Ringkasan dalam dokumen tersebut membandingkan portabilitas, ukuran perangkat, penggunaan rotor, dan kebutuhan posisi saluran. Karena rincian bibliografi dan data hasil penelitian tidak lengkap pada dokumen sumber, uraian ini diperlakukan sebagai petunjuk awal untuk studi literatur, bukan sebagai tinjauan komparatif yang telah terverifikasi.

Kesenjangan yang perlu dikaji lebih lanjut adalah belum tersedianya data pengujian pada dokumen untuk menunjukkan hubungan debit, kecepatan aliran, sudut pemasangan, pitch ratio, putaran poros, tegangan, arus, dan daya keluaran. Selain itu, klaim bahwa variasi pitch ratio meningkatkan kinerja perlu diverifikasi dengan kondisi uji yang sama. Kajian eksperimental pada turbin ulir juga menunjukkan bahwa sudut poros, debit, putaran, tegangan, dan arus merupakan parameter yang relevan untuk mengevaluasi kinerja (Rahmawaty et al., 2022; Dedić-Jandrek & Nižetić, 2019).

3. Penguraian Masalah

Kondisi aliran: debit dan kecepatan air dapat berubah terhadap waktu sehingga memengaruhi putaran turbin.

Geometri turbin: pitch ratio, diameter, panjang, jumlah lilitan, dan sudut pemasangan dapat memengaruhi interaksi aliran dengan coil screw.

Konversi mekanik-listrik: rugi mekanik, karakteristik generator, dan beban listrik memengaruhi daya yang tersedia.

Pengondisian dan penyimpanan: rectifier, boost converter, pengendali pengisian, dan akumulator harus sesuai dengan karakteristik generator dan lampu.

Keandalan penerangan: sensor LDR perlu dikonfigurasi agar lampu menyala saat kondisi gelap dan tidak mengalami pemicuan yang tidak stabil.

4. Dekonstruksi ke Prinsip Dasar

Prinsip dasar sistem meliputi konservasi energi, dinamika fluida, torsi dan gerak rotasi, induksi elektromagnetik pada generator, serta elektronika daya. Daya hidraulik yang tersedia dapat diperkirakan dengan Ph = ρ g Q H untuk sistem yang menggunakan beda tinggi efektif H, atau dengan Pk = ½ ρ Q v² untuk pendekatan energi kinetik aliran dengan debit Q dan kecepatan rata-rata v. Pemilihan persamaan harus sesuai dengan kondisi aliran dan definisi batas sistem; kedua bentuk tersebut tidak boleh dijumlahkan begitu saja tanpa model energi yang konsisten. Pemodelan turbin ulir berbasis geometri, putaran, dan tingkat pengisian telah digunakan dalam studi pemodelan dan eksperimen sebelumnya (Rohmer et al., 2016).

Daya mekanik poros dapat dinyatakan sebagai Pm = Tω, dengan T sebagai torsi dan ω sebagai kecepatan sudut. Efisiensi keseluruhan dapat dihitung sebagai rasio daya listrik berguna terhadap daya hidraulik yang masuk, selama kedua besaran diukur pada batas sistem yang ditentukan. Nilai numerik tidak dihitung dalam laporan ini karena data debit, head, kecepatan, torsi, tegangan, dan arus belum tersedia.

5. Analisis State-of-the-Art

Sistem mikrohidro portabel perlu menyeimbangkan ukuran, kemudahan pemasangan, keselamatan, keluaran daya, dan kebutuhan perawatan. Pada rancangan ini, pendekatan coil screw, sudut pemasangan yang dapat diatur, variasi pitch ratio, penyimpanan energi, serta kontrol lampu berbasis LDR merupakan fitur yang perlu dievaluasi. Penilaian terhadap kemajuan teknologi atau klaim keunggulan dibandingkan desain lain memerlukan sumber ilmiah yang dapat ditelusuri dan hasil pengujian yang sebanding. Tinjauan teknologi turbin ulir juga menekankan pentingnya pemilihan desain sesuai kondisi head rendah, kebutuhan lokasi, dan karakteristik operasi (Thakur et al., 2024).

