Nama : Abdul
Rokhman
NPM :
20414047
Kelas : 4IC03
1.1 Pembangkit
Listrik Tenaga Air (PLTA)
Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) merupakan salah satu pembangkit
listrik yang menggunakan energi terbarukan berupa air. Salah satu keunggulan
dari pembangkit ini adalah responnya yang cepat sehingga sangat sesuai untuk
kondisi beban puncak maupun saat terjadi gangguan di jaringan. Selain kapasitas
daya keluarannya yang paling besar diantara energi terbarukan lainnya,
pembangkit listrik tenaga air ini juga telah ada sejak dahulu kala. Berikut ini
merupakan penjelasan singkat mengenai pembangkit listrik tenaga air serta
keberadaan potensi energi air yang masih belum digunakan.
Tenaga
air telah berkontribusi banyak bagi pembangunan kesejahteraan manusia sejak
beberapa puluh abad yang lalu. Beberapa catatan sejarah mengatakan bahwa
penggunaan kincir air untuk pertanian, pompa dan fungsi lainnya telah ada sejak
300 SM di Yunani, meskipun peralatan-peralatan tersebut kemungkinan telah digunakan
jauh sebelum masa itu. Pada masa-masa antara jaman tersebut hingga revolusi
industri, aliran air dan angin merupakan sumber energi mekanik yang dapat
digunakan selain energi yang dibangkitkan dari tenaga hewan. Perkembangan
penggunaan energi dari air yang mengalir kemudian berkembang secara
berkelanjutan sebagaimana dicontohkan pada desain tenaga air yang menakjubkan
pada tahun 1600-an untuk istana Versailles dibagian luar Paris, Prancis. Sistem
tersebut memiliki kapasitas yang sepadan dengan 56 kW energi listrik.
Sistem tenaga air mengubah energi dari air yang mengalir menjadi energi mekanik
dan kemudian biasanya menjadi energi listrik. Air mengalir melalui kanal (penstock) melewati kincir air atau turbin dimana air
akan menabrak sudu-sudu yang menyebabkan kincir air ataupun turbin berputar.
Ketika digunakan untuk membangkitkan energi listrik, perputaran turbin
menyebabkan perputaran poros rotor pada generator. Energi yang dibangkitkan
dapat digunakan secara langsung, disimpan dalam baterai ataupun digunakan untuk
memperbaiki kualitas listrik pada jaringan.
Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan
sumber listrik bagi masyarakat yang memberikan banyak keuntungan terutama bagi
masyarakat pedalaman di seluruh Indonesia. Disaat sumber energi lain mulai
menipis dan memberikan dampak negatif, maka air menjadi sumber yang sangat
penting karena dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang murah dan
tidak menimbulkan polusi. Selain itu, Indonesia kaya akan sumber daya air
sehingga sangat berpotensial untuk memproduksi energi listrik yang bersumber
daya air. Di Indonesia terdapat banyak sekali sungai-sungai besar maupun kecil
yang terdapat di berbagai daerah. Hal ini merupakan peluang yang bagus untuk
pengembangan energi listrik di daerah khususnya daerah yang belum terjangkau
energi listrik.
1.2 Bagian –
bagian utama dari PLTA
1. Bendungan
berfungsi menaikkan
permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air,
bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi. Bendungan atau
dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk,
danau, atau tempat rekreasi. Bendungan juga digunakan untuk mengalirkan air ke
sebuah Pusat Listrik Tenaga Air. Kebanyakan dam juga memiliki bagian yang disebut
pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau
berkelanjutan. Jenis bendungan antara lain:
Gambar 1.Bendungan
2. Turbin
Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi
energi mekanik. Air akan memukul sudu-sudu dari turbin sehingga turbin
berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari
berbagai jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dan lain-lain.
Turbin memiliki prinsip kerja yakni sebagai berikut
gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin
air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin
untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya
turbin merubah energi.
Gambar 2. Turbin
3. Generator
Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros
dan gearbox. Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet
didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus
AC.
Gambar 3. Komponen Generator Dalam
PLTA
4. Transformator
Berfungsi untuk mentransmisikan dan mengubah
energy dari ukuran satu keukuran yang lain. Transformator yang digunakan adalah
transformator step up. Karena digunakan untuk mengubah energi yang dihasilkan
generator menjadi energi yang lebih besar ukuranya.
5. Jalur Transmisi
Berfungsi untuk mengalirkan energy listrik dari PLTA menuju
konsumen listrikya itu rumah-rumah dan pusat industri.
