Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) : Alternatif Energi Masa Depan Indonesia Kadek Fendy Sutrisna
13 Mei 2011
Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy
Sutrisna
Sejalan dengan pertumbuhan infrastruktur dan ekonomi, kebutuhan energi listrik Indonesia pada tahun 2020 diperkirakan akan meningkat dengan pesat hingga mencapai tiga kali lipat. Selain itu, pembangkit listrik yang digunakan Indonesia saat ini untuk memenuhi kebutuhan energi listriknya, sebagian besar juga merupakan pembangkit listrik yang berbahan bakar fosil, seperti minyak bumi, gas alam, dan batubara. Apabila Indonesia terus bergantung dengan sumber energi ini, tentu saja hal ini bukan pilihan yang bijaksana karena hanya akan menimbulkan permasalahan dikemudian hari akibat persediaan bahan bakarnya di dunia yang terbatas.
Gambar 1. Persediaan bahan bakar fosil yang terbatas (Gambar diambil dari : Blog Konversi ITB, Jaman Fosil)
Seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1, persediaan bahan bakar fosil di dunia ini adalah terbatas. Cadangan sumber energi yang berasal dari fosil diperkirakan hanya akan bertahan sampai 40 tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Kondisi keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia dari tahun ketahun, serta tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global/polusi lingkungan menjadikan tantangan buat Indonesia untuk segera menguasai teknologi baru sumber energi yang terbarukan.
dapat dikembangkan di Indonesia untuk skala mikro dan mini untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah terpencil.
Pada artikel ini akan dibahas sekilas tentang perkembangan pembangkit listrik tenaga air, kelebihan dan kekurangan jika dibandingkan dengan pembangkin listrik non-fosil lainnya, beserta prinsip dan cara kerja PLTA dengan bahasa yang sederhana.
Tabel 1. Ukuran pembangkit energi listrik tenaga air
PERKEMBANGAN DAN POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA) 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.
KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTA
Ada beberapa keunggulan dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang dapat dirangkum secara garis besar sebagai berikut :
1. 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.
2. Kapasitas daya keluaran PLTA relatif besar dibandingkan dengan pembangkit energi terbarukan lainnya dan teknologinya bisa dikuasai dengan baik oleh Indonesia.
3. PLTA umumnya memiliki umur yang panjang, yaitu 50-100 tahun.
4. Bendungan yang digunakan biasanya dapat sekaligus digunakan untuk kegiatan lain, seperti irigasi atau sebagai cadangan air dan pariwisata.
Selain keunggulan yang telah disebutkan diatas, ada juga dampak negatif dari pembangunan PLTA pada lingkungan, yaitu 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.
PRINSIP DASAR DAN CARA PEMANFAATAN PLTA
Prinsip dasar pemanfaatan sumber energi tenaga air ini adalah dengan (i) mengandalkan jumlah debit air dan (ii) dengan memanfaatkan ketinggian jatuhnya air.
Berdasarkan konstruksinya, ada dua cara pemanfaatan tenaga air untuk pembangkit listrik: (a) memanfaatkan aliran air sungai tanpa membangun bendungan dan reservoir atau yang sering disebut dengan Run-of-river Hydropower ; (b) membangun bendungan dan membuat reservoir untuk mengalirkan air ke turbin.
Secara umum cara kerja PLTA adalah dengan memanfaatkan energi dari aliran air dalam jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk) melalui intake, kemudian dengan menggunakan pipa pembawa (headrace) air diarahkan menuju turbin. Beberapa PLTA biasanya menggunakan pipa pesat (penstock) sebelum dialirkan menuju turbin/kincir air, dengan tujuan meningkatkan energi dalam air dengan memanfaatkan gravitasi dan mempertahankan tekanan air jatuh.
