9 Mutu tenaga listrik ini meliputi :
a. Kontinuitas penyediaan; apakah tersedia 24 jam sehari sepanjang tahun. b. Nilai tegangan; apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan.
c. Nilai frekuensi; apakah selalu ada dalam batas-batas yang diijinkan. d. Kedip tegangan; apakah besarnya dan lamanya masih dapat diterima oleh
pemakai tenaga listrik e. Kandungan harmonisa; apakah jumlahnya masih dalam batas-batas yang
dapat diterima oleh pemakai tenaga listrik.
2.4 Pembangkit Listrik Tenaga Uap 2.4.1 Proses Konversi Energi
Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa batubara
padat , minyak cair , atau gas. Ada kalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar.
Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah konversi energi primer menjadi energi panas kalor . Hal ini
dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uap
yang dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap, energi enthalpy uap dikonversikan menjadi
energi mekanis penggerak generator, dan akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik oleh generator.
2.4.2 Siklus Energi Mesin Tenaga
Energi sebagai suatu arus panas dapat berasal dari pembakaran bahan bakar fosil, radiasi surya, atau reaksi nuklir. Pemanasan atau pendinginan
ruangan dan berbagai proses industri mempergunakan energi dalam jumlah yang besar. Energi berupa panas dapat dikonversikan menjadi energi
mekanikal yang menggerakkan sebuah piston atau memutar sebuah generator, sehingga menjadi “kerja”. Pusat-pusat tenaga listrik mengubah energi panas
menjadi energi mekanikal dan energi listrik melalui suatu siklus konversi
Universitas Sumatera Utara
10 energi. Kerja atau energi yang bermanfaat, yang diperoleh dari suatu arus
energi akan tergantung dari jumlah panas, pola suhu dan lingkungan atau suhu penerima panas yang tersedia. Suatu siklus panas menerima sejumlah
energi panas pada suatu suhu tertentu, dan mengubah sebagian energi panas itu menjadi kerja atau energi bermanfaat, dan “membuang” atau meneruskan
yang selebihnya kepada lingkungan atau penerima panas itu sebagai “energi kerugian” pada suhu yang lebih rendah.
Gambar 2.1a memperlihatkan suatu siklus panas yang umum pada koordinat-koordinat suhu dan entropi. Luas 1-2-b-a merupakan jumlah energi
panas pada suhu T1 yang diterima oleh medium kerja pada suhu T2. Luas 1- 2-3-
4 merupakan energi yang “bermanfaat”. Siklus ini dikenal sebagai siklus Carnot. Siklus Carnot ini merupakan suatu siklus “ideal”. Namun dalam
kenyataannya siklus sistem turbin uap menyimpang dari siklus ideal antara lain karena ada berapa faktor, yaitu:
1. Kerugian dalam pipa fluida kerja, misalnya kerugian gesekan dan kerugian kalor ke atmosfer sekitarnya. Dengan demikian tekanan dan temperatur
uap masuk turbin menjadi lebih rendah daripada keadaan yang ideal. 2. Di dalam ketel uap juga terdapat kerugian tekanan. Dengan demikian air
masuk ke dalam ketel uap harus bertekanan lebih tinggi daripada tekanan uap yang harus dihasikan.
3. Kerugian energi di dalam turbin karena adanya gesekan antara fluida kerja dan bagian dari turbin.
4. Kerugian di kondensor relatif kecil, sehingga mengakibatkan perpindahan kalor lebih banyak daripada keadaan ideal.
Efisiensi termal mesin menurut siklus Carnot ini adalah sebesar:
η
-
dimana: T
1
= Suhu sumber energi K , dan T
2
= Suhu penerima energi K .
Universitas Sumatera Utara
11 a
b Gambar 2.1. Siklus Panas Carnot. a Siklus Panas Ideal Carnot
b Siklus Panas Realistik Carnot
Siklus energi sebagaimana terjadi dalam keadaan yang nyata sehari- hari dilukiskan oleh Gambar 2.1b. Suhu T
1
bukanlah merupakan besaran yang konstan sebagaimana dilukiskan oleh Gambar 2.1, melainkan merupakan
lengkung 1-2 yang tidak rata. Sedangkan suhu T
2
naik dari 3- 4 menjadi 3’-4’,
dan jumlah “energi terbuang” adalah sesuai dengan luas 3’-4’-a-b, yang lebih besar dari luas 3-4-a-b.
Dalam suatu siklus energi, perlu berbagai faktor dipertimbangkan, misalnya jenis sumber energi yang dipakai untuk proses pembakaran, reaksi
nuklir, atau radiasi surya. Penting juga diperhatikan bahan siklus yang dimanfaatkan, yaitu uap atau gas. Juga mesin yang dimanfaatkan untuk
proses ini, misalnya boiler uap, atau motor diesel. Serta juga medium, atau penerima panas dengan suhu yang terendah.
2.4.3 Siklus Tenaga Uap
