Ancient Water Wheel

     Foto di atas adalah contoh aplikasi kincir konvensional. Kincir seperti ini memiliki konstruksi sudu (blade) yang tetap. Sudut serang terhadap arah aliran dan posisi ketika tecelup akan selalu sama. Kincir tersebut memiliki dimensi sebagai berikut :

• lebar kincir       : 2,5 meter
• diameter kincir  : 3 meter
• kedalaman sudu tercelup : 0,5 meter
• lebar saluran      : 4 meter
• dalam saluran    : 2,3 meter

     Pada angka yang dicetak merah telihat bahwa sebenarnya ada sekitar 1,8 meter aliran di bawah kincir yang tidak dimanfaatkan. Apakah tidak mubazir? Melihat dari segi efisiensi, ini jelas penyia-nyiaan potensi energi. Tetapi apa yang terlihat, belum tentu akan sama penilaiannya dengan orang yang melakukan. 

Kenyataannya, kincir tersebut berputar dengan lancar dengan sudu tercelup hanya 0,5 meter. Apa yang terjadi jika diemeternya diperbesar hingga hanya menyisakan 0,3 meter celah di dasar saluran? Sehingga sudu tercelup menjadi 2 meter? Secara teori, energi yang dibawa aliran seluas itu akan berkali-kali lipat dari dimensi kincir semula.Tetapi kenyataannya, justru kemungkinan tidak ada energi yang dapat dibangkitkan oleh kincir.

Kenapa???

     Seperti disinggung pada posting sebelumnya, kelemahan kincir konvensional adalah efek tahanan air. Sifat air yang incompressible menyebabkan sudu yang akan tercelup "terpaksa" bersusah-payah menyibak air di bawahnya sehingga air di depan yang akan mendorong justru tertahan. Hal yang sama terjadi ketika sudu mulai berputar meninggalkan permukaan air (sisi belakang kincir). Kolom air seluas lebar sudu terpaksa terangkat karena dorongan air di depannya. Hal ini menyebabkan putaran tersendat-sendat. 

Jika kita membuat kincir yang sudu tercelupnya  hanya sedikit, sekitar 0,5 meter pada contoh di atas...efek tersendatnya tidak akan tampak, hanya ada suara pukulan air oleh sudu depan dan air buangan terlihat sangat berolak. 

     Tetapi jika dibuat menjadi 2 meter tercelup, dengan lebar 2,5 meter...itu seperti mencoba membenamkan 2 lembar triplek secara serentak dan dalam waktu bersamaan mengangkatnya (sudu depan dan belakang). Dapat dibayangkan betapa berat usaha memindahkan air tersebut. Padahal yang diperlukan adalah merubah dorongan sepenuhnya aliran air menjadi putaran di poros kincir tanpa harus tertahan oleh ritual menekan dan mengangkat air.

   Inilah sebabnya teknologi kincir air konvensional sudah ditinggalkan sejak 1900-an, karena untuk mengatasi efek tahanan air...salah satu caranya adalah selalu membuat sudut antara sudu dan arah aliran selalu mendekati tegak lurus sepanjang waktu, baik ketika mulai tercelup maupun ketika terangkat. Hal ini dahulu diatasi dengan membuat kincir dengan diameter raksasa...hingga 300-an meter.

 Foto kincir air Lady Isabella, 1854.