TUGAS PEMBANGKIT PEMBANGKIT LISTRIK TENA
TUGAS PEMBANGKIT
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
Nama
: Melanda Devi Amanta
NIM / No. Absen
: 1231120089 / 14
KELAS
: D3-TL / 2A
Program Studi Teknik Listrik
Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Malang
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Pembangkit Listrik Tenaga Air (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). Kemudian energi listrik tersebut
dialirkan melalui jaringan-jaringan yang telah dibuat, hingga akhirnya energi listrik tersebut
sampai ke konsumen.
Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan sumber listrik bagi masyarakat yang memberikan
banyak keuntungan terutama bagi masyarakat pedalaman di seluruh Indonesia. Disaat sumber
energi lain mulai menipis dan memberikan dampak negatif, maka air menjadi sumber yang sangat
penting karena dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang murah dan tidak
menimbulkan polusi. Selain itu, Indonesia kaya akan sumber daya air sehingga sangat berpotensial
untuk memproduksi energi listrik yang bersumber daya air.
Saat ini permintaan akan kebutuhan listrik semakin bertambah, hal ini disebabkan oleh :
1)
Pertambahan jumlah penduduk yang makin tinggi.
2)
Perkembangan yang cukup pesat di sektor jasa dan industri.
3)
Pembangunan sarana pemerintahan yang semakin meningkat.
Pembangkit tenaga listrik dengan tenaga air diklasifikasikan atas 4 golongan berdasarkan
kriteria besarnya kapasitas energi yang dapat dibangkitkan. Pembangkit listrik tenaga air dengan
kapasitas hingga 99kW diklasifikasikan sebagai Mikro Hidro, yang berkapasitas antara 100kW–
999kW diklasifikasikan sebagai PLTA kapasitas rendah, yang berkapasitas antara 1000kW–
9999kW diklasifikasikan sebagai PLTA kapasitas sedang, dan yang berkapasitas lebih dari
10.000kW merupakan PLTA kapasitas tinggi. Skala pengembangan masing-masing jenis
klasifikasi pembangkitan energi tenaga air didasarkan kepada kepentingan-kepentingan
pengembangan wilayah, strategi pembangunan, dan potensi tenaga air yang dimiliki.
Di Indonesia terdapat banyak sekali sungai-sungai besar maupun kecil yang terdapat di
berbagai daerah. Hal ini merupakan peluang yang bagus untuk pengembangan energi listrik di
daerah khususnya daerah yang belum terjangkau energi listrik.
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.
1.2.
Rumusan Masalah
Adapun hal yang akan dibahas mengenai PLTA pada makalah ini adalah:
1)
Apa yang dimaksud dengan PLTA?
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?
1.3.
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.
BAB II
ISI
2.1.
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
bisadioperasikan setiap saat dan cukup sederhana untuk dimengerti. Peralatan PLTA yang
mutakhir, umumnya memiliki peluang yang besar untuk bisa dioperasikan selama 50 tahun. PLTA
bisa diamanfaatkan untuk cadangan yang bisa diandalkan pada sistem kelistrikan terpadu.
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 memenuhi kebutuhan 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:
1)
Jumlah air yang tersedia, yang merupakan fungsi dari jatuh hujan dan atau salju.
2)
Tinggi terjun yang dapat dimanfaatkan, hal mana tergantung dari topografi daerah tersebut.
3)
Jarak lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusat-pusat beban atau jaringan transmisi.
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.
Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul
susu – sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke 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.
Trafo 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.
1.
Waduk berfungsi untuk menahan air.
2.
Main gate yaitu katup pembuka
3.
Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh
air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan
energi.
4. Pipa pesat (penstock) ,berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong
turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas
lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin.
Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent)
setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan
untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat
tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara
ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal
PLTMH mulai dioperasikan. ½ inch.
5. Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi
energi kinetic
6.
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.
7. Generator, 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
8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla dari turbin
9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan
10. Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yang lebih tinggi.
11. Switchyard (controler)
12. Kabel transmisi
13. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan
pusat industri.
14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah
metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke
daerah hilir.
Pumped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu:
1)
Waduk Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA konvensional. Air dialirkan langsung ke
turbin untuk menghasilkan listrik.
2)
Waduk cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin ditampung di lower reservoir
sebelum dibuang disungai.
Parameter yang mempengaruhi operasi PLTA, disebabkan oleh :
1)
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.
