Hidro Plta.docx

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Air memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan manusia. Tidak

ada satupun yang meragukan itu. Terbukti pada saat masyarakat mengeluh ketika air di saluran air tidak keluar. Manfaat air sangat dirasakan betul sebagai penyelamat” kehidupan. Salah satu pemanfaatan air yang cukup cerdas adalah dibentuknya pembangkit listrik tenaga air. Manfaat air yang cukup besar dan berpengaruh terhadap kehidupan manusia secara keseluruhan ini harusnya diimbangi dengan kesadaran menjaga sumber air yang ada di bumi. Membuang-buang air untuk sesuatu hal yang tidak perlu bukan pekerjaan yang mulia. Pemanfaatan air untuk digunakan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air akan jauh lebih berguna bagi kehidupan. Air dan listrik menjadi dua kebutuhan yang tidak bisa digantikan oleh apapun. Kegiatan sehari-hari akan sangat terganggu ketika pasokanair dan listrik terganggu. Oleh karena itu, upaya untuk menjaga agar dua hal tersebut tidak terjadi pun dilakukan. Jika membicarakan Pembangkit Listrik Tenaga Air, maka yang dibicarakan di sini adalah upaya untuk tetap menjaga agar pasokan listrik tetap ada.

1.2

Tujuan Adapun tujuan dari pembahasan makalah ini yaitu:

1.

Mengetahui pengertian dari pembangkit listrik tenaga air.

2.

Mengetahui konsep kerja pembangkit listrik tenaga air?

3.

Mengetahui cara kerja pembangkit listrik tenaga air?

4.

Mengetahui komponen-komponen dasar pada pembangkit listrik tenaga air.

5.

Mengetahui prinsip PLTA dan konversi energinya?

BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Pengertian pembangkit listrik tenaga air (PLTA) bekerja dengan cara

merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbinair) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator) Pembangkit listrik tenaga air konvensional bekerja dengan cara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air dibuang. Pada saat beban puncak air dalam lower reservoir akan di pompa ke upper reservoir sehingga cadangan air pada waduk utama tetap stabil. Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) bekerja 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). PLTA dapat beroperasi sesuai dengan perancangan sebelumnya, bila mempunyai Daerah Aliran Sungai (DAS) yang potensial sebagai sumber air untuk memenuhkebutuhan dalam pengoperasian PLTA tersebut. Pada operasi PLTA tersebut, perhitungan keadaan air yang masuk pada waduk / dam tempat penampungan air, beserta besar air yang tersedia dalam waduk / dam dan perhitungan besar air yang akan dialirkan melalui pintu saluran air untuk menggerakkan turbin sebagai penggerak sumber listrik tersebut, merupakan suatu keharusan untuk dimiliki, dengan demikian kontrol terhadap air yang masuk maupun yang didistribusikan ke pintu saluran air untuk menggerakkan turbin harus dilakukan dengan baik, sehingga dalam operasi PLTA tersebut, dapat dijadikan sebagai

dasar

tindakan

pengaturan

efisiensi

penggunaan

air

maupun

pengamanan seluruh sistem, sehingga PLTA tersebut, dapat beroperasi sepanjang tahun, walaupun pada musim kemarau panjang.

2.2

Komponen PLTA Komponen – komponen dasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan

transmisi. Dam berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin

memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. 2.2.1

Turbin Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi

mekanik. Air akan memukul sudut – sudut dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor listrik. Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja karena kecepatan air yang menghantam sudu. Prinsip Kerja Turbin Reaksi yaitu Sudu-sudu (runner) pada turbin francis dan propeller berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisi sudunya tetap (tidak bisa digerakkan). Sedangkan sudu-sudu pada turbin kaplan berfungsi sebagai sudusudu jalan, posisi sudunya bisa digerakkan (pada sumbunya) yang diatur oleh servomotor dengan cara manual atau otomatis sesuai dengan pembukaan sudu atur. Proses penurunan tekanan air terjadi baik pada sudu-sudu atur maupun pada sudu-sudu jalan (runner blade). Prinsip Terja Turbin Pelton berbeda dengan turbin rekasi Sudu-sudu yang berbentuk mangkok berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisinya tetap (tidak bisa digerakkan). Dalam hal ini proses penurunan tekanan air terutama terjadi didalam sudusudu aturnya saja (nosel) dan sedikit sekali (dapat diabaikan) terjadi pada sudusudu jalan (mangkok-mangkok runner).Air yang digunakan untuk membangkitkan listrik bisa berasal dari bendungan yang dibangun diatas gunung yang tinggi, atau dari aliran sungai bawah tanah. Karena sumber air yang bervariasi, maka turbin air didesain sesuai dengan karakteristik dan jumlah aliran airnya. Berikut ini merupakan berbagai jenis turbin yang biasa digunakan untuk PLTA.

2.2.2

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. Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah kutub melewati “coil” yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah yang kemudian menjadi listrik. Agar generator bisa menghasilkan listrik. Putaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan jumlah pasang kutub pada rotor, sesuai dengan persamaan: η = 60 . f / P dimana: η : putaran f : frekuensi P : jumlah pasang kutub 1.

