#3. Pembangkit non thermal
TMP8303 – AUDIT PEMBANGKIT Prodi S1-Tr. Pembangkit Tenaga Listrik
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta
oleh :
Dr. Ir. Priyo A Sesotyo, S.T., M.En.
Dan Dia telah menundukkan untukmu apa yang di langit dan apa yang di bumi semuanya, (sebagai rahmat) daripada-Nya. Sesungguhnya pada yang demikian itu benar-benar terdapat tanda-tanda (kekuasaan Allah) bagi kaum yang berpikir. (QS 45:13)
Dan janganlah kamu berbuah kerusakan di muka bumi, sesudah (Allah) memperbaikinya dan bedoalah kepada-Nya dengan rasa takut (tidak akan diterima) dan harapan (akan dikabulkan). Sesungguhnya rahmat Allah amat dekat kepada orang-orang yang berbuat baik. (QS 7:56)
Pembangkit Listrik Non Thermal
2
Selain Pusat Pembangkitan Listrik Termal, masih ada juga pusat
pembangkitan lainnya, yaitu Pusat Pembangkitan Listrik Non-Termal, dimana dalam proses pembangkitan tenaga listrik, menggunakan sumber energi lain (alternatif) selain bahan bakar fosil, sehingga tidak melibatkan proses panas (thermal) didalamnya. Adapun pusat listrik yang termasuk dalam jenis ini antara lain :
1.Pusat Listrik Tenaga Air / Hydro Power Plant (PLTA / HPP), 2.Pusat Listrik Tenaga Surya / PV Power Plant (PLTS / SCPP), dan
3.Pusat Listrik Tenaga Angin (Bayu) / Wind Turbine Power Plant (PLTB / WTPP).
Pembangkit Listrik Tenaga Air
3
Pembangkit listrik tenaga air merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan energi potensial dari jatuhnya air akibat gravitasi untuk membangkitkan energi listrik. pembangkit ini sering juga disebut
sebagai pembangkit hydroelectric. Besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA di pengaruhi oleh dua hal,
yaitu:
1. Ketinggian Jatuh Air
Semakin tinggi air yang jatuh maka semakin besar energi potensial yang dihasilkan oleh air tersebut.
2. Jumlah Air Jatuh (Debit Air)
Semakin banyak air yang mengalir maka akan semakin cepat putaran turbin, semakin cepat putaran turbin maka akan
semakin besar daya listrik yang dihasilkan.
Daya yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga air dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
P (kW) = 9,8 H x Q Dimana :
P = Tenaga yang dihasilkan (kW) H = Tinggi jatuh air (m)
Q = Debit air (m³/detik)
Pembangkit Listrik Tenaga Air
4
Maka dari itu keberhasilan pembangkit tenaga listrik tergantung dari usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh dan debit air yang efektif.
Debit Air
Debit air adalah nilai volume air yang
mengalir melalui suatu penampang sungai tertentu per satuan waktu. Debit air
dipengaruhi oleh beberapa faktor,
diantaranya, curah hujan, kondisi geologis, temperatur atau suhu lingkungan, fauna dan lain sebagainya. Nilai debit air selalu
berubah pada setiap musimnya, hal ini
dikarenakan debit air dipengaruhi oleh nilai curah hujan, sedangkan nilai curah hujan juga fluktuatif pada setiap musim. Nilai curah hujan dan debit air bersifat konstan dan
saling berhubungan
Pembangkit Listrik Tenaga Air
5
Advantages of Hydro Electric Power Plant
• Supply of electric power is maintained consistently.
• The water can be stored and used when the demand is high.
• The longevity of the dams is high which helps in generating electricity at lower cost.
• While constructing the dam, a lake is formed from the reserve water. This can be converted into a tourist attraction or for water sports.
• The Hydroelectric Power generation is renewable and is eco-friendly.
Disadvantages of Hydro Electric Power Plant
• The constructions of dams are very expensive since it’s in a large scale and has to be well
protected. Any slight damage will create a huge destruction not just in the dam but also around its vicinity.
• The returns on the cost invested on the dams can only be got after a long time. Hence the dam has to be operational for many years to be profitable.
• At the time of building a hydroelectric power dams, the habitants in and around the area are moved out of their houses and the business. This creates a disturbance.
