Pembangkit Listrik Tenaga Air?? Apa itu?

A.        Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air

            Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) merupakan pembangkit tenaga listrik yang mengubah energi potensial air (energi gravitasi air) menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros  yang akan memutar rotor generator untuk menghasilkan energi listrik.

Gambar a. Waduk Jatiluhur, Purwakarta.

B.         Macam-macam Pembangkit Listrik Tenaga Air

1.         PLTA Aliran sungai Langsung tanpa kolam tando

Aliran sungai dialirkan langsung melalui saluran terbuka atau tertutup dengan memasang di ujung saluran tersebut (ujung masuk air). Air dimasukkan melalui pipa pesat/saluran terbuka

Gambar b1. PLTA dengan aliran sungai langsung

Keterangan:

1. Sungai                                                      7. Power house

1. Saringan                                                   8. Bendung

1. Bak pengendapan pasir                            9. Saluran pembersih

1. Pressure tunel                                          10. Saluran pengelak

1. Surge tank                                               11. Sungai

1. Penstock valve

1. Mengendapkan pasir

1. Mengendapkan lumpur

1. Sebagai reservoir

1. Pembuatan bendungan yang berfungsi juga sebagai pelimpas yang berlokasi pada mulut sungai.

1. Perubahan duga muka air (DMA) + 4 meter

1. Intake

1. Generator berfungsi sebagai motor

1. Turbin berdiri sendiri terpisah dari pompanya

1. Generator, turbin dan pompa terletak di dalam satu poros (pompa terletak paling bawah)

•  Tahun Basah Sekali

•  Tahun Basah

•  Tahun Normal

•  Tahun Kering

•  Tahun Kering Sekali

2.         PLTA Aliran sungai langsung dengan kolam tando

Air sungai dialirkan ke kolam melalui saluran terbuka atau tertutup dengan disaring terlebih dahulu dan ditampung di suatu kolam yang berfungsi untuk :

Air dari kolam tersebut dialirkan melalui pipa pesat menggerakkan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik. Kolam tando dilengkapi dengan beberapa pintu air gunanya untuk pengisian / pengosongan bila kolam tando diadakan pemeliharaan.

Gambar b2. PLTA dengan kolam Tando.

3.         PLTA Aliran sungai Langsung dengan waduk (Reservoir)

Air dari satu sungai atau lebih ditampung di suatu tempat untuk mendapatkan ketinggian tertentu dengan jalan dibendung. Air dari waduk tersebut dialirkan melalui saluran terbuka, melalui pintu air ke saluran tertutup yang selanjutnya melalui pipa pesat menggerakkan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik.

Gambar b3. PLTA dengan waduk.

4.         PLTA aliran Danau

Sumber air dari PLTA ini adalah sebuah danau yang potensinya cukup besar. Untuk pengambilan air yang masuk ke PLTA dilaksanakan dengan:

Gambar b4. Lay Out PLTA Danau.

5.         PLTA Pasang surut

Air laut Pasang: Air laut memasuki teluk (sebagai kolam) melewati bangunan sentral, sehingga air laut mendorong sudu-sudu jalan (runner) dari turbin. Turbin memutarkan generator sehingga menghasilkan energi listrik. ama kelamaan kolam akan terisi oleh air laut sehingga permukaan air laut menjadi sama, berarti tenaga penggeraknya tidak ada dan turbin berhenti berputar. Air Laut Surut: Pada saat air laut surut, permukaan air kolam lebih tinggi dari permukaan air laut. Air kolam akan mengalir ke Laut melalui bangunan sentral dan akan memutar sudu-sudu turbin yang seporos dengan generator sehingga didapat energi listrik kembali sampai terjadi air pasang lagi.

Gambar b5. (a) Keadaan pasang (b) Keadaan surut.

6.         PLTA pompa

PLTA pompa dibangun dan dioperasikan untuk PLTA beban puncak. Air waduk bagian atas dan air waduk bagian bawah diatur untuk operasi harian akan mingguan. PLTA pompa digunakan untuk mengatur / menunjang beban puncak sistem. Danau bagian atas biasanya mempunyai kapasitas tampung yang besar tetapi mempunyai daerah tangkapan hujan yang sempit, sedangkan danau bagian bawah mempunyai daerah tangkapan hujan yang luas

Gambar b6. PLTA Pompa.

7.         PLTA Kaskade

Pemanfaatan sungai, berarti sepanjang sungai dibangun beberapa PLTA, maka daerah PLTA itu disebut sistem Kaskade PLTA, dimana PLTA yang berada di bawah memanfaatkan air setelah digunakan oleh PLTA di atasnya. Contoh : Kaskade PLTA S.Citarum ( Saguling, Cirata, dan Jatiluhur).

C.        Tujuan dan Manfaat PLTA

a.         Tujuan

            Tujuan pembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah  sala satu energi alternative  dari alam untuk  membantu masyarakat Indonesia bahkan masyarakat dunia yang masih terbatas penghasilannya untuk  memenuhi kebutuhan listrik dalam kehidupan sehari-hari mereka.

b.         Manfaat atau fungsi

             Energi air dapat di manfaatkan sebagai sumber energi listrik  dengan fungsi dan manfaat yang sangat penting dalam kehidupan(in life). PLTA mempunyai beberapa fungsi yaitu: mengurangi pemakaian bahan bakar minyak,membantu masyarakat dalam kebutuhan listrik bagi masyarakat yang penghasilanya terbatas/masyarakat miskin,untuk menerangi rumah-rumah dan tempat-tempat pos penjagaan,di jalan-jalan dan lain-lain.

