Makalah Fisika Energi Kita Tu.docx

MAKALAH FISIKA ENERGI ENERGI AIR

OLEH: ALIA HANAFIA FADLI/15034018 ONNY GUSTIRA /15034012 HANIFAH HUTAMI/15034062

DOSEN PEMBIMBING : RAMLI, M.Si

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2018

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Energi yang sering kita pakai sehari-hari semakin lama semakin berkurang atau menipis. Karena banyaknya pemakaian yang tidak terkontrol sehingga menimbulkan kelangkaan atau bahkan habis sama sekali. Untuk itu sekarang perlu dipikirkan adanya energi alternative untuk pengganti dari energi yang biasanya sering dipakai . Energi alternatif adalah istilah yang merujuk kepada semua energi yang dapat digunakan yang bertujuan untuk menggantikan bahan bakar konvensional tanpa akibat yang tidak diharapkan dari hal tersebut. Umumnya, istilah ini digunakan untuk mengurangi penggunaan bahan bakar hidrokarbon yang mengakibatkan kerusakan lingkungan akibat emisi karbon dioksida yang tinggi, yang

berkontribusi

besar

terhadap

pemanasan

global

berdasarkan

Intergovernmental Panel on Climate Change. Selama beberapa tahun, apa yang sebenarnya dimaksud sebagai energi alternatif telah berubah akibat banyaknya pilihan energi yang bisa dipilih yang tujuan yang berbeda dalam penggunaannya. Istilah "alternatif" merujuk kepada suatu teknologi selain teknologi yang digunakan pada bahan bakar fosil untuk menghasilkan energi. Teknologi alternatif yang digunakan untuk menghasilkan energi dengan mengatasi masalah dan tidak menghasilkan masalah seperti penggunaan bahan bakar fosil. Tenaga air pada dasarnya adalah sebuah kekuatan yang berasal dari energi air yang mengalir. Hal pertama yang perlu diketahui adalah tenaga air merupakan sumber energi bersih yang terbarukan dan tidak mencemari planet kita dengan emisi CO2 yang berbahaya, tidak seperti pembakaran pada bahan bakar fosil. Meskipun tenaga air tidak menimbulkan polusi udara dan tidak berkontribusi pada masalah perubahan iklim seperti pada bahan bakar fosil, tenaga air tidak sepenuhnya merupakan sumber energi ramah lingkungan.

Energi air adalah energi yang telah dimanfaatkan secara luas di Indonesia yang dalam skala besar telah digunakan sebagai pembangkit listrik. Beberapa perusahaan di bidang pertanian bahkan juga memiliki pembangkit listrik sendiri yang bersumber dari energi air. Di masa mendatang untuk pembangunan pedesaan termasuk industri kecil yang jauh dari jaringan listrik nasional, energi yang dibangkitkan melalui sistem mikrohidro diperkirakan akan tumbuh secara pesat.

I.2 Rumusan Masalah Pada penulisan makalah ini perumusan masalah antara lain : 1. Berasal dari manakan sumber-sumber energi air ? 2. Bagaimana pemanfaatan energi air ? 3. Bagaimana potensi PLTA dan Mikrohidro di Indonesia ? 4. Apa sajakah kekurangan dan kelebihan dari energi air di Indonesia ?

I.3 Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah 1. Untuk mengetahui sumber-sumber energi air 2. Memberikan informasi potensi energi air di Indonesia 3. Mengetahui pemanfaatan energi air serta kekurangan dan kelebihan energi air serta potensi energi air di Indonesia

I.4 Manfaat Dari pembuatan makalah ini diharapkan dapat berguna bagi proses pembelajaran mengenai energi konvensional dan energi non konvensional terutama mengenai Energi Air yang menjadi fokus pada pemabahasan di makalah ini.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Air Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir). Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai. Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya head dan debit air. Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air memiliki dua atom hidrogen kovalen terikat pada atom oksigen tunggal. Air muncul di alam dalan semua tiga negara umum dari materi dan dapat mengambil berbagai bentuk di bumi seperti uap air dan awan di langit, air laut dan gunung es dilautan kutub, gletser dan sungai-sungai di pegunungan, dan cairan pada akuifer. Pada suhu dan tekana yang tinggi, seperti di pedalaman planet raksasa, ia berpendapat bahwa air ada air inonik dimana molekul terurai menjadi sub ion hidrogen dan oksigen, dan pada tekanan bahkan lebih tinggi sebagai air superionik dimana oksigen mngkristal tetapi ion hidrogen mengapung dengan bebas dalam kisi oksigen.

