Pembangkit listrik tenaga air docx

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi
potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkanenergi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini
biasa disebut sebagai hidroelektrik.
Pembangkit listrik tenaga air (Hydro Power Plant) atau dikenal dengan singkatan PLTA, adalah
suatu sistem pembangkitan tenaga listrik dengan memanfaatkan energi gerak yang dimiliki oleh
air.

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.
Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan
ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air tau dengan cara ditampung dahulu
(bersamaan dengan air hujan) dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum
disalurkan untuk memutar turbin.. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya
terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik
yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak. Hidroelektrisitas adalah
sumber energi terbarukan.

Alat :
·


Dam/Bendungan Pengalih (intake). Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui
sebuah pembuka di bagian sisi sungai ke dalam sebuah bak pengendap.

·

Bak Pengendap (Settling Basin). Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikelpartikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi
komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.

·

Saluran Pembawa (Headrace). Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk
menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

·

Pipa Pesat (Penstock). Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke
sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah turbin.

·


Turbin. Turbin berfungsi untuk mengkonversi energi aliran air menjadi energi putaran
mekanis.

·

Pipa Hisap. Pipa hisap berfungsi untuk menghisap air, mengembalikan tekanan aliran yang
masih tinggi ke tekanan atmosfer.

·

Generator. Generator berfungsi untuk menghasilkan listrik dari putaran mekanis.

·

Panel kontrol. Panel kontrol berfungsi untuk menstabilkan tegangan.

·

Pengalih Beban (Ballast load). Pengalih beban berfungsi sebagai beban sekunder (dummy)
ketika beban konsumen mengalami penurunan. Kinerja pengalih beban ini diatur oleh panel

kontrol.
Bahan

·

Air , terutama air sungai .
Penggunaan beberapa komponen disesuaikan dengan tempat instalasi (kondisi
geografis, baik potensi aliran air serta ketinggian tempat) serta budaya masyarakat. Sehingga
terdapat kemungkinan terjadi perbedaan desain mikrohidro serta komponen yang digunakan
antara satu daerah dengan daerah yang lain.

Daya listrik yang dibangkitkan dapat dihitung menggunakan pendekatan rumus :
P

=

9,8 Q X H X ή t x ή g

Dimana :
P


= Daya yang dihasilkan (kW)

Q

= Debit air dalam (m3/detik)

H

= Tinggi terjun (m)

ήt

= Efisiensi turbin (%)

ήg

= Efisiensi Generator (%)

( kW )


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


Tahun Basah Sekali



Tahun Basah



Tahun Normal



Tahun Kering




Tahun Kering Sekali
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
Tipe Dan Jenis PLTA Berdasarkan Sumber Air dan Hidrologi
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

Gb 2. PLTA dengan aliran sungai langsung
Keterangan:
1.

Sungai


7. Power house

2.

Saringan

8. Bendung

3.

Bak pengendapan pasir

9. Saluran pembersih

4.

Pressure tunel

10. Saluran pengelak


5.

Surge tank

6.

Penstock valve

11. Sungai

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 :
1.

Mengendapkan pasir

2.

Mengendapkan lumpur


3.

Sebagai reservoir
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.

Gb 3. PLTA dengan kolam Tando

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.

Gb 4. PLTA dengan waduk

PLTA aliran Danau

Sumber air dari PLTA ini adalah sebuah danau yang potensinya cukup besar. Untuk
pengambilan air yang masuk ke PLTA dilaksanakan dengan:
1.

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

2.

Perubahan duga muka air (DMA) + 4 meter

3.

Intake

Gb 5. Lay Out PLTA Danau

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.

Gb 6. (a) Keadaan pasang (b) Keadaan surut

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
1.

Generator berfungsi sebagai motor

2.

Turbin berdiri sendiri terpisah dari pompanya

3.

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

Gb 7. PLTA Pompa

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.
PLTA telah berkontribusi banyak bagi pembangunan kesejahteraan manusia sejak beberapa
puluh abad yang lalu. Yunani tercatat sebagai negara pertama yang memanfaatkan tenaga air
untuk memenuhi kebutuhan energi listriknya. Pada akhir tahun 1999, tenaga air yang sudah
berhasil dimanfaatkan di dunia adalah sebesar 2650 TWh, atau sebesar 19 % energi listrik yang
terpasang di dunia.
Indonesia mempunyai potensi pembangkit listrik tenaga air (PLTA) sebesar 70.000 mega watt
(MW). Potensi ini baru dimanfaatkan sekitar 6 persen atau 3.529 MW atau 14,2 % dari jumlah
energi pembangkitan PT PLN.

