PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA)

Posted: May 9, 2011 in Mechanical Engineering
Tags: , , , , ,

Air yang mengalir mempunyai energi yang dapat digunakan untuk memutar roda turbin, karena itu pusat-pusat tenaga air dibangun disungai-sungai dan dipegunungan-pegunungan. Pusat tenaga air tersebut dapat dibedakan dalam 2 (dua) golongan, yaitu pusat tenaga air tekanan tinggi dan pusat tenaga air tekanan rendah.

Pada pusat tenaga air tekanan tinggi dapat diketahui bahwa dengan didirikannya bendungan di daerah yang tinggi akan terdapatlah sebuah reservoir air cukup besar. Dengan menggunakan pipa air tersebut dialirkan ke rumah pusat tenaga yang dibangun dibagian bawah bendungan, dan didalam rumah tersebut telah dipasang dua buah nosel turbin, lewat nosel itulah air akan menyemprot keluar dan memutar roda turbin, kemudian baru air tersebut dibuang ke sungai. Dari selisih tinggi permukaan air atas TPA dan permukaan air bawah TPB terdapat tinggi air jatuh H. Dan dengan menggunakan rumus-rumus mekanika fluida, daya turbin,luas penampang lintang saluran dan dimensi bagian-bagian turbin lainnya serta bentuk energi dari aliran air dapat ditentukan.

5.1     PRINSIP KERJA PUSAT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA)

Bagian-bagian utama dari sebuah pusat listrik tenaga air (PLTA) terdiri dari sbb. :

  1. Bendungan/dam (water reservoir).
  2. Pipa pesat (pipe line).
  3. Turbin air (water turbine).

Air sungai merupakan salah satu potensi yang cukup besar untuk dapat membangkitkan tenaga listrik. Aliran sungai dengan jumlah debit air yang cukup besar ditampung dalam waduk (1) yang ditunjang dengan bangunan bendungan (3). Air tersebut dialirkan melalui saringan Power Intake(2) kemudian masuk ke Pipa Pesat (Penstock) (4) untuk merubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa pesat dipasang Katup Utama (Main Inlet Valve) (5) untuk mengalirkan air ke turbin. Katup utama akan ditutup otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan turbin.

Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip-sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin (6). Energi putar yang diterima oleh turbin selanjutnya digunakan untuk menggerakkan generator (7) yang kemudian menghasilkan tenaga listrik. Air yang keluar dari turbin melalui Tail Race (8) selanjutnya kembali ke sungai (9). Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator, tegangannya masih rendah (13,8 kV). Oleh karena itu, tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikkan dengan Trafo Utama (10) menjadi 154 kV untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban. Tegangan tinggi tersebut kemudian diatur/dibagi di Switch Yard 150 kV Gardu Induk (11) dan selanjutnya disalurkan/interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran Tegangan Tinggi 150 kV (12). Disamping itu pada waduk dengan sungai yang menjadi sumber energi utamanya apabila terjadi banjir maka kelebihan air tersebut akan dibuang melalui pintu pelimpas otomatis (spillway) (13).

Pada pusat listrik tenaga air (PLTA) ini energi listrik yang dihasilkan generator sangatlah bergantung dari tingkat ketersediaan air yang ada dan sumber-sumber air yang mampu untuk dimanfaatkan serta kondisi geografis yang ada. Seperti pada pusat listrik tenaga air (PLTA) dinegeri Cina energi listrik yang mampu dihasilkan oleh generator sampai diatas 1000 MW karena tingkat ketersediaan air yang sangat berlimpah dan berlangsung dalam periode tahunan, dimana air sebagai sumber energi utamanya diambil dari aliran sungai kuning (yellow river).Sedangkan pada pusat listrik tenaga air (PLTA) dengan skala energi listrik yang dihasilkan oleh generator kecil dapat diambil contoh pada PLTA Sudirman di Banjarnegara, dimana air sebagai sumber energi utamanya diambil dari aliran beberapa sungai yang ada dan ditampung didalam bendungan/dam, sehingga hal ini tingkat ketersediaan air sangatlah