2.2 Sumber-sumber energi air 2.2.1 Energi Kandungan Mekanis Air a. Air Terjun

Pada dasarnya ada 3 faktor utama dalam penentuan pemakaian suatu potensi sumber tenaga air untuk pembangkit tenaga listrik, yaitu : 

Jumlah air yang tersedia



Tinggi terjun yang bisa dimanfaatkan



Jarak Lokasi

Perlu kita ketahui bahwa potensi energi air terjun adalah memanfaatkan energi dari ketinggian atau potensial yang selanjutnya dikonversi menjadi energi kinetik untuk menggerakkan sirip dan memutar turbin selanjutnya dirubah menjadi energi listrik. Menurut perkiraan, potensi tenaga air yang dapat diperoleh secara teoritis adalah 48,23.1012

Kwh setahun atau 11,011 GW, bila

diperhitungkan faktor kapasitas besar 50 %. Dari jumlah ini, potensi secara teknis dapat dikembangkan diperkirakan sebanyak 19,39.1012 Kwh atau 4,426 GW. Pemanfaatan sumber air yang belum optimal sesuai dengan teoritis karena disebabkan kondisi geografis antara sumber energi air dengan pusat pembangkit serta transmisi yang menghubungkan antara pusat pembangkit listrik dengan konsumen listrik.

b. Energi Pasang Surut Pada dasarnya, antara tenaga pasang surut dan tenaga air konvensional terdapat kesamaan, yaitu keduanya adalah tenaga air, yang memanfaatkan grafitasi tinggi jatuh air untuk pembangkit tenaga listrik. Perbedaan utama secara garis besar adalah sebagai berikut: o Pasang surut menyangkut aurs air periodik dua arah dengan dua kali pasang dan dua kali surut tiap hari. o Operasi di lingkungan air laut memerlukan bahan-bahan kontruksi yang lebih tahan korosi. o Tinggi jatuh relatih sangat kecil (maks 11 m) bila dibandingkan dengan instalasi hidro lainya.

Berdasarkan pengalaman, energi yang dapat dimanfaatkan adalaha sekitar 8 sampai 25% dari seluruh energi teoritis yang ada, Untuk mendapatkan efisiensi yang tinggi, sebuah instalasi pasang surut harus memasang kapasitas pembangkit listrik yang relatif lebih besar. Di lain pihak pusat lisrik tenaga pasang surut tidak tergantung pada perubahan musim sebagaimana halnya dengan sungai biasa. c. Energi Ombak dan Arus Hulls merumuskan daya yang terkandung dalam ombak mempunyai bentuk sebagai berikut : P = b.g.T.H²/64 Π Dimana :

P = Daya b = Berat Jenis g = Gravitasi T = Periode H = tinggi ombak rata-rata

Menurut hulls deretan ombak yang terdapat disekitar pantai selandia baru, mempunyai tinggi rata-rata 1 meter dan periode 9 sekon, mempunyai daya sebesar 4,3 KW/meter Panjang ombak. Melalui sistem transmisi, secara hidrolik atau melalui roda gigi,gerakan seputar engsel dapat menjalankan suatu generator yang membangkitkan tenaga listrik.Menurut penelitian para ahli,suatu deretan rakit sepanjang 1000 Km akan dapat membangkitkan tenaga listrik yang setara dengan 25000 MW. Bentuk desain lain, berdasarkan pengalaman para pelaut, bahwa bila ada sebuah pulau kecil ditengah laut, bahwa ombak-ombak itu bila mendekati pulau tersebut akan memutar mengelilingi pulau itu. Dalam desain ini Wirt dan Morrow membuat atol bendungan berupa sebuah bangunan bahwa air berbentuk kuba, bergaris tengah lebih kurang 80 meter,yang dapat memnfaatkan efek sebuah atol.