Pemanfaatan energi air telah dilakukan selama berabad abad lamanya. Diantaranya adalah
teknologi penggilingan gandum yang dilakukan oleh bangsa Yunani kuno sekitar lebih dari 2000

tahun yang lampau. Bangsa Yunani Kuno menggunakan kincir air (water wheel) yang
digerakkan oleh aliran air yang kemudian ditransmisikan kemesin penggiling gandum.
Pemanfaatan energi air untuk membangkitkan listrik dilakukan pertama kali di Amerika.
Pembangkit listrik tenaga air pertama didunia tersebut dibangun di Air terjun Niagara pada
tahun 1879. Teknologi pembangkitan ini dikembangkan hingga akhirnya pada awal 1940-an
PLTA menyumbangkan 33% pembangkitan listrik di Amerika.
Hingga sekarang dan masa yang akan datang, pembangkitan listrik tenaga air terus
dikembangkan sebagai salah satu sumber energi terbarukan yang penting di dunia.

Tenaga listrik hydro, menggunakan kinetik, atau energi gerakan sungai, sekarang menyediakan
20% listrik dunia. Norwegia menghasilkan hampir seluruh listriknya dari hydro,
sedangkan Islandiamemproduksi 83% dari kebutuhannya (2004), Austria memproduksi 67%
dari seluruh listrik yang dihasilkan di negara tersebut. Kanada merupakan penghasil tenaga
hidro terbesar dunia dan memproduksi lebih dari 70% listriknya dari sumber hidroelektrik.
Di banyak bagian Kanada (provinsi British Columbia, Manitoba, Ontario, Quebec,
dan Newfoundland and Labrador) hidroelektrisitas digunakan secara luas. Pusat tenaga yang
dijalani oleh provinsi-provinsi ini disebut BC Hydro, Manitoba Hydro, Hydro One (dulunya
"Ontario Hydro"), Hydro-Québec, dan Newfoundland and Labrador Hydro. Hydro-Québec
merupakan perusahaan penghasil listrik hydro terbesar dunia, dengan total listrik terpasang
sebesar 31.512 MW (2005).

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTA
Ada beberapa keunggulan dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang dapat dirangkum
secara garis besar sebagai berikut :

Kelebihan
Beberapa keuntungan/kelenihan yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga listrik mikrohidro
adalah sebagai berikut:
 Dibandingkan dengan pembangkit listrik jenis yang lain, PLTH ini cukup murah karena
menggunakan energi alam.



Memiliki konstruksi yang sederhana dan dapat dioperasikan di daerah terpencil dengan



tenaga terampil penduduk daerah setempat dengan sedikit latihan.
Tidak menimbulkan pencemaran.



Dapat dipadukan dengan program lainnya seperti irigasi dan perikanan.



Dapat mendorong masyarakat agar dapat menjaga kelestarian hutan sehingga
ketersediaan air terjamin.
o Respon pembangkit listrik yang cepat dalam menyesuaikan kebutuhan beban.
Sehingga pembangkit listrik ini sangat cocok digunakan sebagai pembangkit
listrik tipe peak untuk kondisi beban puncak maupun saat terjadi gangguan di
jaringan.
o

Kapasitas daya keluaran PLTA relatif besar dibandingkan dengan pembangkit
energi terbarukan lainnya dan teknologinya bisa dikuasai dengan baik oleh
Indonesia.

o

PLTA umumnya memiliki umur yang panjang, yaitu 50-100 tahun.

o

Bendungan yang digunakan biasanya dapat sekaligus digunakan untuk kegiatan
lain, seperti irigasi atau sebagai cadangan air dan pariwisata.

o

Bebas emisi karbon yang tentu saja merupakan kontribusi berharga bagi
lingkungan.

Kelemahan
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) juga mempunyai kelemahan-kelemahan dalam melayani
penguna listrik dalan jumlah besar, antara lain :
·

Konsumen pengguna listrik dalam jumlah besar dan terlalu jauh dari pusat Pembangkit
membutuhkan sarana jaringan tower transmisi tegangan tinggi yang panjang juga memerlukan
sarana traffo peningkat tengangan yang banyak.

·

Dari sisi keamanan maupun keselamatan terhadap sanara dan perlengkapan tranmisi harus
mendapat perhatian khusus.

·

Bila kita mengalami musim kemarau panjang PLTA yang mengunakan tenaga air dari danau
alam dan danau buatan maka cadanagan air akan sangat berkurang dan berdampak pada
penurunan kuantitas produksi daya listrik yang disalurkan ke konsuman. Maka hal ini yang
dirugikan adalah konsuman baik rumah tangga maupun pihak industri.

·

Sumber Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) yang menggunakan air terjun tidak selalu
berada dilokasi yang dikehendaki, selain debit airnya kecil juga berada jauh dari kota sehingga
membutuhkan biaya yang sangat besar.

-

mengganggu keseimbangan ekosistem sungai/danau akibat dibangunnya bendungan,
pembangunan bendungannya juga memakan biaya dan waktu yang lama. Disamping
itu, terkadang kerusakan pada bendungan dapat menyebabkan resiko kecelakaan dan
kerugian yang sangat besar.