Cara Kerja Beberapa Pembangkit.pdf

Jenis-jenis Pembangkit Tenaga Listrik Secara umum pembangkit tenaga listrik dikelompokkan menjadi dua bagian besar yaitu: pembangkit listrik thermis dan pembangkit listrik non-thermis. Pembangkit listrik thermis mengubah energi panas menjadi energi listrik, panas disini bisa dihasilkan oleh panas bumi, minyak, uap, dan yang lainnya. Hal ini dikatakan bahwa pembangkit thermis yang dihasilkan dari panas bumi mempunyai penggerak mula panas bumi biasanya disebut pembangkit panas bumi. Sedangkan pembangkit non thermis penggerak mulanya bukan dari panas, seperti pada pembangkit thermis penggerak mula inilah yang menentukan nama/jenis pembangkit tenaga listrik tersebut. Misalnya apabila penggerak mulanya berupa air maka air inilah yang menentukan jenis pembangkit tenaga non thermis tersebut biasanya disederhanakan sebutannya menjadi pembangkit listrik tenaga air (PLTA), dan lain sebagainya. Dari dua bagian besar ini dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis yaitu: A. Pembangkit Listrik Thermis : 1). Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). 2). Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). 3). Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). 4). Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG). 5). Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU). 6). Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). B. Pembangkit Listrik Non Thermis : 1). Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). 2). Pembangkit Listrik Tenaga Angin (PLTAngin). 3). Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Selain beberapa jenis yang disebutkan di atas, masih terdapat jenis pembangkit tenaga listrik yang lain, misalnya pembangkit listrik yang digerakkan oleh tenaga surya, energi gelombang laut dan energi angin. Dasar Sistem Tenaga Listrik Pada sistem tenaga listrik , terdapat beberapa komponen utama . Komponen tersebut terdiri atas Pembangkitan tenaga listrik, Transmisi tenaga listrik, serta Distribusi tenaga Listrik.Tiap komponen tersebut saling bergantung satu sama lain. Penjelasan tiap komponennya ada dibawah ini a) Pembangkit tenaga listrik (Pembangkitan) : Berfungsi membangkitkan energi listrik, dengan cara merubah potensi (energi) mekanik menjadi potensi (energi) listrik. b) Sistem transmisi ( penyaluran) : Proses menyalurkan energi listrik dari satu tempat ke tempat lain (dari pembangkit listrik ke gardu induk atau dari satu gardu induk ke gardu induk lainnya), dengan menggunakan penghantar yang direntangkan antara tiang-tiang (tower) melalui isolator-isolator, dengan sistem tegangan tinggi. c) Sistem distribusi (distribusi) : Pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke instalasi pemanfaatan (pelanggan). d) Instalasi milik pelanggan (pemanfaatan) : Pihak yang memanfaatkan energi listrik.

1   

Dasar Tenaga Listrik

1.Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) Solar Cell Power System

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), adalah pembangkit yang memanfaatkan sinar matahari sebagai sumber penghasil listrik. Alat utama untuk menangkap, perubah dan penghasil listrik adalah Photovoltaic atau yang disebut secara umum Modul / Panel Solar Cell. Dengan alat tersebut sinar matahari dirubah menjadi listrik melalui proses aliran-aliran elektron negatif dan positif didalam cell modul tersebut karena perbedaan electron. Hasil dari aliran elektron-elektron akan menjadi listrik DC yang dapat langsung dimanfatkan untuk mengisi battery / aki sesuai tegangan dan ampere yang diperlukan. Komponen inti dari sistem PLTS ini meliputi peralatan : Modul Solar Cell, Regulator / controller, Battery / Aki, Inverter DC to AC, Beban / Load. 2. Pambangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

Adalah pembangkit yang memanfaatkan aliran air sebagai sumber penghasil listrik. Alat utamanya adalah turbin, dengan turbin ini bisa menggerakan generator tersebut maka dapat dihasilkan arus listrik . Pembangkit ini lebih effisien dari pada pembangkit listrik tenaga surya didalam menghasilkan listriknya. PLTA ini tidak sembarang dapat digunakan karena medan yang akan dipasang harus memiliki aliran air (water flow) yang tinggi dan stabil biasanya digunakan dialiran bendungan / sungai. Untuk menggerakan turbin agar bisa berputar saja harus memiliki debit air 0.004 s/d 0.01 meter kubik per detik dan ketinggian air 10 s/d 22 meter dari permukaan turbin. Pembangkit ini bisa digunakan untuk skala kecil, menengah dan besar karena arus yang dihasilkan dalam 1 jam lebih besar serta membutuhkan investasi yang lebih murah ketimbang PLTS. Daerah yang cocok digunakan pembangkit ini adalah daerah aliran sungai dan bendungan.