Gelombang laut akan memecah diatas kuba, membentuk spiral alamiah dan mendorong serta menggerakan suatu deretan daun suduh baling-baling ditengah bangunan itu, yang ada gilirannya menjalankan sebuah generator. Dalam lautan terdapat arus-arus yang kuat,dengan air laut yang berpindah sampai sejauh 1 atau 2000 KM,dengan kecepatan dan pada ketinggian yang berbeda-beda. Dapat terjadi bahwa pada permukaan laut, air mengalir dengan kecepatan 1 sampai 2 KM/jam, Sedangkan 100 meter dibawahnya air mengalir dengan kecepatan 3 sampai 4 Km/jam dengan arah yang berlainan. Gaya-gaya ini dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan tenaga listrik dengan mempergunakan roda-roda air yang besar. Energi gelombang laut/ombak laut adalah energi yang dihasilkan dari pergerakan gelombang laut menuju daratan dan sebaliknya. Pada dasarnya pergerakan laut yang menghasilkan gelombang laut terjadi akibat dorongan pergerakan angin. Angin timbul akibat perbedaan tekanan pada 2 titik yang diakibatkan oleh respons pemanasan udara oleh matahari yang berbeda di kedua titik tersebut. Mengingat sifat tersebut maka energi gelombang laut dapat dikategorikan sebagai energi terbarukan.Gelombang laut secara ideal dapat dipandang berbentuk gelombang yang memiliki ketinggian puncak maksimum dan lembah minimum.

Gambar 3. Prinsip kerja pembangkit listrik tenaga ombak Pada selang waktu tertentu, ketinggian puncak yang dicapai serangkaian gelombang laut berbeda-beda, bahkan ketinggian puncak ini berbeda-beda untuk

lokasi yang sama jika diukur pada hari yang berbeda. Meskipun demikian secara statistik dapat ditentukan ketinggian signifikan gelombang laut pada satu titik lokasi tertentu.Bila waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut dihitung dari data jumlah gelombang laut yang teramati pada sebuah selang tertentu, maka dapat diketahui potensi energi gelombang laut di titik lokasi tersebut. Potensi energi gelombang laut pada satu titik pengamatan dalam satuan kw per meter berbanding lurus dengan setengah dari kuadrat ketinggian signifikan dikali waktu yang diperlukan untuk terjadi sebuah gelombang laut. Berdasarkan perhitungan ini dapat diprediksikan berbagai potensi energi dari gelombang laut di berbagai tempat di dunia. Dari data tersebut, diketahui bahwa pantai barat Pulau Sumatera bagian selatan dan pantai selatan Pulau Jawa bagian barat berpotensi memiliki energi gelombang laut sekitar 40 kw/m. Pada dasarnya prinsip kerja teknologi yang mengkonversi energi gelombang laut menjadi energi listrik adalah mengakumulasi energi gelombang laut untuk memutar turbin generator. Karena itu sangat penting memilih lokasi yang secara topografi memungkinkan akumulasi energi. Meskipun penelitian untuk mendapatkan teknologi yang optimal dalam mengkonversi energi gelombang laut masih terus dilakukan, saat ini, ada beberapa alternatif teknologi yang dapat dipilih. Alternatif teknologi yang diprediksikan tepat dikembangkan di pesisir pantai selatan Pulau Jawa adalah Teknologi Tapered Channel (Tapchan). Prinsip teknologi ini cukup sederhana, gelombang laut yang datang disalurkan memasuki sebuah saluran runcing yang berujung pada sebuah bak penampung yang diletakkan pada sebuah ketinggian tertentu (lihat gambar a). Air laut yang berada dalam bak penampung dikembalikan ke laut melalui saluran yang terhubung dengan turbin generator penghasil energi listrik. Adanya bak penampung memungkinkan aliran air penggerak turbin dapat beroperasi terus menerus dengan kondisi gelombang laut yang berubah-ubah. Teknologi ini tetap memerlukan bantuan mekanisme pasang surut dan pilihan topografi garis pantai yang tepat. Teknologi ini telah dikembangkan sejak tahun 1985.