G. Metode dan Langkah-langkah Solusi

1. Idealisasi

Untuk analisis awal, sistem diperlakukan sebagai rangkaian konversi energi dari aliran air ke energi mekanik, kemudian ke energi listrik dan beban lampu. Asumsi awal yang dapat digunakan saat pengujian adalah aliran berada pada kondisi mendekati tunak selama satu sesi pengukuran, sifat air dianggap konstan, dan dimensi prototipe tidak berubah selama pengujian. Asumsi ini harus ditinjau kembali apabila debit berfluktuasi, terjadi penyumbatan, atau terjadi perubahan posisi turbin.

Kebocoran, gesekan bantalan, turbulensi, rugi pada generator, rugi penyearah, rugi konverter, serta rugi pengisian baterai tidak boleh dianggap nol ketika menghitung efisiensi aktual. Untuk model awal, rugi-rugi dapat dicatat sebagai faktor yang belum terukur dan kemudian ditentukan melalui eksperimen.

2. Instruksi (Set): Prosedur Desain dan Evaluasi

Identifikasi kondisi lokasi: ukur lebar dan kedalaman saluran, debit air, kecepatan rata-rata, kedalaman pemasangan, serta perubahan aliran.

Dokumentasikan geometri prototipe: catat panjang dan diameter coil screw, diameter poros, jumlah lilitan, material, pitch, dan dimensi rangka.

Siapkan variasi yang dilaporkan dalam dokumen sumber: pitch ratio 0,5 (Coil A), 1,0 (Coil B), dan 2,0 (Coil C), serta sudut pemasangan 5°, 10°, dan 15°. Pastikan definisi pitch ratio dan cara pengukuran sudut ditetapkan secara konsisten.

Pasang turbin dengan aman dan pastikan rangka tidak menghalangi aliran atau menimbulkan bahaya bagi pengguna saluran.

Uji setiap konfigurasi pada kondisi aliran yang dicatat. Ukur putaran poros, torsi bila alat ukur tersedia, tegangan dan arus generator, serta tegangan dan arus setelah rangkaian pengondisi daya.

Hitung daya listrik dengan Pe = V I untuk pengukuran DC. Untuk keluaran yang berfluktuasi, catat data berkala dan gunakan nilai rata-rata yang mewakili periode uji.

Uji rangkaian rectifier, boost converter, pengendali pengisian akumulator, akumulator, sensor LDR, dan lampu DC secara terpisah sebelum menguji sistem terpadu.

Bandingkan hasil antar-konfigurasi dengan debit atau kondisi aliran yang setara. Catat ketidakpastian alat ukur, kondisi pengujian, dan setiap perubahan konfigurasi.

Evaluasi portabilitas, kemudahan pemasangan, keselamatan, kebutuhan perawatan, dan keberlanjutan sebelum menarik kesimpulan.

3. Susunan Sistem dan Aliran Energi

Berdasarkan diagram pada dokumen sumber, aliran energi dan komponen dapat diringkas sebagai berikut:

Aliran air → coil screw berputar → poros menggerakkan generator → rectifier mengubah keluaran AC menjadi DC → boost converter menyesuaikan tegangan → pengendali pengisian mengatur pengisian akumulator → akumulator memasok lampu DC melalui kontrol sensor LDR.

Dokumen sumber menyebut akumulator 12 V, 7,2 Ah pada diagram rangkaian. Kesesuaian tegangan dan arus pengisian harus diverifikasi dengan spesifikasi baterai serta modul pengendali yang benar-benar digunakan.

4. Parameter yang Perlu Dicatat

Parameter	Simbol/satuan	Tujuan
Debit air	Q (m³/s)	Menentukan kondisi sumber energi
Head efektif, jika relevan	H (m)	Mengestimasi daya hidraulik berbasis beda tinggi
Kecepatan aliran	v (m/s)	Menilai kondisi aliran yang mengenai turbin
Putaran poros	n (rpm)	Menilai respons rotasi turbin
Torsi poros	T (N·m)	Menghitung daya mekanik bila tersedia alat ukur
Tegangan dan arus DC	V (V), I (A)	Menghitung daya listrik
Waktu pengisian dan kapasitas baterai	jam, Ah/Wh	Menilai kemampuan penyimpanan energi
Kondisi lampu dan LDR	terang/gelap; status	Memeriksa fungsi otomatis penerangan

5. Validasi Desain

Validasi dilakukan dengan membandingkan pengukuran terhadap model energi, memeriksa kestabilan operasi, dan menguji setiap konfigurasi dalam kondisi yang dapat dibandingkan. Bila perangkat lunak seperti MATLAB digunakan, model perlu menggunakan data masukan yang terukur. Simulasi bukan pengganti pengujian prototipe, dan hasil simulasi harus dibedakan secara jelas dari hasil eksperimen.

