ENERGI AIR
ENERGI AIR
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
••
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah
suatu pembangkitan energi listrik dengan
suatu pembangkitan energi listrik dengan
mengubah energi potensial air menjadi energi
mengubah energi potensial air menjadi energi
mekanik oleh turbin dan diubah lagi menjadi
mekanik oleh turbin dan diubah lagi menjadi
energi listrik oleh generator dengan
energi listrik oleh generator dengan
memanfaatkan ketinggian dan kecepatan aliran
memanfaatkan ketinggian dan kecepatan aliran
air
air
••
Energi listrik yang dibangkitkan dari ini
Energi listrik yang dibangkitkan dari ini biasa
biasa
disebut sebagai hidroelektrik.
disebut sebagai hidroelektrik.
••
Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini
Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini
adalah generator yang dihubungkan ke turbin
adalah generator yang dihubungkan ke turbin
yang digerakkan oleh air.
••
Kapasitas PLTA diseluruh dunia ada sekitar
Kapasitas PLTA diseluruh dunia ada sekitar
675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar barrel
675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar barrel
minyak atau sama dengan 24 % kebutuhan listrik
minyak atau sama dengan 24 % kebutuhan listrik
dunia yang digunakan oleh lebih 1 milyar orang
dunia yang digunakan oleh lebih 1 milyar orang
••
Penggunaan tenaga air mungkin merupakan
Penggunaan tenaga air mungkin merupakan
bentuk energi tertua yang pernah dikenal manusia.
bentuk energi tertua yang pernah dikenal manusia.
Perbedaan vertikal antara batas atas dengan batas
Perbedaan vertikal antara batas atas dengan batas
bawah bendungan dimana terletak turbin air, yang
bawah bendungan dimana terletak turbin air, yang
dikenal dengan tinggi terjun.
dikenal dengan tinggi terjun.
••
Tinggi terjun ini mengakibatkan air yang mengalir
Tinggi terjun ini mengakibatkan air yang mengalir
akan memperoleh energi kinetic yang kemudian
akan memperoleh energi kinetic yang kemudian
mendesak sudu-sudu turbin. Bergantung kepada
mendesak sudu-sudu turbin. Bergantung kepada
tinggi terjun dan debit air, dikenal tiga
tinggi terjun dan debit air, dikenal tiga macam
macam
turbin yaitu: Pelton, Francis dan Kaplan.
JENIS-JENIS PLTA
JENIS-JENIS PLTA
••
PLTA Berdasarkan Tinggi Terjun
PLTA Berdasarkan Tinggi Terjun
••
PLTA jenis terusan air (water way)
PLTA jenis terusan air (water way)
Pusat listrik yang mempunyai tempat
Pusat listrik yang mempunyai tempat
ambil air (intake) di hulu sungai dan
ambil air (intake) di hulu sungai dan
mengalirkan air ke hilir melalui terusan air
mengalirkan air ke hilir melalui terusan air
dengan kemiringan (gradient) yang agak
dengan kemiringan (gradient) yang agak
kecil. Tenaga listrik dibangkitkan dengan
kecil. Tenaga listrik dibangkitkan dengan
cara memanfaatkan tinggi terjun dan
cara memanfaatkan tinggi terjun dan
kemiringan sungai.
••
PLTA Berdasarkan Aliran Sungai :
PLTA Berdasarkan Aliran Sungai :
PLTA jenis aliran sungai langsung (run of
PLTA jenis aliran sungai langsung (run of river)
river)
Banyak dipakai dalam PLTA saluran air/terusan, jenis
Banyak dipakai dalam PLTA saluran air/terusan, jenis
ini membangkitkan listrik dengan memanfaatkan
ini membangkitkan listrik dengan memanfaatkan
aliran sungai itu sendiri secara alamiah.
aliran sungai itu sendiri secara alamiah.
PLTA Dengan Kolam Pengatur (Regulatoring Pond)
PLTA Dengan Kolam Pengatur (Regulatoring Pond)
Mengatur aliran sungai setiap hari atau setiap minggu
Mengatur aliran sungai setiap hari atau setiap minggu
dengan menggunakan kolam pengatur yang
dengan menggunakan kolam pengatur yang
dibangun melintang sungai dan membangkitkan listrik
dibangun melintang sungai dan membangkitkan listrik
sesuai dengan beban.
