Pompa Air Tenaga Air

Lahan pertanian di daerah pantai mempunyai potensi yang cukup baik dalam pengembangan kegiatan budi daya pertanian. Daerah ini mempunyai sumber daya yang belum dapat dimanfaatkan secara maksimal, seperti sumber air tanah yang relatif dangkal, tersedia energi angin yang cukup besar, tersedia energi fotosintesis yang besar, dan juga air tawar.

Berangkat dari hal itulah, tiga mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gajah Mada (UGM) kemudian melakukan penelitian mengenai sistem pengairan dengan kincir angin. Daerah yang dipilih adalah Pantai Kecamatan Tepus, Kabupaten Gunung Kidul, Daerah Istimewa Yogyakarta. Lahan pertanian di daerah ini membujur sepanjang jalur 3 km dari pantai. Ketiga mahasiswa tersebut adalah Suhermanto Agung Wibowo, Eka Sapto Haryanto, dan Pratama Wahyu Hidayat.

Merancang kincir angin tipe cretan (poros horisontal) untuk pemompaan air. Kegiatan dilakukan dari awal Agustus 2002 - akhir Nopember 2002. Hasil penelitian ini dipresentasikan pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (Pimnas) di Surakarta, beberapa waktu lalu.

Menurut mereka, ada beberapa pertimbangan dalam pemanfaatan energi angin. Yakni, karena angin merupakan sumber energi yang terpulihkan, di samping pengaruh terhadap lingkungan kecil dalam arti tidak menimbulkan polusi. Pemanfaatannya pun sesuai untuk daerah pedesaan karena sistem konversi energi angin skala kecil dapat menggunakan teknologi sederhana dan biaya pembuatan yang relatif murah.

Dalam penelitian ini dikembangkan model kincir angin tipe poros horisontal dengan melakukan penyederhanaan-penyederhanaan dari model yang kompleks. Kincir angin ini dilihat dari konstruksinya sederhana tapi penggunaannya sangat bermanfaat.

Mereka menyebut sedikitnya empat syarat yang harus dipenuhi untuk kincir angin ini. Yakni, kecepatan angin 8 km/jam dan terjadi selama 60 persen dari waktu. Debit sumur harus cukup untuk melayani (minimum beberapa jam/hari). Harus ada cadangan air minimum 3 hari kebutuhan. Angin harus bisa bebas mengenai baling-baling. Karena itu, baling-baling harus bisa diletakkan di atas menara yang tingginya 6 m dan baling-baling diberi pengarah.

Langkah awal yang dilakukan adalah membuat layar dari bahan aliminium dengan tebal 2 mm. Bentuk layar segi tiga sama kaki dengan alas 50 cm dan tinggi 60 cm sehingga luas tiap layar sebesar 0,15 m2. Dengan jumlah layar 6 buah maka luas layar seluruhnya adalah 0,894 m2.

Setelah itu, dibuat kerangka rotor kincir yang terdiri atas rangka radial, longitudial, dan aksial. Kerangka tersebut dibuat dari pipa 0,5 inci. Kerangka radial berjumlah enam batang dipasang pada flange pusat membentuk sudut 60 derajat satu dengan lainnya. Masing-masing ujung kerangka radial dihubungkan satu dengan lainnya oleh enam batang rangka aksial.

Diameter poros rotor 1 inci terbuat dari bahan besi karbon S50C. Poros tersebut disangga 2 buah bantalan peluru. Ujung poros dipasang roda gigi pinion untuk menggerakkan transmisi. Poros transmisi terbuat dari besi karbon S50C dengan diameter 1 inci. Roda gigi pinion dihubungkan dengan roda gigi transmisi untuk mereduksi putaran dengan perbandingan 1 : 1,8 dan mengubah arah putaran poros ke putaran satu buah poros engkol yang digunakan untuk menggerakkan satu buah pompa air.

Menara terbuat dari kerangka tiang dari pipa air berdiameter 2 inci. Pada satu sisi kerangka tiang berdiri pada empat kaki yang dibentuk segi empat, sedangkan pada sisi lain berdiri pada satu kaki. Tinggi kerangka 400 cm ukuran bagian atas menara 50 x 60 cm, sedangkan dasar menara berukuran 92 cm x 97 cm. Pipa-pipa tersebut dirakit dengan menggunakan las.

Syarat pemompaan dengan menggunakan kincir angin adalah daya kincir angin lebih besar dari daya pemompaan. Panjang langkah pompa teoritis 20 cm dan diameter pompa 9,5 cm sehingga debit pemompaan teoritis satu pompa adalah 500 ml per detik.

Setelah komponen penyusunan kincir angin selesai dibuat, kemudian dilakukan perakitan menjadi satu unit kincir angin untuk memompa air. Langkah selanjutnya adalah melakukan kegiatan pengecatan dan pelumasan pada bagian-bagian yang bergerak.

Teknisi bengkel mengerjakan berdasarkan gambar rancangan. Dalam pelaksanaannya, terjadi beberapa kali perubahan gambar rancangan karena adanya pertimbangan tertentu. Misalnya, perubahan rancangan pada penggunaan satu unit pompa piston dragon dan bahan layar. Maksud penggunaan satu unit pompa karena dari penelitian awal diketahui bahwa laju pengisian kembali air sumur sangat lambat, sehingga diperkirakan laju pengambilan air lebih besar dari laju pengisian kembali.

Perubahan berikutnya adalah rencana penggunaan kain parasut yang sedianya digunakan sebagai layar, diganti dengan menggunakan plat aluminium setebal 2 mm. Tujuannya, dengan penggunaan kain parasut telah terjadi pengurangan aliran udara, bahan aluminium lebih tahan lama dalam penggunan, dan pemakaian bahan tidak terlalu lebar.

Setelah semua komponen kincir angin dibuat, kemudian dirakit dan dilakukan pengujian fungsional untuk memeriksa kerja dari masing-masing komponen. Pelaksanaan uji fungsional dilakukan di tempat pembuatan. Pada uji fungsional tidak ditemukan masalah yang berarti. Untuk melakukan uji fungsioal di bengkel, lebih dulu semua komponen dirakit dan setelah dilakukan pengujian secara manual menunjukkan semua bagian dapat bekerja dengan baik. bur