2)
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:
1)
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:
a
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.
b
Aliran dasar ( Base flow)
c
Tinggi muka air
d
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.
e
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
2)
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.
Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Air berdasarkan:
1)
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.
2)
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:
a
Pembangkit listrik tenaga air konvensional.
Pembangkit yang menggunakan kekuatan air secara wajar yang diperoleh dari pengaliran air
dan sungai.
b
Pembangkit listrik dengan pemompaan kembali air ke kolam penampungan.
Pembangkitan menggunakan konsep perputaran kembali air yang sama denagn mempergunakan
pompa, yang dilakukan saat pembangkit melayani permintaan tenaga listrik yang tidak begitu
berat.
c
Pembangkit listrik tenaga air pasang surut.
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.
d
Pembangkit listrik tenaga air yang ditekan.
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.
3)
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.
4)
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.
5)
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.
6)
Berdasarkan Kapasitas PLTA
Menurut Mesonyi:
a
Pembangkit listrik yang paling kecil sampai dengan
b
Kapasitas PLTA yang terendah sampai dengan
c
Kapasitas menengah PLTA sampai dengan
d
Kapasitas tertinggi diatas
7)
: 100 kW
: 1000 kW
: 10000 kW
: 10000 kW
Berdasarkan ketinggian tekanan air
a
PLTA dengan tekanan air rendah kurang dari
:dibawah 15 m
b
PLTA dengan tekan air menengah berkisar
:15 m – 70 m
c
PLTA dengan tekanan air tinggi berkisar
:71 m – 250 m
d
PLTA dengaan tekanan air yang sangat tinggi
:diatas 250 m
8)
Berdasarkan bangunan/konstruksi utama
Berdasarkan bangunan / konstruksi utama dibagi atas:
a
Pembangkit listrik pada aliran sungai, pemiliahan 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.
b
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.
c
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.
Pembangkit 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.
Macam – macam turbin air
1)
Turbin Kaplan.
Turbin Kaplan digunakan untuk tinggi terjun yang rendah, yaitu di bawah 20 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.
2)
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 juga disebut
sebagai turbin reaksi.
3)
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 bagianbagian 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.
BAB III
PLTA CIRATA
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 upoperasi/ 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)
sumber data : PJB Cirata
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
Nama
: Melanda Devi Amanta
NIM / No. Absen
: 1231120089 / 14
KELAS
: D3-TL / 2A
Program Studi Teknik Listrik
Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Malang
2013
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Pembangkit Listrik Tenaga Air (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). Kemudian energi listrik tersebut
dialirkan melalui jaringan-jaringan yang telah dibuat, hingga akhirnya energi listrik tersebut
sampai ke konsumen.
Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan sumber listrik bagi masyarakat yang memberikan
banyak keuntungan terutama bagi masyarakat pedalaman di seluruh Indonesia. Disaat sumber
energi lain mulai menipis dan memberikan dampak negatif, maka air menjadi sumber yang sangat
penting karena dapat dijadikan sumber energi pembangkit listrik yang murah dan tidak
menimbulkan polusi. Selain itu, Indonesia kaya akan sumber daya air sehingga sangat berpotensial
untuk memproduksi energi listrik yang bersumber daya air.
Saat ini permintaan akan kebutuhan listrik semakin bertambah, hal ini disebabkan oleh :
1)
Pertambahan jumlah penduduk yang makin tinggi.
2)
Perkembangan yang cukup pesat di sektor jasa dan industri.
3)
Pembangunan sarana pemerintahan yang semakin meningkat.
Pembangkit tenaga listrik dengan tenaga air diklasifikasikan atas 4 golongan berdasarkan
kriteria besarnya kapasitas energi yang dapat dibangkitkan. Pembangkit listrik tenaga air dengan
kapasitas hingga 99kW diklasifikasikan sebagai Mikro Hidro, yang berkapasitas antara 100kW–
999kW diklasifikasikan sebagai PLTA kapasitas rendah, yang berkapasitas antara 1000kW–
9999kW diklasifikasikan sebagai PLTA kapasitas sedang, dan yang berkapasitas lebih dari
10.000kW merupakan PLTA kapasitas tinggi. Skala pengembangan masing-masing jenis
klasifikasi pembangkitan energi tenaga air didasarkan kepada kepentingan-kepentingan
pengembangan wilayah, strategi pembangunan, dan potensi tenaga air yang dimiliki.
