Suatu perkampungan terpencil memanfaatkan air terjun yang tingginya 20m untuk membuat PLTA mikro dengan tegangan keluaran 220 V. Efisiensipengubahan energi air terjun menjadi energi listrik50%. Berapakahbesarnya debit air terjun tersebut jika dari generator itu dapat ditarik aruslistrik 100 A tanpa menyebabkan drop tegangan pada generator? (UM UNDIP2009)

Pembahasan

Diketahui: h = 20 m V = 220 V η = 50% I = 100 A Ditanya: Q = ... ? Penyelesaian: Ketika air terjun digunakan sebagai energi masukan untuk menghasilkan listrik, maka perubahan energi yang terjadi adalah energi potensial menjadi energi listrik. Berdasarkan jenis tersebut, maka besaran efisiensi dirumuskan oleh: η = Ep W l i s t r ik ​ ​ × 100% η = m × g × h V × I × t ​ × 100%. Mengingat bahwa massa memiliki hubungan dengan volume dan massa jenis, serta fluida yang mengalir adalah air sehingga memiliki debit aliran ( Q ), maka persamaan di atas ditulis kembali menjadi bentuk berikut ini. η = ρ × V o l u m e × g × h V × I × t ​ × 100% η = ρ × g × h V × I ​ × V o l u m e t ​ × 100% η = ρ × g × h V × I ​ × Q 1 ​ × 100% Q = η × ρ × g × h V × I ​ × 100%. Substitusi data pada soal maka diperoleh: Q = η × ρ × g × h V × I ​ × 100% Q = 50% × 1.000 × 10 × 20 220 × 100 ​ × 100% Q = 0 , 22 m 3 / s Q = 220 L / s . Dengan demikian, besarnya debit air terjun tersebut 220 L/s. Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah B.