• Construction of these dams creates geological damages. Eg, During the construction of Hoover Dam in USA, there was a lot of damages through earthquake and depression on the earth’s surface.
• Dam’s create a kind of disturbance with neighboring states or countries which connects the rivers.
Since the dams are created by blocking the river which creates an irregular supply of water.
Pembangkit Listrik Tenaga Air
6
Daya yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga air dapat digolongkan sebagai berikut:
a. Daya maksimum, yaitu daya maksimal yang dapat dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga air.
b. Daya pasti (firm output), yaitu daya yang dibangkitkan selama 355 hari untuk pembangkit listrik tenaga air jenis aliran langsung dan 365 hari untuk pembangkit listrik tenaga air jenis bendungan (Reservoir).
c. Daya puncak, yaitu daya yang dihasilkan pada jam-jam tertentu setiap harinya dalam 355 atau 365 hari dalam setahun. Umumnya daya puncak hanya terjadi 4 jam dalam sehari.
d. Daya puncak khusus, yaitu daya yang dihasilkan setiap hari oleh pembangkit listrik tenaga air tanpa pembatasan jam operasi dalam musim hujan dikurangi dengan daya pasti.
e. Daya penyediaan, yaitu daya yang dapat dibangkitkan dalam musim kemarau dengan menggunakan simpanan air didalam waduk yang dikumpulkan selama musim hujan dikurangi dengan daya pasti.
Pembangkit Listrik Tenaga Air
7
Pembangkit Listrik Tenaga Air
8
Low head hydro electric power plant
Francis,Kaplan or propellor turbines are used for this type of hydro electric power plant.To create a low head ,dam construction is essential.Water resource level i.e.river or pond is placed just behind the dam to create a necessary water head level.Water is led to the turbine through the penstock.This type of hydro plant is located just below the dam and it creates a useful
water level as well.No surge tank is required for this plant,dam itself discharge the surplus water from the river.Science head is low,huge amount of water is required for desire output.That's why large diameter and low length pipe is used for this plant.Such types of power plant use low speed and large diameter type generators
Pembangkit Listrik Tenaga Air
9
Medium head hydro electric power plant
A forebay is used for medium head hydro electric power plant.This forebay is worked as a surge tank.Forebay is tapped with the river and water is led to the turbine via penstock.Forebay is just beginning of penstock.For low head plant forebay itself serves as a surge tank
Pembangkit Listrik Tenaga Air
10
High head hydro electric power plant
The head of this power plant is more than 300 meters.A dam is constructed such level that maximum reserve water level is formed.A pressure tunnel is constructed which is connected to the valve house.Water is coming from reservoir to valve house via this pressure tunnel and it is the starting of penstock.A surge tank is also constructed before valve house which reduces water hammering to the penstock in case of sudden closing of fixed gates of water turbine.Surge tank also store some extra water which is useful for pick load demand because it will serve extra water to the turbine.Valve house consists of a main valve sluice valves and
automatic isolating valves,which operate on bursting of penstock and cut off further supply of water to
penstock.The penstock is a connecting pipe which supplies water from valve house to turbine.For high head more than 500 meters,Pelton wheel turbine is used and for lower head Francis turbine is useful.
Pembangkit Listrik Tenaga Air
11
1. PLTA Run of River / Diversion
Air diambil dari sungai dengan mengalihkannya melalui suatu saluran air.
Sebelum air mengalir
menuju turbin, air melewati tangki pengendapan
dimana air diperlambat untuk mengendapkan kotoran atau endapan
yang mengalir bersama air sebelumnya. Sebuah pipa tekanan atau disebut
sebagai penstock
mengalirkan air dari tangki pengendapan menuju
turbin
Pembangkit Listrik Tenaga Air
12
2. PLTA Reservoir merupakan jenis
pembangkit listrik tenaga air yang memanfaatkan bendungan atau waduk untuk meningkatkan ketinggian air sehingga akan meningkatkan energi potensial yang dihasilkan oleh air itu sendiri. PLTA reservoir memiliki
keunggulan dibandingkan jenis Run of River karena debit air dapat diatur
sesuai dengan kebutuhan serta ketika kemarau air dapat dipompakan kembali menuju waduk. PLTA jenis Reservoir terbagi menjadi :
PLTA Kolam Pengatur (Regulating Pond)
PLTA jenis ini memanfaatkan area yang luas untuk mengatur jumlah debit air yang mengalir kepada turbin. PLTA dengan kolam pengatur ini merupakan jenis PLTA yang paling banyak digunakan di Indonesia.