D.        Langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan PLTA

      a.         Menentukan tempat(lokasi)

Langkah pertama yang harus di lakukan ketika kita ingin merancang sebuah listrik dari air adalah menetukan tempat(lokasi).temapt yang di perluhkan adalah dekat dengan perairan yaitu danau,sungai,laut ,air terjun. Ketika kita memilih tempat dekat dengan sungai maka,kita seharusnya melihat kekuatan sungainya.Tujuannya adalah agar mudah menggerakan turbin sehingga  setelah listrik jadi di buat bisa berjalan dengan lancar,tidak terjadi gangguan/kendala karena kekurangan air. Tempat yang cocok untuk membangun pembangunan sebuah pembangkit tenaga air adalah dekat perairan dan pegunungan karena faktor pendukung utama sebuah PLTA adalah air. Itulah sebabnya langka yang harus dilakukan adalah tempat.

b.         Menentukan jangka waktu.

             Jangka waktu yang di tentukan  ketika ingin membuat sebuah jenis listrik yaitu dalam hal ini pembangkait listrik tenaga air,di lihat dari kondisi di lingkungan sekitarnya setelah itu baru menetukan waktunya sesuai kebutuhan. Namun untuk membuat PLTA di perlukan waktu cukup banyak dari awal persiapan-pembuatan-selesai(finish).

c.         Mengukur kemampuan/kapasitas air.

            Tujuan mengukur kemampuan kapasitas air untuk merancang sebuah PLTA adalah agar setelah listrik di buat,dalam pemakaian jarang mengalami kekuarangan air. Karena air yang kuat untuk menghidupkan sebuah listrik/menjadikan sebuah listrik tidak terjadi kekurangan kapasitas air tersebut.sebuah pembangkit listrik tenaga air berlancar baik jika airnya memilki kapasitas paling tinggi.jika kita memasang listrik tenaga air pada sungai berarti sungai tersebut keras dan tidak berhenti mengalir walaupun musim panas, dan juga sungainya bersumber dari gunung-gunung atau hutan yang lebat.ini tujuannya agar listrik tidak terjadi kekurangan air. Cara mengukur listrik secara matematis adalah daya yang di hasilkan oleh sebuah turbin dan generator itu sama dengan hasil kali dari massa jenis fluida,debit dan ketinggian serta gravitasi(g =10m/s)

d.         Menentukan alat dan bahan. 

            Untuk membuat sebuah PLTA di perlukan beberapa alat di antaranya adalah sebagai berikut:

-Turbin adalah alat yang berfungsi memutar generator.biasanya turbin yang di pakai adalah Francis turbin.Turbin ini mempunyai massa 172 ton dan juga memiliki kecepatan putaran 90 rpm.

-Dinamo.

-Generator ( mesin penghasil listrik)

-Air sebagai bahan energy dari alam

-Transformer mengubah tegangan rendah ke tegangan tinggi dan sebaliknya.

-Power lines jaringan listrik tiga fase, baik saluran udara maupun saluran di bawah tanah dll.Inilah sebagaian alat yang perluh digunakan dalam pembuatan sebuah jenis listrik ini(PLTA).

E.         Prinsip Kerja PLTA

Pada dasarnya prinsip kerja pada sebuah jenis listrik yang di sebut Pembangkit listrik tenaga air(PLTA) adalah  mengalirkan air  dari sungai atau juga air terjun kemudian di arahkan ke turbin yang sudah disiapkan sehingga air menggerakan  pada turbin untuk menghidupkan listrik tersebut. Pada prinsipnya juga PLTA terdiri dari 3 bagian utama yaitu: pengerak,perubah kecepatan (speed rebucer) dan generator.Pembangkit listrik tenaga air yang banyak dilakukan dengan cara memutar generator sinkron sehingga di dapatkan tenaga listrik arus bolak balik tiga fase.Tenaga mekanik yang dipakai  memutar generator listrik di dapat dari mesin pengerak generator listrik atau biasa di sebut penggerak mula.dalam pembuatan listrik di buat dua penampungan air yaitu:

1)     .Waduk utama (upper reservoir), Air di alirkan langsung ke turbin untuk menghasilkan listrik

2)     .Waduk cadangan(lower reservoir), Untuk menampumg air yang keluar dari turbin.

Air sebagai  bahan baku PLTA dapat diperoleh dari sungai secara langsung disalurkan untuk  memutar turbin, atau dengan cara  ditampung dahulu (bersamaan dengan air hujan) dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.

Daya listrik yang dibangkitkan dapat dihitung menggunakan  pendekatan rumus  :

P          =          9,8  Q  X H   X   ή t  x  ή g            (  kW )

Dimana :

P          = Daya yang dihasilkan   (kW)

Q         = Debit air  dalam  (m³/detik)

H          = Tinggi terjun   (m)

ή t        = Efisiensi turbin  (%)

ή g       = Efisiensi Generator (%)

Perencanaan pengoperasian PLTA yang dilakukan berdasarkan pada kondisi hydrologi yang meliputi :

Untuk mendapatkan hasil yang optimum dan memudahkan untuk perencanaan operasional tahunan, maka perencanaan operasi dilakukan berdasarkan pada  kondisi hydrologi tahun normal dan tahun kering, yang kemudian dilakukan penyesuaian tiap bulan berdasarkan kondisi air  masuk.

Indonesia hanya mengenal dua musim yaitu musim hujan biasa dimulai bulan Nopember s.d Maret dan musim kemarau pada bulan April s.d Oktober, sehingga kondisi ini dipergunakan untuk proses pengisian dan penggunaan air.