••
Pusat Listrik Jenis Waduk (Reservoir)
Pusat Listrik Jenis Waduk (Reservoir)
Di buat dengan cara membangun suatu waduk yang
Di buat dengan cara membangun suatu waduk yang
melintang sungai, sehingga terbentuk seperti danau
melintang sungai, sehingga terbentuk seperti danau
buatan, atau dapat dibuat dari danau asli sebagai
buatan, atau dapat dibuat dari danau asli sebagai
penampung air hujan sebagai cadangan untuk musim
penampung air hujan sebagai cadangan untuk musim
kemarau.
kemarau.
••
PLTA Jenis Pompa (Pumped Storage)
PLTA Jenis Pompa (Pumped Storage)
Adalah jenis PL
Adalah jenis PLTA yang memanf
TA yang memanfaatkan tenaga li
aatkan tenaga listrik
strik
yang berlebihan ketika musim hujan atau pada saat
yang berlebihan ketika musim hujan atau pada saat
pemakaian tenaga listrik berkurang saat tengah
pemakaian tenaga listrik berkurang saat tengah malam,
malam,
pada waktu ini sebgian turbin berfungsi sebagai pompa
pada waktu ini sebgian turbin berfungsi sebagai pompa
untuk memompa air yang di hilir
untuk memompa air yang di hilir ke hulu, jadi pembangkit
ke hulu, jadi pembangkit
ini memanfaatkan kembali air yang dipakai saat beban
ini memanfaatkan kembali air yang dipakai saat beban
puncak dan dipompa ke atas lagi saat beban puncak
puncak dan dipompa ke atas lagi saat beban puncak
terlewati.
DASAR KONVERSI ENERGI AIR
DASAR KONVERSI ENERGI AIR
••
Dalam pembangkitan listrik tenaga air energi
Dalam pembangkitan listrik tenaga air energi
yang banyak digunakan adalah energi potansial
yang banyak digunakan adalah energi potansial
Ep = m . g . H
Ep = m . g . H
dengan:
dengan:
E = Energi Potensial
E = Energi Potensial
m = Massa
m = Massa
g = Percapatan Grapitasi
g = Percapatan Grapitasi
h = Tinggi relatif terhadap permukaan bumi
h = Tinggi relatif terhadap permukaan bumi
Atau bisa ditulis den
Atau bisa ditulis dengan
gan
dE = dm . g . H
dE = dm . g . H
Dimana dE merupakan energi yang dibangkitkan
Dimana dE merupakan energi yang dibangkitkan
oleh elemen masa dm yang melalui jarak h.
oleh elemen masa dm yang melalui jarak h.
Jika Q didefinisikan sebagai debit air menurut
Jika Q didefinisikan sebagai debit air menurut
rumus maka:
rumus maka:
Q = dm/dt,
Q = dm/dt,
dengan:
dengan:
dm : elemen masa air
dm : elemen masa air
dt : elemen waktu
Dari
Dari turunan
turunan rumus
rumus diatas,
diatas, daya
daya yang
yang
dibangkitkan olehh suatu pembangkit adalah :
dibangkitkan olehh suatu pembangkit adalah :
P = g . Q . H
P = g . Q . H
Jika dihubungkan dengan efisiensi, maka
Jika dihubungkan dengan efisiensi, maka
P = η . g . Q . H
P = η . g . Q . H
Dimana :
Dimana :
P= daya
P= daya
η = efisiensi
η = efisiensi
g= Percapatan Grapitasi
g= Percapatan Grapitasi
Q= Debit air
Q= Debit air
h= Tinggi relatif terhadap permukaan bumi
h= Tinggi relatif terhadap permukaan bumi
••
Untuk keperluan estimasi pertama secara
Untuk keperluan estimasi pertama secara
kasar, dipergunakan rumus sederhana
kasar, dipergunakan rumus sederhana
barikut:
barikut:
P = f . Q . h
P = f . Q . h
Dengan
Dengan
P= Daya
P= Daya
f = Faktor efisiensi (antara 0,7 dan 0,8)
f = Faktor efisiensi (antara 0,7 dan 0,8)
Q= Debit air
Q= Debit air
h= Tinggi relatif terhadap permukaan bumi
h= Tinggi relatif terhadap permukaan bumi
KOMPONEN-KOMPONEN PLTA
KOMPONEN-KOMPONEN PLTA
Komponen
Komponen
–
–
komponen dasar PLTA berupa
komponen dasar PLTA berupa
dam, turbin, generator, transmisi dan reservoir
dam, turbin, generator, transmisi dan reservoir
air.
air.
••
Dam (Bendungan) :
Dam (Bendungan) :
Berfungsi untuk :menampung air dalam jumlah
Berfungsi untuk :menampung air dalam jumlah
besar karena turbin memerlukan pasokan air
besar karena turbin memerlukan pasokan air
yang cukup dan stabil.
yang cukup dan stabil.
Selain itu juga berfungsi untuk pengendalian
Selain itu juga berfungsi untuk pengendalian
banjir. contoh waduk Jatiluhur yang
banjir. contoh waduk Jatiluhur yang
berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume
berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume
efektif sebesar 2,6 miliar kubik.
KOMPONEN-KOMPONEN PLTA
KOMPONEN-KOMPONEN PLTA
••
Turbin
Turbin
Turbin berfungsi untuk mengubah energi
Turbin berfungsi untuk mengubah energi
potensial menjadi energi mekanik. Air
potensial menjadi energi mekanik. Air
akan memukul sudu
akan memukul sudu
–
–
sudu dari turbin
sudu dari turbin
sehingga turbin berputar. Perputaran
sehingga turbin berputar. Perputaran
turbin ini dikopel ke generator sehningga
turbin ini dikopel ke generator sehningga
generator ikut berputar dan menghasilkan
generator ikut berputar dan menghasilkan
listrik.
listrik.
Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti
Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti
turbin Francis, Kaplan, Pelton, dll
Generator
Generator
••
Generator dihubungkan
Generator dihubungkan
ke turbin dengan
ke turbin dengan
bantuan poros dan
bantuan poros dan
gearbox.
gearbox.
••
Memanfaatkan
Memanfaatkan
perputaran turbin untuk
perputaran turbin untuk
memutar kumparan
memutar kumparan
magnet didalam
magnet didalam
generator sehingga
generator sehingga
terjadi pergerakan
terjadi pergerakan
elektron yang
elektron yang
membangkitkan arus AC
membangkitkan arus AC
••
Transmisi
Transmisi
Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik
Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik
dari PLTA ke gardu distribusi. Sebelum listrik
dari PLTA ke gardu distribusi. Sebelum listrik
kita pakai tegangannya di turunkan lagi
kita pakai tegangannya di turunkan lagi
dengan trafo step down di
dengan trafo step down di gardu distribusi.
gardu distribusi.
Arus yang
Arus yang keluar da
keluar dari trafo di
ri trafo distribusi ad
stribusi adalah
alah
sebesar tegangan yang biasa digunakan di
sebesar tegangan yang biasa digunakan di
rumah-rumah yaitu sekitar 220 Volt.
rumah-rumah yaitu sekitar 220 Volt.
Hal ini dilakukan karena tegangan pada
Hal ini dilakukan karena tegangan pada
Transmisi sangat besar jadi semua alat
Transmisi sangat besar jadi semua alat
ruamh tangga pasti langsung rusak bila diberi
ruamh tangga pasti langsung rusak bila diberi
tegangan langsung dari transmisi
BAGIAN-BAGIAN PLTA
BAGIAN-BAGIAN PLTA
Keterangan:
Keterangan:
1.
1. SungaSungai/ bi/ bendungendungan/ an/ tempatempat pt penampenampungan ungan airair 2.
2. IntIntake yake yaitaitu pintu pintu masu masuk aiuk air dari sr dari sungungaiai 3.
3. Katup Katup pengapengaman bman berfungerfungsi sesi sebagai bagai katup katup pengapengatur itur intakentake 4.
4. HeHeadadrarace ce tutunnnnelel 5
5.. PPeennssttoocckk 6.
6. Surge tSurge tank berank berfungsfungsi sebai sebagai pengai pengaman gaman tekanatekanan air yann air yang tiba-tig tiba-tibaba naik saat katup ditutup
naik saat katup ditutup 7.
7. Main SMain Stop Vatop Valpe berlpe berfungsfungsi sebi sebagai kagai katup atup pengatpengatur tuur turbinrbin 8.
8. Turbin bTurbin berfungerfungsi mensi mengubah egubah energi ponergi potensiatensial air menjl air menjadi eneradi energi geragi gerakk 9.
9. GenerGenerator bator berfungerfungsi sebasi sebagai penggai penghasil enhasil energi liergi listrik dastrik dan energi gn energi gerakerak yang dihasilkan turbin
yang dihasilkan turbin
10.Main transformer berfunsi sebagai conventer listrik yang
10.Main transformer berfunsi sebagai conventer listrik yang dihasilkandihasilkan oleh turbin menjadi listrik yang akan di transmisikan.
oleh turbin menjadi listrik yang akan di transmisikan.
11.Transmission line berfungsi sebagai penyalur energi listrik ke 11.Transmission line berfungsi sebagai penyalur energi listrik ke
konsumen konsumen
