BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Pembangkit
listrik tenaga air adalah salah satu sumber energi listrik yang memanfaatkan
air sebagai sumber listrik. Pembangkit ini merupakan salah satu sumber energi
listrik utama yang ada di Indonesia. Keberadaannya diharapkan mampu memenuhi pasokan
listrik bagi masyarakat Indonesia, selain yang berasal dari bahan bakar batu
bara. Pembangkit listrik tenaga air di Indonesia banyak dikembangkan. Hal ini
karena persediaan air di Indonesia cukup melimpah. Keberadaan beberapa waduk
besar di Indonesia, selain digunakan untuk penampungan air juga dimanfaatkan
untuk menjadi energi penghasil listrik. Pilihan mengembangkan pembangkit
listrik tenaga air ini salah satunya disebabkan potensi air yang ada di
Indonesia. Jumlah air yang melimpah, dikembangkan untuk menciptakan energi yang
diubah menjadi sebuah arus listrik. Hal ini ditujukan untuk menciptakan biaya
produksi yang murah pada listrik di Indonesia. Pembangkit listrik tenaga air
termasuk salah satu sumber pembangkit listrik tertua yang pernah ditemukan.
Selain pembangkit ini, masih ada pula beberapa jenis pembangkit listrik yang
ada di dunia. Seperti pembangkit listrik tenaga surya, pembangkit listrik
tenaga diesel, dan juga pembangkit listrik tenaga nuklir. Pembangkit tinggi
tenaga air (PLTA) bekerja dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan
bantuan turbin air) dan dari energy mekanik menjadi energi listrik (dengan
bantuan generator). Kapasitas PLTA diseluruh dunia
ada sekitar 675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar barrel minyak atau samadengan
24 % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh lebih 1 milyar orang. PLTA
termasuk jenis pembangkitan hidro. Karena pembangkitan ini menggunakan
air untuk kerjanya. Saat ini
pengetahuan tentang PLTA perlu untuk diketahui oleh para mahasiswa sebagai
modal awal untuk kedepannya.
PLTA mulai dikembangkan di Indonesia secara bertahap pada
tahun 1900. Masa itu merupakan era dimana penggunaan bahan bakar minyak
merupakan sumber energi utama di dunia. Pengembangan PLTA tidak terlalu
diprioritaskan oleh karena itu progresnya berjalan lambat. Sedangkan sekarang,
pengembangan PLTA mulai di tinjau ulang karena penggunaan bahan bakar minyak
mengahasilkan banyak polusi lingkungan dan persediaan bahan bakar minyak mulai
menipis.
Beberapa alasan tambahan bahwa PLTA lebih menguntungkan
dibandingkan tipe generator lain adalah :
1.
Persediaan
air cenderung tidak habis dan dapat diperbaharui.
2.
Ramah
Lingkungan.
3.
Tidak
memerlukan bahan bakar.
4.
Periode
mulainya terjadi secara terus menerus.
5.
Pengoperasiannya
sederhana dan biaya perawatannya murah.
6.
Hampir
tidak ada resiko meledak.
B.
Rumusan
Masalah
Adapun
hal yang akan dibahas mengenai PLTA pada makalah ini adalah:
1.
Apa
yang dimaksud dengan PLTA?
2.
Bagaimana
sebuah PLTA bisa beroperasi?
3.
Bagaimana
prinsip kerja PLTA?
4.
Siapa
sasaran dari pembangunan PLTA?
5.
Apa
saja yang dibutuhkan untuk membangun PLTA?
6.
Apakah
dampak dari pembangunan PLTA?
C.
Tujuan
Pembahasan
Tujuan
dari pembahasan mengenai PLTA pada makalah ini adalah:
1.
Mahasiswa
dapat menjelaskan tentang pembangkitan listrik, khususnya PLTA.
2.
Mahasiswa
mengetahui bagaimana prinsip kerja dari sebuah PLTA.
3. Dengan membahas PLTA, kita bisa
mengetahui faktor penting dalam pembangunan PLTA dan dampak bagi masyarakat
sekitar.