H. Hasil dan Diskusi

Hasil Perhitungan Awal Berdasarkan Skenario Sungai Kecil

Untuk memperoleh gambaran awal potensi daya, digunakan skenario sungai kecil sebagai asumsi perhitungan, bukan sebagai hasil pengukuran lapangan. Lebar aliran diasumsikan 0,50 m, kedalaman rata-rata 0,15 m, dan kecepatan rata-rata 0,50 m/s. Dimensi prototipe yang tersedia adalah diameter coil screw 0,35 m dan panjang turbin 1,40 m.

Debit air dihitung dengan pendekatan Q = b h v, sehingga Q = (0,50 m)(0,15 m)(0,50 m/s) = 0,0375 m³/s atau 37,5 L/s. Dengan massa jenis air ρ = 1000 kg/m³, estimasi daya kinetik seluruh aliran dihitung menggunakan Pair = ½ρQv² = ½(1000)(0,0375)(0,50²) ≈ 4,69 W.

Nilai 4,69 W merupakan estimasi daya kinetik pada seluruh penampang aliran berdasarkan asumsi tersebut, bukan daya yang dipastikan dapat ditangkap oleh turbin. Daya yang tersedia pada poros dan daya listrik keluaran akan bergantung pada interaksi aliran dengan coil screw, putaran dan torsi poros, karakteristik generator, serta rugi-rugi pada rangkaian konversi.

Sebagai analisis sensitivitas, jika efisiensi keseluruhan diasumsikan sebesar 10%, 20%, dan 30%, maka daya listrik berguna hipotetis masing-masing adalah sekitar 0,47 W, 0,94 W, dan 1,41 W. Nilai efisiensi tersebut hanya asumsi ilustratif, bukan hasil eksperimen maupun spesifikasi turbin.

Dokumen sumber tidak mencantumkan spesifikasi numerik generator. Informasi akumulator 12 V, 7,2 Ah pada diagram rangkaian tidak dapat digunakan untuk menyimpulkan daya nominal generator. Oleh karena itu, daya listrik dan efisiensi aktual belum dapat ditentukan tanpa pengukuran debit dan kondisi aliran yang sebenarnya, serta tegangan dan arus keluaran saat diberi beban. Pengukuran putaran dan torsi diperlukan apabila daya mekanik poros hendak dihitung secara terpisah.

1. Deskripsi Desain

Desain yang dijelaskan dalam dokumen terdiri atas rangka, pipa HDPE, coil screw, mekanisme pengaturan posisi, generator, rangkaian elektronika daya, akumulator, sensor LDR, dan lampu DC. Dokumen menyatakan posisi turbin dapat diatur pada sudut 5°, 10°, dan 15°, serta menggunakan variasi pitch ratio 0,5; 1,0; dan 2,0. Fitur tersebut dimaksudkan untuk menyesuaikan perangkat terhadap perubahan kondisi aliran.

2. Analisis Konversi Energi

Secara konseptual, aliran air memberikan gaya pada permukaan coil screw sehingga menghasilkan torsi dan putaran. Generator mengubah energi mekanik menjadi listrik, sedangkan rectifier dan boost converter menyesuaikan keluaran agar dapat digunakan untuk pengisian akumulator. Akumulator menyimpan energi untuk penggunaan ketika turbin tidak memasok daya yang cukup atau ketika penerangan diperlukan pada malam hari. Besarnya energi yang tersimpan bergantung pada daya masuk, efisiensi rangkaian pengisian, kondisi baterai, dan durasi pengisian.

3. Perbandingan Pitch Ratio dan Sudut Pemasangan

Dokumen sumber menyebut bahwa pitch ratio 2,0 diperkirakan menghasilkan torsi lebih besar, terutama pada head yang lebih tinggi. Pernyataan ini merupakan klaim dalam dokumen sumber dan belum dapat diperlakukan sebagai hasil pengujian prototipe ini karena tidak disertai tabel data kuantitatif. Untuk menguji klaim tersebut, setiap pitch ratio perlu dibandingkan pada kondisi debit, kecepatan aliran, head, dan beban listrik yang setara. Pengaruh sudut 5°, 10°, dan 15° juga harus dinilai dari data putaran, torsi, dan daya. Literatur eksperimen menunjukkan bahwa parameter geometri dan sudut pemasangan dapat memengaruhi daya dan efisiensi, tetapi nilai optimum dari penelitian lain tidak dapat langsung diterapkan pada prototipe ini tanpa pengujian yang sebanding (Rahmawaty et al., 2022; Waters & Aggidis, 2015).