Kumparan Banyak dan besarnya jumlah kumparan pada stator mempengaruhi besarnya daya listrik yang bisa dihasilkan oleh pembangkit

2. Magnet Magnet yang ada pada generator bukan magnet permanen, melainkan dihasilkan dari besi yang dililit kawat. Jika lilitan tersebut dialiri arus eksitasi dari AVR maka akan timbul magnet dari rotor. Sehingga didapat persamaan: E=B.V.L Dimana: E : Gaya elektromagnet B : Kuat medan magnet V : Kecepatan putar L : Panjang penghantar

2.2.3

Travo Travo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar

listrik tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Travo yang digunakan adalah travo step up. Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan travo step down. Pembangkit listrik tenaga air konvensional bekerja dengan cara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air dibuang. Saat ini ada teknologi baru yang dikenal dengan pumped-storage plant. 2.2.4

Bendungan 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: 1. Bendungan Beton a) Bendungan Gravitasi b) Bendungan Busur c) Bendungan Rongga 2. Bendungan Urugan a) Bendungan Urugan Batu b) Bendungan Tanah 3. Bendungan Kerangka Baja 4. Bendungan Kayu

2.3

Jenis-Jenis PLTA Pembagian tipe PLTA (Pusat Listrik Tenaga Air), berdasarkan 1. Caranya Mendapat Air a) PLTA tipe aliran sungai langsung (run of river hydro-power plant) b) PLTA tipe kolam tando (pondage hydro-power plant) c) PLTA tipe kolam tando tahunan (storage hydro-power plant) d) PLTA tipe pompa (pumped hydro-power plant)

2. Tujuan Pembangunannya a) PLTA tipe tujuan tunggal (single purpose hydro power plant) b) PLTA untuk tujuan serbaguna ( multi purpose hydro power plant) 3. Bebannya a) PLTA untuk memikul beban dasar (base load hydro power plant). Banyak dijumpai pada PLTA yang lama, misalnya PLTA Jelok, PLTA Timo, PLTA Cikalong dll. b) PLTA untuk memikul beban (peak load hydro power plant) 4. Tinggi Terjunnya a) PLTA dengan tinggi terjun rendah b) PLTA dengan tinggi terjun menengah (sedang) c) PLTA dengan tinggi terjun tinggi 5. Daya Terpasangnya a) PLTA Mikro Hidro Adalah pusat pembangkit listrik tenaga air yang daya terpasangnya sampai dengan 200 KW. Perlu diketahui bahwa batas 200 KW ini belum standar, misalnya PS Nigam M.E. PhD menggunakan batas 99 KW (bukan 200 KW). b) PLTA Mini Hidro Adalah pusat pembangkit listrik tenaga air yang daya terpasangnya diatas 200 KW sampai dengan daya terpasang 5 MW, contohnya terletak di sungai Sempor (Jawa Tengah). c) PLTA Adalah pusat pembangkit listrik tenaga air yang daya terpasangnya diatas 5 MW 6. Interkoneksi dan Karakteristik Bebannya a) PLTA yang dipakai untuk satu daerah yang menyalurkan tenaga listriknya terpisah dari sistim lainnya(isolated hydro power plant). Saat ini hanya dijumpai beberapa PLTA Mikro / PLTA Mini yang khusus untuk beroperasi didaerah tertentu. b) PLTA yang sambung menyambung dengan sistim pembangkit lainya baik PLTA, PLTU, PLTGU, PLTD dan atau PLTG (interconected hydro power plant). Hampir semua PLTA saat ini termamsuk didalam tipe ini.

7. Gedung Sentralnya a) PLTA yang gedung sentralnya terletak diatas tanah (on ground / above ground / open air hydro power plant). Misalnya PLTA panglima Besar Sudirman, PLTA Sutami, dll) b) PLTA yang gedung sentralnya terletak dibawah tanah (under ground hydro power station 8. Keadaan Generatornya a) PLTA tipe tertutup yaitu yang generatornya terletak didalam gedung (indoor type power station). Semua PLTA di negara kita termasuk di dalam tipe ini mengingat kelembabannya tinggi, untuk mencegah cepat rusaknya peralatan elektro mekanik agar biaya wajar. b) PLTA tipe terbuka yaitu generatornya terletak diluar yang diberi pelindung dan tidak memerlukan gedung sentral. Tipe ini sangat jarang dan hanya ada beberapa saja di dunia yang antara lain adalah PLTA hartel di Sungai Savannah (Amerika Serikat) yang daya terpasangnya 260 MW (4 unit). c) PLTA tipe setengan tertutup yaitu yang generatornya terletak di dalam ruangan yang tutupnya mudah dibuka dan tidak memerlukan gedung sentral. Misalnya PLTA Akosombo di Sungai Volta yang memanfaatkan air danau Akosombo yang adaya terpasangnya 786 Mw (6 unit).

BAB III KESIMPULAN

3.1

Kesimpulan

3.2

Saran

DAFTAR PUSTAKA

1. Harto, Rudy. 2012. “Pembersihan Sungai Dengan Program PLTA”. www.wepadb.net (Diakses pada tanggal 7 Desember 2016) 2. Rahmi, Halida dkk. 2015. “Optimasi pembangkit listrik tenaga arus laut”. download.portalgaruda.org (Diakses pada tanggal 7 Desember 2016) 3. Rompas, Parabelem. 2011. “Analisa Pembangkit Listrik Tenaga MikroHidro”. digilib.its.ac.id (Diakses pada tanggal 7 Desember 2016) 4. Tyas, Cahyaning dan Andawayati, Ussy. 2014. “Perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Air”. pengairan.ub.ac.id (Diakses pada tanggal 7 Desember 2016). 5. Winanti, Naftalin dkk. 2014. “Prototipe PLTA”. repository.uksw.edu (Diakses pada tanggal 7 Desember 2016).