Mahasiswa Program Doktor Teknik Mesin, Departemen Teknik Mesin dan Industri (DTMI) UGM, Agato telah melaksanakan ujian tertutup pada Kamis (10/07), bertempat di Ruang Sidang A3 DTMI UGM. Dosen Teknologi Pengolahan Hasil Perkebunan Politeknik Negeri Pontianak tersebut dinyatakan lulus sebagai Dr. Agato dalam ujian tertutup terhadap disertasinya yang berjudul “OPTIMASI RANCANGAN SALURAN HIDROLIK DAN KINCIR AIR UNTUK PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR DENGAN HEAD SANGAT RENDAH”. Penguji dalam ujian tertutup ini adalah Prof. Ir. Budi Hartono, S.T., M.Pm., Ph.D., IPU., ASEAN Eng. sebagai Ketua Departemen, Prof. Dr. Eng. Ir. Deendarlianto, S.T., M.Eng. sebagai promotor, Prof. Dr. Ir. Indarto, DEA., IPM., ASEAN Eng. sebagai kopromotor, Dr.Eng. Ir.Adhika Widyaparaga, S.T., M.Biomed. sebagai penguji 1, Dr.Eng. Ir. Khasani, S.T., M.Eng., IPU., ASEAN Eng. sebagai penguji 2, dan Prof. Dr.Ing. Ir. Harwin Saptoadi, M.SE., IPM. ASEAN Eng. sebagai Ketua Program Studi.
Disertasi Agato membahas mengenai sistem pembangkit listrik tenaga air (PLTA) dengan head rendah yang memanfaatkan aliran sungai terus menjadi fokus pengembangan energi terbarukan berskala kecil. Sebuah penelitian terbaru mengkaji pengaruh kondisi operasi kincir, panjang saluran pembawa (head race/HR), dan bukaan pintu air (sluice gate opening/SGO) terhadap pola aliran air dan kinerja dua jenis kincir air: breastshot dan undershot, melalui pendekatan eksperimental dan numerik.
Pengujian dilakukan terhadap kincir air breastshot berdiameter 500 mm dan kincir air undershot dengan tiga variasi diameter: 420 mm, 350 mm, dan 280 mm. ”Semua kincir memiliki lebar 140 mm dengan jumlah sudu 14 untuk breastshot dan 10 untuk undershot,” papar Agato. Kincir dipasang dalam saluran uji dengan tinggi bendung 250 mm dan variasi panjang HR mulai dari 50 mm hingga 200 mm. Debit air konstan dijaga sebesar 0,014 m³/detik.
Simulasi numerik dilakukan secara rinci pada kondisi yang sama dengan eksperimen, dengan menggunakan metode Volume of Fluid (VOF) untuk memodelkan pergerakan permukaan bebas air, serta metode Sliding Mesh Interface (SMI) untuk menggabungkan domain statis dan berputar. Asumsi simetri lateral juga digunakan untuk menyederhanakan perhitungan.
Hasil eksperimen dan simulasi menunjukkan kecenderungan yang konsisten dalam perubahan nilai torsi dan daya yang dihasilkan kincir di berbagai kondisi. Untuk kincir breastshot, semakin lambat putaran kincir, semakin besar volume air yang menghantam sudu, menghasilkan torsi yang lebih besar. ”Pola torsi juga menunjukkan fluktuasi periodik yang berkaitan dengan jumlah sudut dan kecepatan putar, menunjukkan dinamika tekanan berkala di permukaan sudut,” jelasnya.
Pada sisi lain, untuk kincir undershot, peningkatan volume air akibat bukaan pintu air yang lebih besar menghasilkan tekanan depan dan belakang yang lebih tinggi pada sudut kincir, yang pada gilirannya meningkatkan torsi dan daya keluaran. Panjang HR yang lebih panjang juga berkontribusi terhadap peningkatan efisiensi, khususnya pada kincir breastshot.
Penelitian ini menunjukkan bahwa optimalisasi desain geometris dan parameter operasi seperti panjang HR dan bukaan SGO sangat berpengaruh terhadap performa kincir air, memberikan kontribusi penting bagi pengembangan micro-hydro yang efisien dan berkelanjutan.
Kontributor: Sani Wicaksono, S.E., M.M
Penyusun: Gusti Purbo Darpitojati, S.I.Kom.