Alternatif teknologi pembangkit tenaga gelombang laut yang lebih banyak dikembangkan adalah teknik osilasi kolom air (the oscillating water column). Teknologi ini telah dikembangkan BPPT dengan didirikannya sebuah Pembangkit Listrik Bertenaga Ombak (PLTO) di Yogyakarta, yaitu model Oscillating Water Column. Kolom air yang berosilasi (Oscillating Water Column). Alat ini membangkitkan listrik dari naik turunnya air akibat gelombang dalam sebuah pipa silindris yang berlubang. Naik turunnya kolom air ini akan mengakibatkan keluar masuknya udara di lubang bagian atas pipa dan menggerakkan turbin. Tujuan didirikannya PLTO ini adalah untuk memberikan model sumber energi alternatif yang ketersediaan sumbernya cukup melimpah di wilayah perairan pantai Indonesia. Model ini menunjukan tingkat efisiensi energi yang dihasilkan dan parameter-parameter minimal hiroosenografi yang layak, baik itu secara teknis maupun ekonomis untuk melakukan konversi energi.

Gambar 4. Prinsip kerja PLTO

Dalam PLTO ini proses masuk dan keluarnya aliran ombak pada suatu ruangan tertentu (khusus) dapat menyebabkan terdorongnya udara keluar dan masuk melalui sebuah saluran di atas ruang khusus tersebut. Apabila diletakkan sebuah turbin di ujung saluran tersebut, maka aliran udara yang keluar masuk akan memutar turbin yang menggerakkan generator. Kelemahan dari model ini adalah aliran keluar masuk udara dapat menimbulkan kebisingan, akan tetapi karena aliran ombak sudah cukup bising umumnya ini tidak menjadi masalah besar. 2.2.2 Energi Air Kandungan Termis 3.2.2.1 Konversi Energi Panas Laut Pada teknologi konversi energi panas laut atau KEPL (Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC), siklus Rankine digunakan untuk menarik arusarus

energi termal yang memiliki sekurang-kurangnya selisih suhu sebesar

20oC. Pada saat ini terdapat dua siklus daya alternatif yang dikembangkan, yaitu siklus Claude terbuka dan siklus tertutup. Siklus terbuka dengan mendidihkan air laut yang beroperasi pada tekanan rendah,

menghasilkan

uap

air

panas

yang

melewati

turbin

penggerak/generator. Siklus tertutup menggunakan panas permukaan laut untuk menguapkan fluida pengerak dengan Amonia atau Freon. Uap panas menggerakan turbin, kemudian turbin berkerja menghidupkan generator untuk menghasilkan listrik. Prosesnya, air laut

yang

hangat

dipompa melewati

tempat pengubah dimana fluida pemanas tekanan rendah diuapkan hingga menjalankan turbo-generator. Air dingin dari dalam laut dipompa melewati pengubah kedua mengubah uap menjadi cair kemudian dialiri kembali dalam sistem. Dalam siklus Claude terbuka, air laut digunakan sebagai medium kerja maupun sebagai sumber energi. Air hangat yang berasal dari permukaan laut diuapkan dalam suatu alat penguap (flash evaporator) dan menghasilkan uap

air dengan tekanan yang sangat rendah, lk 0,02 hingga 0,03 bar dan suhu kira-kira

20oC. Uap

itu memutar sebuah turbin uap yang merupakan

penggerak mula bagi generator yang menghasilkan energi listrik (Gambar 1). Karena tekanan uap itu rendah sekali maka ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar. Setelah melewati turbin, uap yang sudah dimanfaatkan dialirkan ke sebuah kondensor yang

menghasilkan air tawar. Kondensor

didinginkan oleh air laut yang berasal dari lapisan bawah permukaan laut. Dengan demikian, metode dengan siklus Claude ini menghasilkan energi listrik maupun air tawar. Masalah dengan metode ini adalah bahwa ukuran-ukuran turbin menjadi sangat besar karena tekanan uap yang begitu rendah. Sebagai contoh, sebuah modul sebesar 10 MW yang terdiri atas penguap, turbin dan kondensor, akan memerlukan ukuran garis tengah dan panjang 100 meter.