PLTA Pompa (Pumped Storage) merupakan jenis pembangkit listrik tenaga air yang memompakan
kembali sisa air yang telah melewati turbin menuju dam atau reservoir untuk digunakan kembali. Proses pemompaan air ini biasanya
dilakukan pada malam hari setelah melewati beban puncak (Peak). PLTA ini memiliki 2 saluran air yaitu saluran utama untuk mengalirkan air dari hulu ke hilir, dan saluran untuk memompa air dari hilir ke hulu
Pembangkit Listrik Tenaga Air
13
PLTA Kolam Pengatur (Regulating Pond) PLTA Pompa (Pumped Storage)
Pembangkit Listrik Tenaga Air
14
Turbin Pelton
Turbin pelton adalah jenis turbin impulse. Turbin ini ditemukan oleh Lester Allan Pelton pada tahun
1870. Turbin Pelton prinsip kerjanya adalah mengkonversi daya fluida dari air menjadi daya poros untuk memutar generator listrik. Turbin Pelton digunakan pada PLTA
ataupun PLTMH dengan ketinggian head 50 hingga 1300 meter.
Turbin Kaplan
Turbin Kaplan merupakan turbin jenis baling-baling yang sudut kemiringan baling-balingnya dapat diatur. Turbin ini
dikembangkan oleh Viktor
Kaplan pada tahun 1913. Turbin Kaplan dapat digunakan pada PLTA atau PLTMH dengan ketinggian head dari 2 hingga 40 meter dengan kecepatan putaran 50 hingga 430 rpm
Turbin Banki-Michell
Turbin Banki-Michell sering juga disebut Cross-Flow Turbine adalah turbin air yang dikembangkan oleh Anthony Michell pada tahun 1903.
Berbeda dengan turbin lainnya, pada turbin jenis ini air secara langsung melintasi bilah turbin. Turbin ini dapat digunakan pada PLTA atau PLTMH dengan ketinggian head 3 hingga 250 meter.
Pembangkit Listrik Tenaga Air
15
Turbin francis merupakan jenis turbin tekanan lebih. Turbin jenis francis digunakan pada ketinggian head sedang.
Turbin Turgo
Turbin Turgo adalah jenis turbin impulse yang dikembangkan oleh Gilkes pada tahun 1919. Energi potensial yang dihasilkan oleh air akan dikonversi menjadi energi kinetik oleh turbin ini.
Turbin jenis ini merupakan turbin yang paling efisien dibandingkan turbin
lainnya. Turbin ini dapat digunakan oleh PLTA atau PLTMH dengan ketinggian head 50 hingga 250 meter
Pembangkit Listrik Tenaga Air
16
Pembangkit Listrik Tenaga Air
17
Pembangkit Listrik Tenaga Air
18
Pembangkit Listrik Tenaga Air
19
Pembangkit Listrik Tenaga Air
20
Pembangkit Listrik Tenaga Air
21
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
22
PLTB merupakan pembangkit tenaga listrik yang mengubah energi kinetik dari angin menjadi energi mekanik dengan bantuan bilah kincir angin, kemudian energi mekanik diubah kembali menjadi energi listrik oleh generator di dalam PLTB. Kriteria dari PLTB yang harus dipenuhi adalah kecepatan angin dan kestabilan angin. Umunya tingkat kecepatan angin yang ideal bagi PLTB adalah 2 hingga 17 m/s dan stabil. Efisiensi yang bisa dihasilkan oleh PLTB adalah 59,3%
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
23
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
24
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
25
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
26
Pembangkit Listrik Tenaga Bayu
27
Pembangkit Listrik Tenaga Surya
28
SELESAI
29
“We do not inherit the earth from our parents, we borrow it from our children” –
Chief Seattle
(1786-1866)” Kita tidak mewarisi
dunia / bumi ini dari orang tua /nenek moyang
kita,namun kita
meminjamnya dari anak
cucu kita “