A. Landasan Teori
Tenaga air merupakan sumber daya terpenting. Tenaga air memiliki beberapa keuntungan yang tidak dapat dipisahkan. Bahan bakar untuk PLTU adakah batubara. Berdasarkan pengertian yang sama, kita dapat mengatakan bahwa bahan bakr untuk PLTA adalah air. Nyatanya suatu jurnal teknis mengenai tenag air menamakannya sebagi batubara putih. Tetapi keunggulan untuk bahan bakar PLTA ini sama sekali tidak akan habis terpakai ataupun berubah menjadi yang lain.
PLTA tidak menghadapi masalah pembuangan limbah. PLTA meruapkan suatu sumber energy yang abadi. Air melintas melalaui turbin tanpa kehilangan kemampuan pelayanan untuk wilayah di hilirnya. Biaya pengoperasian dan pemeliharaan PLTA sangat rendah.
Pada PLTA, transportasi batubara putih berlangsung secara alamiah. Turbin-turbin pada PLTA bisa dioperasikan setiap saat dan cukup sederhana untuk dimengerti. Peralatan PLTA yang mutakhir, umumnya memiliki peluang yang besar untuk bisa dioperasikan selama 50 tahun. PLTA bisa diamnfaatkan untuk cadangan yang bisa diandalakn pada sistem kelistrikan terpadu.
1. Pengertian 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.
Kapasitas
PLTA diseluruh dunia ada sekitar 675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar barrel
minyak atau sama dengan 24 % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh lebih
1 milyar orang.
Dalam
penentuan pemanfaatan suatu potensi sumber tenaga air bagi pembangkitan tanaga
listrik ditentukan oleh tiga faktor yaitu:
a.
Jumlah
air yang tersedia, yang merupakan fungsi dari jatuh hujan dan atau salju.
b.
Tinggi
terjun yang dapat dimanfaatkan, hal mana tergantung dari topografi daerah
tersebut.
c.
Jarak
lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusat-pusat beban atau jaringan
transmisi.
2.
Prinsip
PLTA dan konversi energi
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).
Untuk bisa menghasilkan energi listrik dari air, harus
melalui beberapa tahapan perubahan energi, yaitu:
a.
Energi Potensial
Energi potensial yaitu energi yang terjadi akibat adanya
beda potensial, yaitu akibat adanya perbedaan ketinggian. Besarnya energi
potensial yaitu:
Ep = m . g . h
Dimana:
Ep : Energi Potensial
m : massa (kg)
g : gravitasi (9.8 kg/m2)
h : head (m)
b.
Energi Kinetis
Energi kinetis yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya
aliran air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu, yang dirumuskan.
Ek = 0,5 m . v . v
Dimana:
Ek : Energi kinetis
m : massa (kg)
v : kecepatan (m/s)
c.
Energi Mekanis
Energi mekanis yaitu energi yang timbul akibat adanya
pergerakan turbin. Besarnya energi mekanis tergantung dari besarnya energi
potensial dan energi kinetis. Besarnya energi mekanis.
dirumuskan: Em = T . ω . t
Dimana:
Em : Energi mekanis
T : torsi
ω : sudut putar
t : waktu (s)
d.
Energi Listrik
Ketika turbin berputar maka rotor juga berputar sehingga
menghasilkan energi listrik sesuai persamaan:
El = V . I . t
Dimana:
El : Energi Listrik
V : tegangan (Volt)
I : Arus (Ampere)
t : waktu (s)
3.
Komponen Dasar 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.
a.
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 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 sudu-sudu 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 sudu-sudu aturnya saja (nosel) dan sedikit sekali (dapat diabaikan)
terjadi pada sudu-sudu 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.
b.
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, ada tiga hal yang harus diperhatikan,
yaitu:
i.
Putaran
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
Jumlah kutub pada rotor di PLTA Saguling sebanyak 9 pasang,
dengan frekuensi system sebesar 50 Hertz, maka didapat nilai putaran rotor
sebesar 333 rpm.
ii.
Kumparan
Banyak dan besarnya jumlah kumparan pada stator mempengaruhi
besarnya daya listrik yang bisa dihasilkan oleh pembangkit
iii.