Gambar 2 Pembangkit Listrik Tenaga Air (a) dengan bendungan (b) tanpa bendungan
Gambar 3. Turbin Air (a) Pelton (b) Francis (c) Propeller
MENGHITUNG JUMLAH ENERGI YANG DI KONVERSIKAN KE LISTRIK
Jumlah daya listrik yang dapat dibangkitkan pada suatu pusat pembangkit listrik tenaga air tergantung pada besarnya potensial energi air pada ketinggian (h) dimana air jatuh dan laju aliran airnya perluas penampang kanal air perdetiknya. Daya teoritis kasar (P kW) yang tersedia dapat ditulis sebagai berikut:
Cara Memanfaatkan Air Sebagai Sumber Pembangkit Listrik Kadek Fendy Sutrisna
26 Februari 2012
Dukung Fendy Sutrisna untuk tetap berbagi dalam artikel ketenagalistrikan Indonesia dengan klik link LIKE, COMMENT & SHARE di halaman facebook ini -> Catatan Fendy
Sutrisna
Indonesia memiliki banyak sekali keindahan gunung-gunung dan laut yang tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Pembangkit listrik ramah lingkungan yang seharusnya teknologinya bisa kita kuasai sebagai pembangkit listrik masa depan di Indonesia adalah pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Indonesia memiliki banyak sekali potensi aliran energi air yang bisa dimanfaatkan untuk dijadikan sumber energi listrik baru. Biasanya sumber energi air ini terdapat di daerah pegunungan atau tempat tinggi lainnya.
Cara paling mudah untuk mendapatkan energi listrik dari aliran air adalah dengan menggunakan baling-baling. Kecepatan aliran air dari tempat yang tinggi dimanfaatkan sedemikian rupa sehingga bisa menggerakan baling-baling air tersebut untuk mengubah energi aliran menjadi energi gerak untuk menggerakan generator dan menghasilkan listrik. Pada artikel kali ini, akan coba dipaparkan tentang jenis-jenis pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang umum digunakan hingga saat ini. Semoga artikel ini dapat memberikan inspirasi untuk mengembangkan segala potensi tenaga air yang ada di Indonesia. Selamat menikmati!
Gambar 1 Prinsip Kerja Turbin Air JENIS-JENIS PLTA
a. PLTA jenis terusan aliran sungai (run-of-river)
konstruksinya yang murah dan pembangunannya yang sederhana. PLTA tipe ini cocok dibangun pada sungai-sungai besar di Indonesia yang lokasinya masih terisolasi dan bertujuan untuk mendapatkan sumber energi listrik yang ramah lingkungan dengan segera.
Gambar 2 PLTA terusan aliran sungai (run-on-river) b. PLTA dengan kolam pengatur (regulatoring pond)
PLTA jenis ini menggunakan bendungan yang melintang disungai, yang bertujuan untuk menaikkan permukaan air dibagian hulu sungai guna membangkitkan energi potensial yang lebih besar sebagai pembangkit listrik. PLTA jenis ini memiliki efisiensi yang lebih baik daripada PLTA tipe terusan aliran sungai.
Dengan menggunakan cara seperti ini, kita juga dapat mengatur aliran sungai per hari ataupun per minggu untuk membangkitkan listrik sesuai dengan kebutuhan beban. Karena bisa mengatur aliran sungai, PLTA jenis ini bisa digunakan sewaktu-waktu untuk memenuhi kebutuhan sumber energi pada saat beban puncak.
Gambar 3 PLTA dengan kolam pengatur (regulatoring pond)
c. PLTA dengan menggunakan waduk (reservoir)
sebagai cadangan untuk musim kemarau. PLTA jenis banyak terdapat di negara-negara yang memiliki curah hujan sedikit, hanya 2-3 bulan saja, atau negara 4 musim.
Sayangnya pembuatan PLTA yang menggunakan bendungan ini selain menghabiskan tanah dan modal yang besar. terkadang bisa menyebabkan perubahan atau kerusakan lingkungan yang fatal.
Gambar 4 PLTA yang menggunakan bendungan d. PLTA jenis pompa – generator (pomped storage)
PLTA jenis ini membutuhkan dua buah kolam pengatur. Saat kebutuhan listrik meningkat, air akan dialirkan dari kolam pengendali atas dan ditampung di kolam pengendali yang bawah. Energi potensial aliran air inilah yang dimanfaatkan menjadi energi listrik. Sedangkan saat beban minimal, listrik yang dihasilkan pembangkit listrik lain digunakan untuk memompa balik air ke kolam penampung diatas untuk digunakan kembali saat dibutuhkan.
Gambar 5 PLTA pompa – generator (pomped storage) e. PLTA Hydroseries