2   

3. Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power)

Pembangkit Listrik Tenaga Angin (Wind Power), adalah pembangkit yang memenfaatkan hembusan angin sebagai sumber penghasil listrik. Alat utamanya adalah generator, dengan generator tersebut maka dapat dihasilkan arus listrik dari gerakan blade / baling-baling yang bergerak karena hembusan angin. Pembangkit ini lebih effisien dari pada pembangkit listrik tenaga surya didalam menghasilkan listriknya. Pembangkit ini tidak sembarang dapat digunakan karena medan yang akan dipasang harus memiliki hembusan / kecepatan angin yang tinggi dan stabil. Untuk menggerakan blade / baling-baling agar bisa berputar saja harus memiliki kecepatan angin 2 meter/detik dan untuk menghasilkan listrik yang stabil sesuai kapasitas generatornya rata-rata 6 s/d 10 meter/detik. Daerah yang cocok digunakan pembangkit ini adalah daerah pantai, pesisir, pegunungan. 4. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Sebenarnya bahan bakar pembangkit ini adalah air karena uap disini titimbulkan oleh air. Menariknya didalam PLTU terdapat proses yang terus menerus berlangsung dan berulang-ulang. Prosesnya antara air menjadi uap kemudian uap kembali menjadi air dan seterusnya. Proses inilah yang dimaksud dengan Siklus PLTU. Air yang digunakan dalam siklus PLTU ini disebut Air Demin (Demineralized), yakni air yang mempunyai kadar conductivity (kemampuan untuk menghantarkan listrik) sebesar 0.2 us (mikro siemen). Sebagai perbandingan air mineral yang kita minum sehari-hari mempunyai kadar conductivity sekitar 100 – 200 us. Untuk mendapatkan air demin ini, setiap unit PLTU biasanya dilengkapi dengan Desalination Plant dan Demineralization Plant yang berfungsi untuk memproduksi air demin ini. Secara sederhana bagaimana siklus PLTU itu bisa dilihat ketika proses memasak air. Mula-mula air ditampung dalam tempat memasak dan kemudian diberi panas dari sumbu api 3   

yang menyala dibawahnya. Akibat pembakaran menimbulkan air terus mengalami kenaikan suhu sampai pada batas titik didihnya. Karena pembakaran terus berlanjut maka air yang dimasak melampaui titik didihnya sampai timbul uap panas. Uap inilah yang digunakan untuk memutar turbin dan generator yang nantinya akan menghasilkan energi listrik.

5. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap

PLTGU adalah sebuah pembangkitan listrik dimana prosesnya terdiri dari dua yaitu proses dengan menggunakan Turbin Gas dan Turbin Uap. Biaya produksi dari PLTGU apabila menggunakan bahan bakar yang sama maka akan lebih murah biayanya apabila dibandingkan hanya dengan Turbin Gas saja. Komponen-komponen peralatan dari PLTGU adalah 1. Turbin Gas Plant 2. Heat Recovery Steam Generator ( HRSG ) 3. Steam Turbin Plant Yang terdiri atas HP & LP Turbin, Condensor dan Generator. Proses Produksi Listrik Adapun proses produksinya terdiri atas dua yaitu dengan menggunakan Turbin Gas Saja yang sering disebut dengan proses Open Cycle ( O/C ) dan dengan menggunakan Turbin Gas dan Turbin Uap yang sering disebut dengan Combine Cycle ( C/C ) dan inilah prinsip PLTGU. Prinsip kerjanya yaitu dalam suatu proses pembakaran harus membutuhkan tiga hal yaitu Bahan Bakar, Udara, dan Api. Udara luar dimasukkan ke kompressor untuk dikompresi sehingga 4   