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
Dari ketiga hal
tersebut, yang bernilai tetap adalah putaran rotor dan kumparan, sehingga agar
beban yang dihasilkan sesuai, maka yang bisa diatur adalah sifat kemagnetannya,
yaitu dengan mengatur jumlah arus yang masuk. Makin besar arus yang masuk,
makin besar pula nilai kemagnetannya, sedangkan makin kecil arus yang masuk, makin
kecil pula nilai kemagnetannya.
Menurut jenis
penempatan thrust bearingnya, generator dibedakan menjadi empat, yaitu:
·
Jenis biasa thrust bearing
diletakkan diatas generator dengan dua guide bearing.
·
Jenis Payung (Umbrella Generator)
thrust bearing dan satu guide bearing diletakkan dibawah rotor.
·
Jenis setengah payung (Semi Umbrella
Generator) kombinasi guide dan thrust bearing diletakkan dibawah rotor dan
second guide bearing diletakkan diatas rotor.
·
Jenis Penunjang Bawah thrust bearing
diletakkan dibawah coupling. Generator yang digunakan di Saguling adalah jenis
Setengah Payung.
c.
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.
d.
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:
i.
Bendungan Beton
·
Bendungan Gravitasi
·
Bendungan Busur
·
Bendungan Rongga
ii.
Bendungan Urugan
·
Bendungan Urugan Batu
·
Bendungan Tanah
iii.
Bendungan Kerangka Baja
iv.
Bendungan Kayu
4.
Jenis PLTA
a.
PLTA jenis terusan air (water way)
Adalah pusat listrik yang mempunyai tempat ambil air
(intake) di hulu sungai dan mengalirkan air ke hilir melalui terusan air dengan
kemiringan (gradient) yang agak kecil.Tenaga listrik dibangkitkan dengan cara
memanfaatkan tinggi terjun dan kemiringan sungai.
b.
PLTA
jenis DAM /bendungan
Adalah pembangkit listrik dengan bendungan yang melintang
disungai, pembuatan bendungan ini dimaksudkan untuk menaikkan permukaan
air dibagian hulu sungai guna membangkitkan energi potensial yang lebih besar
sebagai pembangkit listrik.
c.
PLTA jenis terusan dan DAM (campuran)
Adalah pusat listrik yang menggunakan gabungan dari dua
jenis sebelumnya, jadi energi potensial yang diperoleh dari bendungan dan
terusan.
5.
Waduk
Waduk adalah kolam besar tempat menyimpan air sediaan untuk
berbagai kebutuhan. Waduk dapat terjadi secara alami maupun dibuat manusia.Sesuai
dengan kondisi alam, pengembangan PLTA dapat dibagi atas 2 jenis yaitu : tipe
waduk dan tipe aliran langsung. Tipe waduk dapat berupa bendungan(reservoir)
dan keluaran danau (lake outlet), sedangkan tipe aliran langsung
dapat berupa aliran langsung sungai (run-off river) dan aliran langsung
dengan bendungan pendek (run-off river with low head dam). Contohnya
adalah bendungan Scrivener, Canberra Australia, dibangun untuk mengatasi
banjir 5000-tahunan.
Waduk buatan dibangun dengan cara membuat bendungan yang
lalu dialiri air sampai waduk tersebut penuh, dan dapat diklasifikasikan
menurut struktur, tujuan atau ketinggian.
a.
Berdasarkan struktur dan bahan yang
digunakan, bendungan dapat diklasifikasikan sebagai: Dam kayu, "embankment
dam" atau "masonry dam".
b.
Berdasarkan tujuan dibuatnya, yaitu:
untuk menyediakan air untuk irigasi atau penyediaan air di perkotaan
meningkatkan navigasi, menghasilkan tenaga hidroelektrik, menciptakan tempat
rekreasi atau habitat untuk ikan dan hewan lainnya. Pencegahan banjir dan
menahan pembuangan dari tempat industri seperti pertambangan atau pabrik.
c.