Gambar 1.Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Terbuka)

Dalam kaitan ini maka metode kedua, yaitu dengan siklus tertutup, merupakan pilihan yang pada saat ini lebih disukai dan digunakan banyak proyek percobaan. Seperti yang terlihat pada gambar 2, air permukaan yang hangat dipompa ke sebuah penukar panas atau evaporator, dimana energi panas dilepaskan kepada suatu medium kerja, misalnya amonia. Amonia cair itu akan berubah menjadi gas dengan tekanan kira-kira 8,7 bar dan suhu lk 21oC. Turbin berputar menggerakkkan generator listrik yang menghasilkan energi listrik. Gas amonia akan meninggalkan turbin pada tekanan kira-kira 5,1 bar dan suku lk 11oC dan kemudian di bawa ke kondensor. Pendinginan pada kondensor mengakibatkan gas amonia itu kembali menjadi bentuk benda cair.

Gambar 2.Skema Prinsip Konversi Energi Panas Laut (Siklus Tertutup

Gambar 3. PLT-PL Di Pantai dan Di Laut

2.3 Potensi dan Pemanfaatan Energi Air di Indonesia Potensi air sebagai sumber energi terutama digunakan sebagai penyedia energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air maupun mikrohidro. Potensi tenaga air di seluruh Indonesia diperkirakan sebesar 75684 MW. Potensi ini dapat dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas 100 MW ke atas dengan jumlah sekitar 800. Banyaknya sungai dan danau air tawar yang ada di Indonesia merupakan modal awal untuk pengembangan energi air ini. Namun eksploitasi terhadap sumber energi yang satu ini juga harus memperhatikan ekosistem lingkungan yang sudah ada. Pemanfaatan energi air pada dasarnya adalah pemanfaatan energi potensial gravitasi. Energi mekanik aliran air yang merupakan transformasi dari energi potensial gravitasi dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin atau kincir. Umumnya turbin digunakan untuk membangkitkan energi listrik sedangkan kincir untuk pemanfaatan energi mekanik secara langsung. Pada umumnya untuk mendapatkan energi mekanik aliran air ini, perlu beda tinggi air yang diciptakan dengan menggunakan bendungan. Akan tetapi dalam menggerakkan kincir, aliran air pada sungai dapat dimanfaatkan ketika kecepatan alirannya memada. Pembangkit listrik mikrohidro mengacu pada pembangkit listrik dengan skala di bawah 100 kW. Banyak daerah pedesaan di Indonesia yang dekat dengan aliran sungai yang memadai untuk pembangkit listrik pada skala yang demikian. Diharapkan dengan memanfaatkan potensi yang ada di desa-desa tersebut dapat memenuhi kebutuhan energinya sendiri dalam mengantisipasi kenaikan biaya energi atau kesulitan jaringan listrik nasional untuk menjangkaunya. Indonesia merupakan negara maritim yang memiliki begitu banyak sumber daya alam seperti minyak bumi, gas alam, batubara serta potensi-potensi lainnya . Air merupakan salah satu potensi terbesar yang dimiliki oleh Indonesia sebagai Pembangkit listrik selain karena ramah lingkungan PLTA juga merupakan pemasok sekitar 70.000 MW listrik yang ada di Indonesia, berikut beberapa contoh PLTA di Indonesia : 1. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Angkup Terdapat di Provinsi DI Aceh 2. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Cibadak Terdapat di Provinsi Jawa Barat 3. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Saguling Terdapat di Provinsi Jawa barat 4. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Selorejo Terdapat di Provinsi Jawa Timur

5. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Sempor Terdapat di Provinsi Jawa Tengah 6. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Sentani Terdapat di Provinsi Papua 7. Pembangkit Listrik Tenaga Air PLTA Tes Terdapat di Provinsi Bengkulu

Hal ini membuktikan bahwa indonesia benar-benar berpotensi untuk menggunakan air sebagai pembangkit listrik yang kedepannya nanti bisa lebih dikembangkan lagi agar tidak terlalu bergantung ke energi fossil yang semakin hari semakin menipis. 2.4 Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) PLTA adalah salah satu pembangkit yang memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir (dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator). Komponen PLTA yang paling konvensional mempunyai empat komponen utama sebagai berikut : 1. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi. 2. Turbine, 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 kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik. 3. Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika balingbaling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. Generator di PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit listrik lainnya. 4. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.