1.3 Prinsip Kerja dari PLTA
Pada prinsipnya PLTA
mengolah energi potensial air diubah menjadi energi kinetis dengan adanya head,
lalu energi kinetis ini berubah menjadi energi mekanis dengan adanya aliran air
yang menggerakkan turbin, lalu energi mekanis ini berubah menjadi energi
listrik melalui perputaran rotor pada generator. Jumlah energi listrik yang
bisa dibangkitkan dengan sumber daya air tergantung pada dua hal, yaitu jarak
tinggi air (head) dan berapa besar jumlah air yang mengalir (debit).
Gambar 4. Proses kerja PLTA
Laju q dimana air jatuh dari ketinggian efektif h
tergantung dari besarnya luas penampang kanal. Jika luas penampang kanal
terlalu kecil, daya keluaran akan lebih kecil dari daya optimal karena laju
air q dapat lebih besar. Di lain pihak, ukuran kanal
tidak dapat dibuat besar secara sembarangan karena laju air q yang melalui kanal tergantung dari laju
pengisian air pada reservoir air di belakang bendungan.
Volume air pada reservoir dan ketinggian h yang
bersangkutan, tergantung dari laju air yang masuk ke dalam reservoir. Selama
musim kering, ketinggian air pada reservoir dapat berkurang karena jumlah air
dalam reservoir lebih sedikit. Selama musim hujan, ketinggiannya dapat naik
kembali karena air yang masuk dari berbagai aliran air yang mengisi bendungan.
Fasilitas pembangkit listrik tenaga air harus di desain untuk menyeimbangkan
aliran air yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik dan jumlah air
yang mengisi reservoir melalui sumber alami seperti curahan hujan, salju, dan
aliran air lainnya.
Pembangkit listrik tenaga
air merupakan aplikasi energi terbarukan yang terbesar dan paling matang secara
teknologi, dimana terdapat 678.000 MW kapasitas daya listrik yang terpasang di
seluruh dunia, yang menghasilkan lebih dari 22% listrik dunia (2564 TWh/tahun
pada 1998). Dalam hal ini, 27.900 MW merupakan pembangkit skala kecil yang
menghasilkan listrik 115 TWh/tahun. Di eropa barat, pembangkit listrik tenaga
air berkontribusi sebesar 520 TWh listrik pada tahun 1998, atau sekitar 19%
dari energi listrik di Eropa (sehingga menghindari emisi dari sejumlah 70 juta
ton CO2 per tahun-nya). Pada sejumlah negara di Afrika dan Amerika Selatan,
pembangkit listrik tenaga air merupakan sumber listrik yang menghasilkan lebih
90% kebutuhan energi listriknya. Gambar 2 memperlihatkan pembangkitan energi
listrik dari air dunia yang meningkat secara dinamis tiap tahunnya. Di samping
pembangkit listrik tenaga air yang berkapasitas besar yang telah ada, masih
terdapat ruang untuk pengembangan lebih jauh dimana diperkirakan hanya sekitar
10% dari total potensi air di dunia yang telah digunakan.
1.4 Klasifikasi
PLTA
Klasifikasi Pembangkit
Listrik Tenaga Air berdasarkan:
1. Berdasarkan tujuan
Hal ini disebabkan karena fungsi yang berbeda-beda misalnya
untuk mensuplai air, irigasi, kontrol banjir dan lain sebagainya disamping
produksi utamanya yaitu tenaga listrik.
2. Berdasarkan keadaan hidraulik
Suatu dasar klasifikasi pada pembangkit listrik tenaga air
adalah memperhatikan prinsip dasar hidraulika saat perencanaannya. Ada empat
jenis pembangkit yang menggunakan prinsip ini. Yaitu:
·
Pembangkit
listrik tenaga air konvensional yaitu pembangkit yang menggunakan kekuatan air
secara wajar yang diperoleh dari pengaliran air dan sungai.
·
Pembangkit
listrik dengan pemompaan kembali air ke kolam penampungan yaitu pembangkitan
menggunakan konsep perputaran kembali air yang sama denagn mempergunakan pompa,
yang dilakukan saat pembangkit melayani permintaan tenaga listrik yang tidak
begitu berat.
·
Pembangkit
listrik tenaga air pasang surut yaitu gerak naik dan turun air laut menunjukkan
adanya sumber tenaga yang tidak terbatas. Gambaran siklus air pasang adalah
perbedaan naiknya permukaan air pada waktu air pasang dan pada waktu air surut.
Air pada waktu pasang berada pada tingkatan yang tinggi dan dapat disalurkan ke
dalam kolam untuk disimpan pada tingkatan tinggi tersebut. Air akan dialirkan
kelaut pada waktu surut melalui turbin-turbin.
