Sebagai bagian dari pengembangan solusi energi terbarukan berskala kecil di lingkungan pendidikan, Kubiga Design turut berperan dalam merancang dan menganalisis sistem Pembangkit Listrik Tenaga Picohidro (PLTPH) dengan turbine tipe Vortex di PPYD Al-Ikhlas Putri, Kecamatan Singosari, Kabupaten Malang.
Proyek ini tidak hanya melibatkan proses desain teknis dan instalasi, tetapi juga riset eksperimental dalam pengaruh geometri sudu dan bentuk inlet air terhadap performa sistem pembangkitan. PLTPH tipe vortex dipilih karena kemampuannya beroperasi pada debit air kecil dan head rendah, menjadikannya sangat cocok untuk kondisi lingkungan pondok pesantren yang memiliki aliran air terbatas namun konstan.
Sistem & Potensi Energi Air
Sistem PLTPH ini dirancang untuk memanfaatkan potensi energi air dengan tinggi jatuh (head) sekitar 1,6 meter dan debit antara 0,006–0,009 m³/s, menghasilkan potensi daya antara 47–70 Watt. Dengan parameter tersebut, dipilih pendekatan vortex chamber — sebuah kolam bundar yang mengarahkan aliran air secara spiral menuju ke bawah, memutar turbin yang dipasang secara vertikal di tengah.
Air masuk melalui inlet melengkung yang dirancang secara khusus untuk mengarahkan aliran secara efisien, lalu keluar melalui saluran buangan di bawah kolam. Aliran vortex menciptakan gaya putar yang cukup untuk menggerakkan rotor turbin dan generator.at cocok untuk kondisi lingkungan pondok pesantren yang memiliki aliran air terbatas namun konstan.
Geometri Sudu & Inlet
Fokus utama dari proyek ini adalah menganalisis pengaruh perubahan bentuk sudu turbin dan bentuk saluran masuk (inlet) terhadap performa listrik yang dihasilkan. Kubiga Design merancang dan menguji dua variasi utama:
- Geometri sudu tipe lurus dan sudu spiral (melengkung)
- Water inlet tipe datar dan melengkung
Dari hasil pengujian, kombinasi sudu melengkung dengan inlet melengkung menghasilkan performa terbaik, dengan tegangan tertinggi mencapai 15,6 Volt dan arus hingga 0,29 Ampere, menghasilkan daya sekitar 4,5 Watt. Meski masih berskala pico (daya sangat kecil), konfigurasi ini menunjukkan peningkatan signifikan dibandingkan kombinasi lainnya, membuktikan bahwa bentuk sudu dan aliran masuk sangat memengaruhi efisiensi sistem.
Sistem ini menggunakan generator DC kecil berbasis magnet permanen, yang disesuaikan dengan torsi dan kecepatan rendah dari putaran vortex. Energi listrik yang dihasilkan masih dalam bentuk sederhana, namun cukup untuk kebutuhan penerangan ringan atau charging perangkat kecil, serta cocok sebagai media edukasi.
Pengujian dilakukan dalam kondisi tanpa beban dan berbeban ringan, menggunakan berbagai kombinasi resistansi. Diperoleh grafik hubungan antara variasi bentuk geometri dengan tegangan, arus, dan daya keluaran, yang kemudian dijadikan dasar pengambilan keputusan desain akhir.
Proyek ini dikembangkan tidak hanya untuk memenuhi kebutuhan energi alternatif, tetapi juga untuk tujuan edukatif di lingkungan pesantren. Sistem ini menjadi alat praktikum langsung yang mengajarkan prinsip dasar mekanika fluida, konversi energi, desain turbin, serta pengujian performa generator.
Dengan pendekatan ini, Kubiga Design tidak hanya berperan sebagai penyedia jasa desain teknis, tetapi juga sebagai mitra inovasi yang mendorong pemanfaatan energi terbarukan berbasis lokal. Sistem ini sangat potensial untuk direplikasi di wilayah pedesaan lain yang memiliki potensi air serupa, dengan penyesuaian desain sederhana, biaya rendah, dan perawatan minimal.