4. Kinerja Sistem dan Keterbatasan Data

Dokumen sumber belum menyajikan hasil terukur untuk daya listrik, efisiensi, waktu pengisian baterai, atau lama operasi lampu. Untuk memberikan gambaran awal, tabel berikut menampilkan estimasi daya listrik pada skenario sungai kecil yang telah dijelaskan, menggunakan asumsi efisiensi keseluruhan 10%, 20%, dan 30%. Debit dan daya aliran merupakan hasil perhitungan dari kondisi aliran asumsi; putaran poros dan daya aktual belum diketahui. Seluruh angka estimasi bukan hasil eksperimen dan perlu diverifikasi melalui pengujian prototipe.

Konfigurasi	Debit (m³/s)	Putaran (rpm)	Daya listrik (W)	Catatan
Sungai kecil; efisiensi asumsi 10%	0,0375 (asumsi)	Belum diketahui	0,47 (estimasi)	Daya kinetik aliran 4,69 W; bukan hasil uji
Sungai kecil; efisiensi asumsi 20%	0,0375 (asumsi)	Belum diketahui	0,94 (estimasi)	Daya kinetik aliran 4,69 W; bukan hasil uji
Sungai kecil; efisiensi asumsi 30%	0,0375 (asumsi)	Belum diketahui	1,41 (estimasi)	Daya kinetik aliran 4,69 W; bukan hasil uji

5. Implikasi Praktis dan Aspek Keselamatan

Penerapan di saluran air harus mempertimbangkan kestabilan rangka, risiko tersangkutnya sampah, dampak terhadap aliran dan pengguna saluran, perlindungan sambungan listrik dari air, serta akses perawatan. Sistem akumulator memerlukan pengendali pengisian yang sesuai. Klaim bahwa energi yang dihasilkan tidak akan habis perlu dihindari; energi yang tersedia tetap bergantung pada aliran air dan batas kemampuan komponen.

6. Ringkasan Diskusi

Rancangan menawarkan pendekatan portabel untuk mengubah energi aliran air menjadi listrik bagi penerangan. Potensi manfaatnya terletak pada penggunaan sumber energi lokal dan penyimpanan energi. Akan tetapi, kelayakan teknis harus ditentukan berdasarkan data debit, putaran, daya, efisiensi, ketahanan, dan operasi lampu pada kondisi lokasi yang sebenarnya.

Ringkasan skenario perhitungan: diameter turbin 0,35 m; panjang 1,40 m; lebar aliran asumsi 0,50 m; kedalaman asumsi 0,15 m; kecepatan asumsi 0,50 m/s; debit hasil perhitungan 0,0375 m³/s; daya kinetik seluruh aliran sekitar 4,69 W.

I. Kesimpulan, Penutup, dan Rekomendasi

1. Kesimpulan

Micro Hydro Coil Turbine Portable merupakan rancangan sistem konversi energi yang memanfaatkan aliran air untuk memutar coil screw dan menggerakkan generator. Energi listrik diproses melalui rectifier dan boost converter, disimpan pada akumulator, dan digunakan untuk menyalakan lampu DC dengan bantuan sensor LDR. Rancangan yang dijelaskan dalam dokumen mencakup pitch ratio 0,5; 1,0; dan 2,0 serta sudut pemasangan 5°, 10°, dan 15°. Berdasarkan skenario sungai kecil yang digunakan dalam analisis, debit air diperkirakan sebesar 37,5 L/s dan daya kinetik seluruh aliran sekitar 4,69 W. Dengan asumsi efisiensi keseluruhan 10%, 20%, dan 30%, daya listrik hipotetis masing-masing sekitar 0,47 W, 0,94 W, dan 1,41 W. Angka-angka tersebut merupakan hasil perhitungan estimasi berdasarkan asumsi kondisi aliran, bukan hasil pengukuran prototipe. Oleh karena itu, potensi daya berdasarkan skenario telah dihitung, sedangkan daya, efisiensi, dan keunggulan aktual turbin masih perlu diverifikasi melalui pengujian lapangan dan pengukuran keluaran listrik.