Berdasarkan ketinggian, yaitu: dam
besar lebih tinggi dari 15 meter dan dam utama lebih dari 150 m.-dam rendah
kurang dari 30 m, dam ketinggian-medium antara 30 -100 m, dan dam tinggi lebih
dari 100 m.Beberapa bendungan lainnya yaitu bendungan Sadel sebenarnya adalah
sebuah dike,yaitu tembok yang dibangun sepanjang sisi danau untuk melindungi
tanah disekelilingnya dari banjir. Ini mirip dengan tanggul, yaitu tembok yang
dibuatsepanjang sisi sungai atau air terjun untuk melindungi tanah di
sekitarnya darikebanjiran. Sebuah bendungan Pengukur overflow dam didisain
untuk dilewati air. Weir adalah sebuah tipe bendungan pengukur kecil yang
digunakan untuk mengukur input air. Bendungan Pengecek check dam adalah
bendungan kecil yang didisain untuk mengurangi dan mengontrol arus soil
erosion. Pumped-storage
plant memiliki dua penampungan yaitu:
i.
Waduk
Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA konvensional. Air dialirkan
langsung ke turbin untuk menghasilkan listrik.
ii.
Waduk
cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin ditampung di lower
reservoir sebelum dibuang disungai.
6.
Parameter
yang mempengaruhi pengoperasian PLTA
a. Keberadaan Air
Untuk dapat
mengoptimalkan pengoperasian PLTA, baik dalam keadaan musim penghujan. Maupun
musim kemaraupanjang, diperlukan perhitungan besar volume air yang tersedia dalam waduk / dam, guna
perhitungan berapa besar debit air yang harus dialirkan melalui pintu air yang
dialirkan ke turbin. Bila terjadi banjir, berapa besar volume air yang harus
dibuang keluar dari waduk / dam melalui pintu pembungan air, sehingga tetap
terjadi keseimbangan air dalam waduk / dam, dengan demikian dapat dihindari
kerusakan bangunan waduk / dam maupun perangkat keras pendukung lainnya. Untuk
kebutuhan perhitungan keadaan air baik yang akan masuk maupun yang berada dalam
waduk / dam, dilakukan pengukuran terhadap parameter yang mempengaruhi keadaan
air yang akan masuk maupun yang ada dalam waduk/dam. Pengukuran tersebut
dilakukan pada berbagai stasiun ukur yang tersebar pada DAS dalam waduk / dam
tersebut.
b. Konstruksi
Saluran Air ke Turbin
Kecepatan
gerakan turbin, dipengaruhi oleh besar tekanan aliran air yang dialirkan ke
turbin. Besar tekanan aliran air yang dialirkan tersebut, dipengaruhi debit air
yang dialirkan beserta konstruksi dan penempatan saluran air yang mengalirkan
air tersebut. Semakin lebar diameter dan semakin tinggi pintu saluran air
dibuka, semakin besar debit air yang dialirkan, semakin tinggi tekanan air yang
terjadi masuk ke turbin. Selain hal tersebut diatas, rancangan dan peletakan
saluran air tersebut, juga mempengaruhi tekanan air yang dialirkan ke turbin.
Pada prinsipnya ada beberapa parameter
yang mempengaruhi operasi PLTA, disebabkan oleh :
i.
Keberadaan
Air
Untuk dapat
mengoptimalkan pengoperasian PLTA, baik dalam keadaan musim penghujan maupun
musim kemarau panjang, diperlukan perhitungan besar volume air yang tersedia
dalam waduk / dam, guna perhitungan berapa besar debit air yang harus dialirkan
melalui pintu air yang dialirkan ke turbin.
Bila terjadi
banjir, berapa besar volume air yang harus dibuang keluar dari waduk / dam
melalui pintu pembungan air, sehingga tetap terjadi keseimbangan air dalam
waduk / dam, dengan demikian dapat dihindari kerusakan bangunan waduk / dam
maupun perangkat keras pendukung lainnya. Untuk kebutuhan perhitungan keadaan
air baik yang akan masuk maupun yang berada dalam waduk / dam, dilakukan
pengukuran terhadap parameter yang mempengaruhi keadaan air yang akan masuk
maupun yang ada dalam waduk/dam.