tekanannya akan meningkat, udara yang telah dikompresi ini kemudian dimasukkan ke combustion chamber ( ruang bakar ), didalam ruang bakar terdapat prinsip segitiga api, dimana akan ada proses pembakaran udara oleh bahan bakar berupa fuel oil (HSD/high speed diesel) setelah dipicu oleh alat pemicu (igniter) sehingga akan menghasilkan gas yang bertekanan tinggi. Gas hasil pembakaran ini kemudian dialirkan ke turbin untuk menggerakkan turbin. Karena turbin berada pada satu poros dengan generator maka ketika turbin berputar secara otomatis generator juga akan berputar dan akan merubah energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin menjadi energi listrik. Gas buang dari sebuah operasi PLTG yang masih mempunyai temperature tinggi dimanfaatkan kembali untuk menguapkan air pada HRSG (heat recovery steam generator). Dari sinilah sumber uap diperoleh. 6. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

PLTD adalah suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit pembangkit dan sarana pembangkitan .Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik dan dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin Diesel Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran didalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang menggunakannya. Mesin diesel menghasilkan/mengeluarkan gas panas dari ketel dan selubung mesin jadi produksi energi termalnya cukup tinggi sehingga energi ini bisa digunakan untuk keperluan pembangkit yang berarti bisa dihemat biaya operasi pembangkit. Hal ini karena jumlah bahan bakar yang akan digunakan untuk memanaskan pembankit bisa ditiadakan dan kalau panasnya masih bersisa maka bisa dijual atau disimpan. Dengan demikian penggunaan PLTD untuk pembangkitan sendiri lebih menguntungkan dari pada menggunakan pembangkit PLN. Hal ini karena pada pembangkit PLN ada biaya transmisi/distribusi sedangkan pada pembangkitan sendiri selain tidak ada biaya transmisi/distribusi kemudian ditambah lagi dengan adanya hasil sampingan yang berupa energi termal yang bisa dimanfaatkan untuk memanaskan mesin pembangkit yang biasanya menggunakan bahan bakar sehingga bisa menghemat biaya bahan bakar. 7. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) Adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun boiling water 5   

reactor dapat d turun hingga h setenggah dayanyaa ketika malaam hari). Daaya yang dibangkitkan peer unit pemb mbangkit berk kisar dari 40 MWe hinggga 1000 MW We. Jenis-jen nis PLTN PLTN diikelompokkaan berdasarkkan jenis reaaktor yang digunakan. d Tetapi ada juga j PLTN yang menerapkkan unit-unit independenn, dan hal inni bisa mengggunakan jenis reaktor yaang berbeda..

Reaktorr Fisi Reaktor daya d fisi meembangkitkaan panas meelalui reaksi fisi nuklir dari d isotop fiissil uranium m dan plutonium m. Selanjutnnya reaktor daya d fissi dikkelompokkan lagi menjaadi: 

Reaktor theermal mengggunakan moderator R m n neutron untuuk melambbatkan atau mem moderate neu utron sehingga mereka dapat d menghhasilkan reakksi fissi selaanjutnya. Neutron yang dihasilk kan dari reakksi fissi mem mpunyai enerrgi yang tingggi atau dalam m keadaan cepat, c d e energinya attau dilambaatkan (dibuaat thermal) oleh modeerator dan harus diturunkan seehingga dap pat menjaminn kelangsunngan reaksi berantai. b Haal ini berkaiitan dengan jenis bahan bakar yang diguunakan reakktor thermall yang lebiih memilih neutron laambat ketimbang neeutron cepat untuk melakkukan reaksii fissi.



Reaktor cep R pat menjagaa kesinambuungan reaksii berantai taanpa memerrlukan modeerator neutron. Karrena reaktorr cepat mennggunkan jeenis bahan bakar b yang berbeda deengan reeaktor therm mal, neutron yang dihasiilkan di reakktor cepat tiidak perlu dilambatkan d guna m menjamin reeaksi fissi tetap t berlanngsung. Bolleh dikatakkan, bahwa reaktor theermal m menggunakan n neutron thhermal dan reaktor ceppat mengguunakan neutrron cepat dalam d prroses reaksii fissi masinng-masing. Keuntungan K reaktor ceppat diantarannya adalah siklus s bahan bakar nuklir yang dimilikinyaa dapat mennggunakan seemua uraniuum yang terddapat 6 

 

dalam uranium alam, dan juga dapat mentransmutasikan radio isotop yang tergantung di dalam limbahnya menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat secara inheren lebih menjamin kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor thermal. Lihat juga reaktor fast breeder. Karena sebagian besar reaktor cepat digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat dengan poliferasi nuklir. 