terbatas. Sedangkan pada pusat listrik tenaga air (PLTA) dengan skala energi listrik yang dihasilkan oleh generator adalah skala menengah seperti pada PLTA Saguling di Jawa Barat, dimana air sebagai sumber energi utamanya diambil dari aliran beberapa sungai yang ada dan ditampung didalam bendungan/dam serta ditambah dengan curah hujan yang relative cukup tinggi dan dalam rentang periode yang cukup lama, maka air sebagai sumber energi utama PLTA tersebut dapat dimanfaatkan secara optimal.

Ada beberapa jenis turbin air yang dapat digunakan/diaplikasikan didalam pusat listrik tenaga air (PLTA) sebagai berikut :

  1.   Turbin Kaplan.

Turbin Kaplan adalah turbin tekanan lebih yang special, sudu jalan turbin ini kemurniannya sangat kecil dan pada saluran sudu jalan belokannya hanya sedikit. Pada waktu keja sudu jalan turbin ini bisa diatur posisinya, disesuaikan dengan perubahan tinggi air jatuh sehingga turbin ini cocok untuk pusat listrik tenaga air yang dibangun di sungai.

       2.  Turbin Pelton (turbin tekanan sama)

Turbin tekanan sama disebut juga sebagai turbin pancaran bebas atau turbin impuls, karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.

Turbin pelton dipakai untuk tinggi air jatuh yang besar, aliran air didalam pipa akan keluar dengan kecepatan tinggi air jatuh H dihitung dari permukaan air diatas sampai ke tengah-tengah pancaran air bawah. Dibagian bawah roda turbin terdapat suatu tempat yang dinamakan sebagai ruang bebas. Ruang bebas tersebut harus sekecil mungkin, sedemikian rupa sehingga dalam batas-batas yang diijinkan.

      3.       Turbin Francis.

Turbin francis bekerja dengan memakai proses tekanan lebih, pada waktu air masuk ke roda jalan sebagian dari energi tinggi jatuh telah bekerja didalam sudu pengarah diubah sebagai kecepatan arus masuk. Sisa energi tinggi jatuh dimanfaatkan/bekerja didalam sudu jalan, dengan adanya pipa isap memungkinkan energi tinggi jatuh bekerja didalam sudu jalan dengan semaksimal mungkin. Pada sisi sebelah keluar roda jalan terdapat tekanan kerendahan (kurang dari 1 atmosfir) dan kecepatan aliran air yang tinggi. Didalam pipa isap kecepatan aliran akan berkurang dan tekanannya akan kembali naik, sehingga air bisa dialirkan keluar lewat saluran air bawah dengan tekanan dan kecepatan air ketika melewati dan berproses didalam turbin. Pipa isap pada turbin ini mempunyai tugas yang mirip dengan sudu hantar yang terdapat pada pompa sentrifugal yakni sama-sama mengubah energi kecepatan menjadi energi tekanan.

Adapun sebagai pendukung pusat listrik tenaga air ini digunakan beberapa alat bantu (auxiliary equipments) untuk membantu turbin air berjalan dengan baik, seperti:

  1. Sistem pelumas (lube oil system).
  2. Sistem pendingin (cooler system).
  3. Sistem udara kontrol (air control system).
  4. Sistem udara servis (air service system).
  5. Sistem hidrolik (hydraulic system)
sumber :

ALEX HARAHAP

ROY  HADINATA SIJABAT

About these ads
Comments
  1. Mikael.maun says:

    Sy sdng buat turbin diameter 60 cm dgn pnjng pipa 600 m dr ats gn apakah ini mampu memutar dinamo 3kilo wot?

  2. Windy rotinsulu says:

    trima kasih yaa ,
    karena ini saya bisa menyelesaikan tugas saya ..

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s