·
Pembangkit
listrik tenaga air yang ditekan yaitu dengan mengalihkan sebuah sumber air yang
besar seperti air laut yang masuk ke sebuah penurunan topografis yang alamiah,
yang didistribusikan dalam pengoperasian ketinggian tekanan air untuk
membangkitkan tenaga listrik.
3. Berdasarkan Sistem
Pengoperasian
Pengoperasian bekerja dalam hubungan penyediaan tenaga
listrik sesuai dengan permintaan, atau pengoperasian dapat berbentuk suatu
kesatuan sistem kisi-kisi yang mempunyai banyak unit.
4. Berdasarkan Lokasi Kolam
Penyimpanan dan Pengatur.
Kolam yang dilengkapi dengan konstruksi bendungan/tanggul.
Kolam tersbut diperlukan ketika terjadi pengaliran tidak sama untuk kurun waktu
lebih dari satu tahun. Tanpa kolam penyimpanan, pembangkit/instalasi
dipergunakan dalam pengaliran keadaan normal.
5. Berdasarkan Lokasi dan
Topografi
Instalasi pembangkit dapat berlokasi didaerah pegunungan
atau dataran. Pembangkit di pegunungan biasanya bangunan utamanya berupa
bendungan dan di daerah dataran berupa tanggul.
6. Berdasarkan Kapasitas PLTA
Menurut Mesonyi:
1. Pembangkit listrik yang paling kecil
sampai dengan : 100 kW
2. Kapasitas PLTA yang terendah sampai
dengan : 1000 kW
3. Kapasitas menengah PLTA sampai
dengan : 10000 kW
4. Kapasitas tertinggi diatas : 10000
kW
7. Berdasarkan ketinggian tekanan air
·
PLTA
dengan tekanan air rendah kurang dari :dibawah 15 m
·
PLTA
dengan tekan air menengah berkisar :15 m – 70 m
·
PLTA
dengan tekanan air tinggi berkisar :71 m – 250 m
·
PLTA
dengaan tekanan air yang sangat tinggi :diatas 250 m
1.5 Kelebihan dan Kekurangan PLTA
Ada beberapa
keunggulan dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang dapat dirangkum
secara garis besar sebagai berikut :
1. Respon pembangkit listrik yang cepat
dalam menyesuaikan kebutuhan beban. Sehingga pembangkit listrik ini sangat
cocok digunakan sebagai pembangkit listrik tipe peak untuk kondisi beban puncak
maupun saat terjadi gangguan di jaringan.
2. Kapasitas daya keluaran PLTA relatif
besar dibandingkan dengan pembangkit energi terbarukan lainnya dan teknologinya
bisa dikuasai dengan baik oleh Indonesia.
3. PLTA umumnya memiliki umur yang
panjang, yaitu 50-100 tahun.
4. Bendungan yang digunakan biasanya
dapat sekaligus digunakan untuk kegiatan lain, seperti irigasi atau sebagai
cadangan air dan pariwisata.
5. Bebas emisi karbon yang tentu saja
merupakan kontribusi berharga bagi lingkungan.
Selain keunggulan yang telah
disebutkan diatas, ada juga efek negatif pembangunan PLTA/kerugiannya yaitu
sebagai berikut:
1. Pada lingkungan, yaitu mengganggu
keseimbangan ekosistem sungai/danau akibat dibangunnya bendungan.
2. Biaya investasi paling mahal.
3. Pembangunan bendungan memakan waktu
yang lama.
4. Memerlukan lahan yang luas.
5. Di samping itu terkadang, kerusakan
pada bendungan dapat menyebabkan resiko kecelakaan dan kerugian yang sangat
besar.
Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah ini adalah:
1. Pembangkit Listrik Tenaga Air
merupakan pusat pembangkit tanaga listrik yang mengubah energi potensial air (
energi gravitasi air ) menjadi energi listrik.
2. Cara kerja Pembangkit Listrik Tenaga
Air (PLTA) dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun)
menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik
menjadi energi listrik(dengan bantuan generator).
3. Komponen – komponen dasar PLTA
berupa dam, turbin, generator dan transmisi.
4. Untuk bisa menghasilkan energi
listrik dari air, harus melalui beberapa tahapan perubahan energi
5. Indonesia mempunyai potensi
pembangkit listrik tenaga air (PLTA) sebesar 70.000 mega watt (MW). Potensi ini
baru dimanfaatkan sekitar 6 persen atau 3.529 MW atau 14,2 % dari jumlah energi
pembangkitan PT PLN.
6. PLTA memiliki kelebihan dan
kekurangan tersendiri.
Daftar Pustaka
Tidak ada komentar:
Posting Komentar