Reaktor Subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fissi.

Moderator Graffit: o o o o o

Magnoc Advanced Gas-cooled Reactor(AGR) High Temperatute Gas-cooled Reactor(HTGR) RBMK Pebble Bed Reactor(PBMR)

Moderator Air Berat: o o

SGHWR CANDU

Fusi Nuklir menawarkan kemungkinan pelepasan energi yang besar dengan hanya sedikit limbah radio aktif yang dihasilkan serta dengan tingkat keamanan yang lebih baik. Namun demikian, saat ini masih terdapat kendal-kendala bidang keilmuan, teknik dan ekonomi yang menghambat penggunaan energi fusi guna pembangkitan listrik. Keuntungan dan kekurangan Keuntungan PLTN dibandingkan dengan pembangkit daya utama lainnya adalah: 



 

Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) - gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas) Tidak mencemari udara - tidak menghasilkan gas-gas berbahaya sepert karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, merkuri, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal) Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan 7 

 



Ketersedian bahan K b bakarr yang melim mpah - sekalli lagi, karenna sangat seddikit bahan bakar b yang diperluk kan

Berikut ini berberapaa hal yang menjadi m kekuurangan PLTN N:  

Risiko kecelakaan nuklir R Limbah nukliir - Limbah Radio R Aktif tingkat tingggi yang dihaasilkan dapatt bertahan hiingga riibuan tahun

8. Pembaangkit Listrik k Tenaga Paanas Bumi Pembangkit Listrik L Tenagga Panas Buumi adalah Pembangkit Listrik L (Power generatorr) yang mennggunakan Panas P bumi (Geothermal ( l) sebagai ennergi penggeeraknya. Unttuk membanggkitkan listriik dengan paanas bumi diilakukan denngan mengebbor tanah di daerah yangg berpotensi panas bum mi untuk mem mbuat lubanng gas panas yang akan dimanfaatkan d n untuk memanasskan ketel uaap (boiler) sehingga uappnya bisa meenggerakkan turbin uap yang y tersambbung ke Generrator.Untuk panas p bumi yang y mempuunyai tekanaan tinggi, dappat langsungg memutar tuurbin generatorr, setelah uap p yang keluaar dibersihkaan terlebih dahulu. d Pembbangkit listriik tenaga pannas bumi term masuk sumb ber Energi terbaharui.

Pembangkit Listrik L tenagga geothermaal menggunaakan sumur dengan d kedaalaman samppai 1.5 KM atau a lebih un ntuk mencappai cadangann panas bumii yang sangaat panas. Bebberapa pembanggkit listrik in ni menggunaakan panas dari d cadangann untuk secaara langsungg menggerakkan turbin. Yang Y lainnya memompa air a panas berrtekanan tingggi ke dalam m tangki berttekanan renddah. Hal ini menyebabkan m n “kilatan paanas” yang digunakan d unntuk menjalaankan generaator turbin. Pembanggkit listrik paaling baru menggunakan m n air panas dari tanah unttuk memanaaskan cairan lain, seperti issobutene, yan ng dipanaskaan pada temp mperatur renddah yang lebiih rendah daari air. Ketika cairan inii menguap dan d mengembbang, maka cairan ini akkan menggerrakan turbin generator.

8   

Keuntungan Tenaga Panas Bumi Pembangkit listrik tenaga Panas Bumi hampir tidak menimpulkan polusi atau emisi gas rumah kaca. Tenaga ini juga tidak berisik dan dapat diandalkan. Pembangkit listik tenaga geothermal menghasilkan listrik sekitar 90%, dibandingkan 65-75 persen pembangkit listrik berbahan bakar fosil. Namun, sumber energy ini belum banyak dimanfaatkan.                                             9