Pengukuran
tersebut dilakukan pada berbagai stasiun ukur yang tersebar pada DAS dalam
waduk / dam tersebut. Data hasil pengukuran yang diperoleh pada stasiun
pengukuran, ditransmisikan melalui media komunikasi yang digunakan ke pusat
kontrol operasi PLTA untuk diproses sesuai fungsinya dalam sistem kontrol
tersebut.
Pada
perhitungan keberadaan air tersebut, ada beberapa parameter yang harus
diperhatikan antara lain:
ii.
Aliran
permukaan ( surface flow)
Aliran permukaan
dan aliran dasar dipengaruhi intensitas curah hujan dan lama turunnya hujan.
Semakin tinggi intensitas curah hujan dan semakin lama waktu turunnya hujan,
semakin besar aliran permukaan dan aliran dasar sungai. Tinggi permukaan
dipengaruhi aliran permukaan dan aliran dasar. Semakin besar aliran permukaan
dan aliran dasar, semakin tinggi muka air yang terjadi, sehingga semakin besar
volume air yang mengalir ke dalam waduk / dam.
iii.
Aliran
dasar ( Base flow)
iv.
Tinggi
muka air
v.
Kehilangan
air karena keadaan lingkungan
Parameter kehilangan air yang
disebabkan keadaan lingkungan, dipengaruhi antara lain:
·
Suhu
udara semakin tinggi suhu udara, semakin besar kehilangan air.
·
Kelembaban
semakin kecil kelembaban (humidity),
semakin besar kehilangan air.
·
Kecepatan
angin semakin cepat kecepatan angin berhembus, semakin besar kehilangan air.
·
Penyinaran
matahari semakin panas dan semakin lama penyinaran matahari, semakin besar
kehilangan air.
vi.
Keadaan
DAS
Parameter keadaan DAS dipengaruhi
beberapa parameter, antara lain :
·
Vagitasi
semakin rapat tumbuhnya tumbuh-tumbuhan (pohon) dalam DAS, semakin besar aliran
dasar sungai.
·
Penduduk
semakin padat / ramai penduduk yang bermukim dalam DAS, semakin besar
kehilangan air.
·
Industri
semakin banyak industri yang beroperasi dalam DAS, semakin besar kehilangan air
7. Klasifikasi
PLTA
Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga
Air berdasarkan:
a. 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.
b. 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:
i.
Pembangkit
listrik tenaga air konvensional yaitu pembangkit yang menggunakan kekuatan air
secara wajar yang diperoleh dari pengaliran air dan sungai.
ii.
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.
iii.
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.
iv.
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.
c. 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.
d. 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.
e. 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.
f. Berdasarkan Kapasitas PLTA
Menurut Mesonyi:
i.
Pembangkit
listrik yang paling kecil sampai dengan : 100 kW
ii.
Kapasitas
PLTA yang terendah sampai dengan : 1000 kW
iii.
Kapasitas
menengah PLTA sampai dengan : 10000 kW
iv.
Kapasitas
tertinggi diatas : 10000 kW
g. Berdasarkan ketinggian tekanan air
i.
PLTA
dengan tekanan air rendah kurang dari :dibawah 15 m
ii.
PLTA
dengan tekan air menengah berkisar :15 m – 70 m
iii.
PLTA
dengan tekanan air tinggi berkisar :71 m – 250 m
iv.
PLTA
dengaan tekanan air yang sangat tinggi :diatas 250 m
h. Berdasarkan bangunan/konstruksi utama
Berdasarkan
bangunan / konstruksi utama dibagi
atas:
·
Pembangkit
listrik pada aliran sungai, pemiliahn lokasi harus menjamin bahwa pengalirannya
tetap normal dan tidak mengganggu bahan-bahn konstruksi pembangkit listrik.
Dengan demikian pembangkit listrik walaupun mempunyai kolam cadangan untuk
penyimpanan air yang besar, juga mempunyai sebuah saluran pengatur jalannya air
dari kolam penyimpanan itu.
·
Pembangkit
listrik dengan bendungan yang terletak di lembah, maka bendungan itu merupakan lokasi utama dalam
menciptakan sebauh kolam penampung cadangan air, dan konstruksi bangunan
terletak pada sisi tanggul.
·
Pembangkit
listrik tenaga air dengan pengalihan terusan, aliran air yang dialirkan melalui
sebauh terusan ke konstruksi bangunan yang lokasinya cukup jauh dari kolam
penyimpanan. Air dari lokasi bangunan dikeringkan ke dalam sungai semula denagn
suatu pengalihan aliran air. Pembangkt listrik tenaga air dengan pengalihan
ketinggian, tekanan air dialirkan melalui sebuah sitem terowongan dan terusan
yang menuju kolam cadangan diatas, atau aliran lain melalui lokasi bangunan
ini.
8.
Jenis
Turbin Air
a. Turbin Kaplan
Turbin
Kaplan digunakan untuk tinggi terjun yang rendah, yaitu di bawah20 meter.
Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik roda air
turbin dilakukan melalui pemanfaatan kecepatan air. Roda air turbin Kaplan
menyerupai baling-baling dari kipas angin.
b. Turbin Francis
Turbin
Francis paling banyak digunakan di Indonesia. Turbin ini digunakan untuk tinggi
terjun sedang, yaitu antara 20-400 meter. Teknik mengkonversikan energi
potensial air menjadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses
reaksi sehingga turbin Francis jugadisebut sebagai turbin reaksi.
c. Turbin Pelton
Turbin
Pelton adalah turbin untuk tinggi terjun yang tinggi, yaitu di atas 300 meter.
Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada roda
air turbin dilakukan melalui proses impuls sehingga turbin Pelton juga disebut
sebagai turbin impuls.
Untuk
semua macam turbin air tersebut di atas, ada katup pengatur yang mengatur
banyaknya air yang akan dialirkan ke roda air. Dengan pengaturan air ini, daya
turbin dapat diatur. Di depan katup pengatur terdapat katup utama yang harus
ditutup apabila turbin air dihentikan untuk melaksanakan pekerjaan pemeliharaan
atau perbaikan pada turbin. Apabila terjadi gangguan listrik yang menyebabkan
PMT generator trip, maka untuk mencegah turbin berputar terlalu cepat
karena hilangnya beban generator yang diputar oleh turbin, katup pengatur air
yang menuju ke turbin harus ditutup. Penutupan katup pengatur ini akan
menimbulkan gelombang air membalik yang dalam bahasa Inggris disebut water
hammer (palu air). Water hammer ini menimbulkan pukulan mekanis
kepada pipa pesat ke arah atas (hulu) yang akhirnya diredam dalam tabung
peredam (surge tank).
Kecepatan
spesifik (specffic speed) turbin air didefinisikan sebagai jumlah putaran
per menit [rpm] (rotation per minute [rpm] dari turbin untuk
menghasilkan satu daya kuda pada tinggi terjun H = I meter.
Saluran
air dari dam atau kolam tando sampai pada. tabung peredam, panjangnya dapat
mencapai beberapa kilometer. Apabila saluran ini tidak rata, jalannya naik
turun, maka di bagian-bagian cekungan yang rendah, harus ada katup untuk
membuang endapan pasir atau lumpur yang terjadi di cekungan rendah tersebut. Di
sisi lain, yaitu di bagian-bagian lengkungan yang tinggi juga harus ada katup,
tetapi dalam hal ini untuk membuang udara yang terperangkap dalam lengkungan
yang tinggi ini. Secara periodik, katup-katup tersebut di atas harus dibuka
untuk membuang endapan yang terjadi maupun untuk membuang udara yang
terperangkap.
Dalam pembuatan makalah ini kami menggunakan metode studi
literatur yang bersumber dari referensi – referensi jurnal yang bahasannya
meliputi tentang Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), tidak hanya itu kamipun
menggunakan metode searching melalui internet. Sehingga materi – materi yang
kami dapat tidak hanya dari 1 sumber saja, melainkan kumpulan dari point –
point penting dari setiap setiap jurnal dan artikel.
C.