2. Rekomendasi

• Lakukan pengujian debit dan kecepatan aliran pada beberapa kondisi operasi.

• Ukur putaran poros, torsi bila memungkinkan, tegangan, arus, daya, dan energi yang tersimpan.

• Bandingkan variasi pitch ratio dan sudut pemasangan dengan kondisi pengujian yang terkontrol.

• Verifikasi kecocokan generator, rectifier, boost converter, pengendali pengisian, akumulator, dan lampu.

• Tambahkan pelindung komponen listrik, evaluasi ketahanan terhadap sampah dan korosi, serta susun prosedur perawatan.

• Lengkapi tinjauan pustaka dengan referensi asli yang memiliki data bibliografi lengkap dan gunakan gaya sitasi secara konsisten.

3. Penutup

Kerangka DAI5 membantu menempatkan kesadaran, niat, idealisasi, langkah teknis, dan evaluasi hasil sebagai bagian yang saling berkaitan. Penerapan kerangka ini diharapkan mendorong proses perancangan yang transparan, bertanggung jawab, dan berorientasi pada manfaat masyarakat.

J. Ucapan Terima Kasih

Terima kasih kepada Prof Dai atas ilmu dan bimbingannya pada mata kuliah Sistem Konversi Energi karena sudah membuka mata dan pikiran saya dengan sangat luas terhadap SKE terutama pada turbin. Terima kasih juga pada Adira Imanuella mahahsiswi Psikologi UI 2024 yang telah membantu dalam menyusun laporan ini dan memberi banyak refrensi.

K. Referensi yang Dikutip

Referensi berikut dipilih karena membahas turbin ulir Archimedes, pengaruh geometri dan sudut pemasangan, pemodelan daya/efisiensi, serta pengujian pembangkit hidro skala kecil.

• Dimyati. (2015).

• Trihadi. (2006).

• Supardi, & Atmojo. (2019).

• “Design of Portable Nano-hydro Generator for Lighting in Mountain Areas.”

• “Experimental and numerical characterization of a full-scale portable hydrokinetic turbine prototype for river applications.”

• Persamaan dasar energi dan daya dalam laporan ini digunakan sebagai landasan teknik umum. Tambahkan buku teks atau standar yang benar-benar dirujuk dalam versi akhir, dan jangan mencantumkan sumber yang belum diperiksa.

L. Lampiran

Lampiran 1. Persamaan Dasar

Daya hidraulik berdasarkan beda tinggi efektif: Ph = ρ g Q H.

Pendekatan daya kinetik aliran: Pk = ½ ρ Q v².

Daya mekanik poros: Pm = Tω, dengan ω = 2πn/60 jika n dinyatakan dalam rpm.

Daya listrik DC: Pe = V I.

Efisiensi konversi keseluruhan: η = (Pe/Pin) × 100%, dengan Pin dipilih sesuai batas sistem dan metode pengukuran yang digunakan.

Simbol: ρ = massa jenis fluida (kg/m³); g = percepatan gravitasi (m/s²); Q = debit (m³/s); H = head efektif (m); v = kecepatan aliran (m/s); T = torsi (N·m); ω = kecepatan sudut (rad/s); n = putaran (rpm); V = tegangan (V); I = arus (A).

Lampiran 2. Dokumentasi Desain

Lampiran 3. Perhitungan Skenario Sungai Kecil

Asumsi: b = 0,50 m; h = 0,15 m; v = 0,50 m/s; ρ = 1000 kg/m³.

Debit: Q = b h v = (0,50)(0,15)(0,50) = 0,0375 m³/s = 37,5 L/s.

Daya kinetik aliran: P_air = ½ρQv² = ½(1000)(0,0375)(0,50²) = 4,6875 W ≈ 4,69 W.

Daya listrik hipotetis pada η = 10%: 0,4688 W; pada η = 20%: 0,9375 W; pada η = 30%: 1,4063 W. Efisiensi ini merupakan asumsi ilustratif dan bukan hasil pengukuran.

Keterbatasan: model ini menggunakan pendekatan energi kinetik aliran dan tidak memasukkan head efektif, koefisien penangkapan energi turbin, atau rugi-rugi aktual secara terpisah. Validasi memerlukan pengukuran lapangan dan spesifikasi generator.

اَلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِينَ

Wassalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh