PRINSIP DASAR
Cara kerja pembangkit listrik tenaga air adalah dengan mengambil air dalam jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk) melalui intake, kemudian dengan menggunakan pipa pembawa
JENIS PLTA
Berdasarkan konstruksinya, ada dua cara pemanfaatan tenaga air untuk pembangkit listrik:
1. membangun bendungan dan membuat reservoir untuk
mengalirkan air ke turbin. 2. Memanfaatkan aliran air
sungai tanpa membangun bendungan dan reservoir atau yang sering disebut dengan Run-of-river
KOMPONEN PLTA
Bendungan atau sungai Jalanan Air
BENDUNGAN
Bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air. Seringkali bendungan juga
digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah pembangkit
listrik tenaga air.
TIPE BENDUNGAN
• Bendungan beton
– Bendungan gravitasi – Bendungan busur – Bendungan rongga
• Bendungan
urugan
– Bendungan urugan batu – Bendungan urugan tanah
BENDUNGAN URUGAN
Bendungan urugan merupakan bendungan yang dibuat dengan
urugan batu, bendungan tanah, dan bendungan campuran dari kedua jenis tersebut. Bendunganini tidak membutuhkan pondasi yang baik.
Bendungan
tanah
KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN
• Saluran curam banjir
Saluran yang dibangun dalam bendungan untuk mengalirkan air yang berlebih, seperti banjir, dan lain sebagainya
• Pipa kuras
Pipa yang dibangun untuk membersihkan bendungan dari kotoran seperti tanah, pasir, batu, dll
• Pintu dan Katup
• Pintu air geser tegak • Pintu air limpah silindrik • Pintu tainter
TURBIN AIR
Turbin air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan
secara luas untuk tenaga
industri untuk jaringan listrik. Sekarang lebih umum
dipakai untuk generator listrik. Turbin kini
dimanfaatkan secara luas dan merupakan sumber energi yang dapat
TURBIN REAKSI
Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan
tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu
sehingga runner
(bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi. Runner turbin reaksi sepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam
rumah turbin.
TURBIN IMPULS
Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada nozle. Air keluar nozle yang mempunyai
kecepatan
tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls adalah turbin
tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan
tekanan
TURBIN IMPULS
KLASIFIKASI TURBIN AIR
• Pelton
KLASIFIKASI TURBIN AIR
• Francis
• 50 -300 m (medium), turbin kecepatan sedang
KLASIFIKASI TURBIN AIR
•Kaplan
•<50 m (low), turbin kecepatan rendah(francis) •Memerlukan sungai dengan debit yang besar
KLASIFIKASI TURBIN AIR
Berdasarkan daya, tinggi jatuh, dan debit yang
mengalir:
• Turbin Mini Mikrohidro, contohnya kincir air.
• Turbin Mikrohidro, untuk
head
rendah,
contohnya turbin Kaplan. Untuk
head
tinggi,
contohnyaTurbin Pelton.
KLASIFIKASI TURBIN AIR
Berdasarkan instalasi turbin:
KLASIFIKASI TURBIN AIR
Berdasarkan instalasi turbin:
2. Turbin jenis bendungan atau dam, dimana air sungai dibendung dengan dam yang melintang sungai, untuk menaikkan permukaan air di bagian hulu. Akibat adanya bendungan ini, terjadi perbedaan ketinggian permukaan air yang dapat dimanfaatkan.
KECEPATAN SPESIFIK
Putaran Spesifik Jenis Turbin
4 s/d 35 Pelton dengan 1 nozzle 17 s/d 50 Pelton dengan 2 nozzle 24 s/d 70 Pelton dengan 4 nozzle 80 s/d 120 Francis, kecepatan rendah 120 s/d 220 Francis, kecepatan normal 220 s/d 350 Francis, kecepatan tinggi 350 s/d 430 Francis ekspres 300 s/d 1000 Propeler dan Kaplan
KECEPATAN SPESIFIK
N
s
n
.
N
5(
H
)
4Jenis turbin air berdasarkan putaran spesifik:
Dimana:
PERHITUNGAN DAYA
PERHITUNGAN DAYA
dimana :
Net
g
Q
H
T• N et = daya efektif turbin (watt) • η = efisiensi turbin
• ρ = massa jenis air (kg/m3)
• g = percepatan gravitasi (9,81 m/s2)
• H = ketinggian (m).
Kerugian yang timbul akibat perubahan energi dalam
motor hidrolis, yang termasuk dalam effisiensi total ada 3 macam:
Q
ef
V
Q
2. Effisiensi hidrolis (ηh), karena adanya tahanan oleh gesekan air dengan dinding saluran, perubahan arah aliran air
sehingga head yang tersedia lebih kecil dari head kecepatan. Jadi head
hidrolis Hh<H.
Daya hidrolis:
H
h
h
H
N
h
g
Q
ef
H
h
3. Kerugian pada bantalan, turbine shaft, kerugian gesekan permukaan luar roda jalan dengan air sekeliling sehingga
Nef pada kopling lebih kecil dari Nh. Kerugian –kerugian tersebut disebut sebagai kerugian mekanis atau efisiensi mekanis, ηm.
N
et
V
h
m
g
Q
H
Secara singkat, efisiensi turbin air adalah:
V
h
KELEBIHAN PLTA
• Biaya operasional rendah • Ramah lingkungan
KEKURANGAN PLTA
• Dampak lingkungan • Relokasi penduduk
• Kegagalan bendungan
• Investasi awal yang tinggi