Pembahasan
EBTKE—Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) Cirata
merupakan PLTA terbesar di Asia Tenggara. PLTA ini memiliki konstruksi power
house di bawah tanah dengan kapasitas 8x126 Megawatt (MW) sehingga total
kapasitas terpasang 1.008 Megawatt (MW) dengan produksi energi listrik
rata-rata 1.428 Giga Watthour (GWh) pertahun.
Kapasitas 1008 MW tersebut terdiri dari Cirata I
yang memiliki empat unit masing-masing operasi dengan daya terpasang 126 MW yang
mulai dioperasikan tahun 1988 dengan daya terpasang 504 MW, selain itu Cirata
II juga dengan empat unit masing-masing 126 MW, yang mulai dioperasikan sejak
tahun 1997 dengan daya terpasang 504 MW. Cirata I dan II mampu
memproduksi energi listrik rata-rata 1.428 GWh pertahun yang kemudian
dislaurkan melalui jaringan transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV ke sistem
interkoneksi Jawa-Madura-Bali (Jamali).
Guna menghasilkan energi listrik sebesar 1.428 Gwh,
dioperasikan delapan buah turbin dengan kapasitas masing-masing 129.000 KW
dengan putaran 187,5 RPM. Adapun tinggi air jatuh efektif untuk memutar turbin
112,5 meter dengan debit air maksimum 135 m3 perdetik.
PLTA
Cirata dibangun dengan komposisi bangunan power house empat lantai di bawah
tanah yang menpengoperasiannya dikendalikan dari ruang control switchyard
berjarak sekitar 2 kilometer (km) dari mesin-mesin pembangkit yang terletak di power
house. PLTA tersebut merupakan pembangkit yang dioperasikan oleh anak
perusahaan PT Perusahaan Listrik Negara (PLN persero) yaitu PT Pembangkitan
Jawa Bali (PJB) yang disalurkan melalui saluran transmisi tenaga listrik 500
kilo volt (KV) ke sistem Jawa Bali yang diatur oleh dispatcher PLN Pusat
Pengatur Beban (P3B).
Kontribusi utama Cirata terhadap sistem Jawa Bali yaitu memikul beban puncak dan beroperasi pada pukul 17.00-22.00, dengan moda operasi LFC (Load Frequency Control), dimana memiliki fasilitas line charging bila sistem Jawa Bali mengalami Black Out dan Start up operasi/ sinkron ke jaringan 500 KV yang relatif cepat yaitu kurang lebih lima menit.
PLTA Cirata terletak di daerah aliran sungai (DAS) Citarum di Desa Tegal Waru, Kecamatan Plered, Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat. Latar belakang pendirian PLTA ini, dengan letak sungai Citarum yang subur, bergunung-gunung dan dianugerahi curah hujan yang tinggi. Pembangunan proyek PLTA Cirata merupakan salah satu cara pemanfaatan potensi tenaga air di Sungai Citarum yang letaknya di wilayah kabupaten Bandung, kurang lebih 60 km sebelah barat laut kota Bandung atau 100 km dari Jakarta melalui jalan Purwakarta. (ferial).
BAB III
PENUTUP
Komponen – kompnen 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. contoh waduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.
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. contoh waduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.
Turbin berfungsi untuk mengubah
energi potensial menjadi energi mekanik. 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. Perputaran turbin ini di hubungkan ke
generator. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis, Kaplan,
Pelton, dll.
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.
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.
DAFTAR PUSTAKA
M.
M Dandekar dan K. N Sharma Penerjemah, D. Bambang Setyadi, Sutanto. Pembangkit Listrik Tenaga Air, 1991. Cet
1. -, Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia ( UI-Press).
Kadir,
Abdul, 1995. Energi;
Sumber daya, inovasi, tenaga listrik, potensi ekonomi. Cet 1. Edisi Kedua/ Revisi- Jakarta: Penerbit
Universitas Indonesia ( UI-Press).
Kadir,
Abdul, 1996, Pembangkit Tenaga Listrik,
Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press). Rancangan Sistem Kontrol Operasi
Pembangkit Listrik Tenaga Air.
thanks bro sangat membantu *****
AntwoordVee uitmakasih, sangat bermanfaat
AntwoordVee uit