Keterangan : 1.

Waduk = tempat nampung air sungai

2.

Main Gate = pintu air utama

3.

Bendungan = penahan laju sungai

4.

Penstock = pipa yang nyalurin air dr waduk ke pembangkit

5.

Katup Utama = katup buka/tutup

6.

Turbin = yang digerakan sama air

7.

Generator = pengubah E mekanik jadi E listrik

8.

Draftube = penampung air sebelum dibuang

9.

Tailrace = pembuangan air

10.

Transformator = pengubah listrik

11.

Switchyard = pengatur listrik

12.

Kabel Transmisi = distributor listrik

13.

Spillways = air waduk klo lebih kluar lewat sinis

Besarnya listrik yang dihasilkan PLTA tergantung dua factor sebagai berikut : 1. Berapa besar air yang jatuh. Semakin tinggi air jatuh, maka semakin besar tenaga yang dihasilkan. Biasanya, tinggi air jatuh tergantung tinggi dari suatu bendungan. Semakin tinggi suatu bendungan, semakin tinggi air jatuh maka semakin besar tenaga yang dihasilkan. Ilmuwan mengatakan bahwa tinggi jatuh air berbanding lurus dengan jarak jatuh. Dengan kata lain, air jatuh dengan jarak dua satuan maka akan menghasilkan dua satuan energi lebih banyak. 2. Jumlah air yang jatuh. Semakin banyak air yang jatuh menyebabkan turbin akan menghasilkan tenaga yang lebih banyak. Jumlah air yang tersedia tergantung kepada jumlah air yang mengalir di sungai. Semakin besar sungai akan mempunyai aliran yang lebih besar dan dapat menghasilkan energi yang banyak. Tenaga juga berbanding lurus dengan aliran sungai. Dua kali sungai lebih besar dalam mengalirkan air akan menghasilkan dua kali lebih banyak energi.

Prinsip dasar pemanfaatan sumber energi ini adalah dengan a. mengandalkan jumlah debit air

b. dengan memanfaatkan ketinggian jatuhnya air. Berdasarkan konstruksinya, ada dua cara pemanfaatan tenaga air untuk pembangkit listrik: a) memanfaatkan aliran air sungai tanpa membangun bendungan dan reservoir atau yang sering disebut dengan Run-of-river Hydropower b) membangun bendungan dan membuat reservoir untuk mengalirkan air ke turbin.

Secara umum cara kerja PLTA adalah dengan memanfaatkan energi dari aliran air dalam jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk) melalui intake, kemudian dengan menggunakan pipa pembawa (headrace) air diarahkan menuju turbin. Beberapa PLTA biasanya menggunakan pipa pesat (penstock) sebelum dialirkan menuju turbin/kincir air, dengan tujuan meningkatkan energi dalam air dengan memanfaatkan gravitasi dan mempertahankan tekanan air jatuh.

Gambar 2 Pembangkit Listrik Tenaga Air

(a) dengan bendungan

(b) tanpa bendungan

Turbin yang tertabrak air akan memutar generator dalam kecepatan tertentu, sehingga terjadilah proses konversi energi dari gerak ke listrik. Sementara air yang tadi digunakan untuk memutar turbin dikembalikan ke alirannya. Energi listrik yang dibangkitkan dapat digunakan secara langsung, disimpan dalam baterai ataupun digunakan untuk memperbaiki kualitas listrik pada jaringan.

Keunggulan 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.

Kekurangan dari 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. Disamping itu terkadang, kerusakan pada bendungan dapat menyebabkan resiko kecelakaan dan kerugian yang sangat besar.