Di Indonesia terdapat banyak sekali sungai-sungai besar maupun kecil yang terdapat di
berbagai daerah. Hal ini merupakan peluang yang bagus untuk pengembangan energi listrik di
daerah khususnya daerah yang belum terjangkau energi listrik.
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.
1.2.
Rumusan Masalah
Adapun hal yang akan dibahas mengenai PLTA pada makalah ini adalah:
1)
Apa yang dimaksud dengan PLTA?
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?
1.3.
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.
BAB II
ISI
2.1.
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
bisadioperasikan setiap saat dan cukup sederhana untuk dimengerti. Peralatan PLTA yang
mutakhir, umumnya memiliki peluang yang besar untuk bisa dioperasikan selama 50 tahun. PLTA
bisa diamanfaatkan untuk cadangan yang bisa diandalkan pada sistem kelistrikan terpadu.
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 memenuhi kebutuhan 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:
1)
Jumlah air yang tersedia, yang merupakan fungsi dari jatuh hujan dan atau salju.
2)
Tinggi terjun yang dapat dimanfaatkan, hal mana tergantung dari topografi daerah tersebut.
3)
Jarak lokasi yang dapat dimanfaatkan terhadap adanya pusat-pusat beban atau jaringan transmisi.
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.
Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul
susu – sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke 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.
Trafo 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.
1.
Waduk berfungsi untuk menahan air.
2.
Main gate yaitu katup pembuka
3.
Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh
air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan
energi.
4. Pipa pesat (penstock) ,berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong
turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas
lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin.
Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent)
setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan
untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat
tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara
ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal
PLTMH mulai dioperasikan. ½ inch.
5. Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi
energi kinetic
6.
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.
7. Generator, 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
8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla dari turbin
9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan
10. Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yang lebih tinggi.
11. Switchyard (controler)
12. Kabel transmisi
13. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan
pusat industri.
14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah
metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke
daerah hilir.
Pumped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu:
1)
Waduk Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA konvensional. Air dialirkan langsung ke
turbin untuk menghasilkan listrik.
2)
Waduk cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin ditampung di lower reservoir
sebelum dibuang disungai.
Parameter yang mempengaruhi operasi PLTA, disebabkan oleh :
1)
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.
2)
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:
1)
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:
a
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.
b
Aliran dasar ( Base flow)
c
Tinggi muka air
d
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.
e
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
2)
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.
Klasifikasi Pembangkit Listrik Tenaga Air berdasarkan:
1)
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.
2)
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:
a
Pembangkit listrik tenaga air konvensional.
Pembangkit yang menggunakan kekuatan air secara wajar yang diperoleh dari pengaliran air
dan sungai.
b
Pembangkit listrik dengan pemompaan kembali air ke kolam penampungan.
Pembangkitan menggunakan konsep perputaran kembali air yang sama denagn mempergunakan
pompa, yang dilakukan saat pembangkit melayani permintaan tenaga listrik yang tidak begitu
berat.
c
Pembangkit listrik tenaga air pasang surut.
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.
d
Pembangkit listrik tenaga air yang ditekan.
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.
3)
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.
4)
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.
5)
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.
6)
Berdasarkan Kapasitas PLTA
Menurut Mesonyi:
a
Pembangkit listrik yang paling kecil sampai dengan
b
Kapasitas PLTA yang terendah sampai dengan
c
Kapasitas menengah PLTA sampai dengan
d
Kapasitas tertinggi diatas
7)
: 100 kW
: 1000 kW
: 10000 kW
: 10000 kW
Berdasarkan ketinggian tekanan air
a
PLTA dengan tekanan air rendah kurang dari
:dibawah 15 m
b
PLTA dengan tekan air menengah berkisar
:15 m – 70 m
c
PLTA dengan tekanan air tinggi berkisar
:71 m – 250 m
d
PLTA dengaan tekanan air yang sangat tinggi
:diatas 250 m
8)
Berdasarkan bangunan/konstruksi utama
Berdasarkan bangunan / konstruksi utama dibagi atas:
a
Pembangkit listrik pada aliran sungai, pemiliahan 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.
b
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.
c
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.
Pembangkit 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.
Macam – macam turbin air
1)
Turbin Kaplan.
Turbin Kaplan digunakan untuk tinggi terjun yang rendah, yaitu di bawah 20 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.
2)
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 juga disebut
sebagai turbin reaksi.
3)
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 bagianbagian 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.
BAB III
PLTA CIRATA
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 upoperasi/ 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)
sumber data : PJB Cirata