Data PLTA di Sumatera Selatan No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nama PLTA Maninjau PLTA Singkarak PLTA Batang Agam PLTA Koto Panjang PLTA Talang Lembu PLTA Musi PLTA Tes PLTA Way Besai PLTA Batu Tegi

Lokasi Sumatera Barat Sumatera Barat Sumatera Barat Riau Riau Sumatera Selatan Bengkulu Lampung Lampung

Kapasitas 4 x 17 MW 4 x 43 MW 3 x 3,5 MW 3 x 38 MW 2 x 16 MW 3 x 70 MW 1 x 17 MW 2 x 45 MW 2 x 14 MW

2.5 Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH) Pembangkit listrik mikrohidro adalah suatu pembangkit yang dapat menghasilkan energi listrik sampai dengan 100 KW sedangkan untuk pembangkit listrik yang dapat menghasilkan energi listrik sebesar 100 KW – 5 MW didefinisikan sebagai pembangkit listrik. Secara teknis, mikrohidro mempunyai tiga komponen utama yaitu air sumber energi, turbin dan generator.

Air yang mengalir dengan kapasitas tertentu disalurkan dengan ketinggian tertentu melalui pipa pesat menuju rumah instalasi (powerhouse). Di rumah instalasi, air tersebut akan menumbuk turbin sehingga akan menghasilkan energi mekanik berupa berputarnya poros turbin. Putaran poros turbin ini akan memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik. Secara skematis ditunjukkan pada gambar 2.1. berikut ini :

Gambar 2.1 Skema PLTMH

Cara kerja PLTMH sebagai berikut, Aliran sungai dibendung agar mendapatkan debit air ( Q) dan tinggi jatuh air (H), kemudian air yang dihasilkan disalurkan melalui saluran penghantar air menuju kolam penenang, Kolam penenang dihubungkan dengan pipa pesat, dan pada bagian paling bawah di pasang turbin air. Pada turbin air akan berputar setelah mendapat tekanan air (P) dan perputaran turbin dimanfaatkan untuk memutar generator, Setelah mendapat putaran yang constan maka generator akan menghasilkan tegangan listrik, yang dikirim kekonsumen melalui saluran kabel distribusi ( JTM atau JTR). Manfaat penerapan PLTMH di Indonesia adalah sebagai berikut : 

Meningkatkan Kualitas hidup masyarakat



Memberikan penerangan (lampu), dengang kualitas lebih baik, sehingga jam belajar dan beraktifitas lebih panjang



Membukakan akses pada informasi (radio, Televisi, internet)



Memberikan akses pada sumber air minum dan pertanian



Menciptakan bisnis baru didesa (jadi distributor/service center yang mampu dilakukan oleh Koperasi



Menciptakan lapangan kerja di desa (penjualan dan service center memerlukan banyak tenaga lokal)



Menciptakan Tenaga Teknisi di desa



Mengatur tata lahan air, untuk irigasi pertanian.

Gambar 4.6 menunjukkan manfaat PLTMH di masyarakat khususnya di pedesaan.

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan Dari pembahasan yang telah dipaparkan dapat disimpulkan bahwa Air merupakan sumber energi yang luas yang bisa digunakan, ada beberapa pembangkit listrik yang bisa kita gunakan diantaranya : 

PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)



PLTO (Pembangkit Listrik Tenaga Ombak)



PLTMH (Pembangkit Listrik Tenaga MikroHidro)

Banyak keuntungan yang bisa kita dapatkan apabila menggunakan pembangkit tenaga air, serta bersahabat dengan lingkungan sekitar. Lagipula potensi air di Indonesia sangatlah besar sehingga bisa mendapatkan sumber energi air yang sangat mudah dan besar, serta dapat mengurangi pemakaian energi fosil sebagai bahan bakar pada pembangkit listrik yang semakin hari semakin berkurang bahkan kandungan minyak bumi sekarang hanya cukup untuk 19 tahun lagi.

3.2 Saran Dalam penyusunan makalah ini penulis menyadari ada banyak kekurangan. Untuk itu saran dan bimbingan sangat diperlukan untuk menyempurnakan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

http://4bri.blogspot.com/2011/11cara-kerja-pembangkit-listrik-tenaga.html#ixzz2TBJzkFqd http://iskandardotmansyur.blogspot.com/2011/04/pltmh.html http://www.usu.ac.id/id/files/pidato/ppgb/2008/ppgb_2008_farel_napitulupu.pdf http://www.alpensteel.com/article/66-105-energi-sungai-plta--waduk--bendungan/4164--sembilanplta-di-sumatera-bagian-selatan-dan-tengah.html