2.5. Komponen Komponen PLTD
Bagian-bagian utama dari PLTD ialah kepala silinder (cylinder head), blok mesin (engine block), karter (carter/oil pan), dan generator. Mesin diesel ini berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Komponen-komponen penting dari mesin PLTD adalah : 2.5.1. Cylinder head (kepala silinder)
Kepala silinder merupakan bagian yang kegunaannya menutup silinder yang dilengkapi dengan katub udara dan bahan bakar serta gas buang.
2.5.2. Injector (Pengabut)
Injector adalah suatu komponen yang berfungsi untuk mengabutkan bahan bakar pada suatu mesin diesel. Pada proses ini bahan bakar dinaikkan temperaturnya hingga menjadi kabut.
2.5.3. Tangki Penyimpanan Bahan Bakar
Tangki penyimpanan bahan bakar digunakan untuk menampung bahan bakar sementara waktu sebelum dialirkan ke dalam silinder saat proses pembakaran.
2.5.4. Generator
Generator pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah perangkat utama yang mengubah energi mekanis yang dihasilkan oleh mesin diesel menjadi
Gambar 2.5.1 Injector
Gambar 2.5.2 Tangki Penyimpanan Bahan Bakar
energi listrik. Generator ini bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik, di mana pergerakan relatif antara medan magnet dan kawat konduktor menghasilkan aliran listrik.
2.5.5. Filter bahan bakar
Filter bahan bakar ini berfungsi untuk memfilter air serta kotoran yang mungkin saja terdapat di dalam bahan bakar. Penyaringan ini dilakukan supaya tidak terjadi penyumbatan aliran bahan bakar serta mengurangi risiko munculnya gangguan pada mesin diesel.
2.5.6. Mesin Diesel
Mesin diesel pada PLTD adalah jenis mesin pembakaran dalam yang bekerja dengan mengompresi udara dalam silinder mesin hingga suhu dan tekanan yang cukup tinggi sehingga bahan bakar diesel yang disemprotkan ke dalam silinder akan menyala secara sendiri melalui proses pembakaran kompresi. Proses ini menghasilkan dorongan mekanis pada piston, yang kemudian digunakan untuk menggerakkan rotor generator.
2.5.7. Turbocharger
Gambar 2.5.3. Generator pada PLTD
Gambar 2.5.4. Filter bahan bakar
Gambar 2.5.5. Mesin Diesel Sulzer 12 SAV 40
Didalam Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Turbocharger ini digunakan untuk meningkatkan efisiensi dan kinerja mesin diesel dengan memampatkan udara yang masuk ke dalam silinder mesin. Turbocharger bekerja dengan memanfaatkan energi dari gas buang (exhaust gas) yang keluar dari mesin diesel untuk memutar turbin, yang kemudian digunakan untuk memampatkan udara segar yang masuk ke dalam silinder.
2.5.8. Transformator
Komponen pada PLTD yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik dari satu tingkat ke tingkatan yang sesuai dengan kebutuhan sistem distribusi listrik. Trafo pada PLTD biasanya digunakan untuk mengubah tegangan tinggi dari generator menjadi tegangan rendah yang cocok untuk distribusi listrik.
2.6. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Gambar 2.5.6 Turbocharger pada PLTD
Gambar 2.5.7 Transformator pada PLTD
2.6.1 Persiapan Bahan Bakar
Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu oleh filter bahan bakar. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Dengan menggunakan kompresor udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
2.6.2. Udara Dimasukkan ke Ruang Bakar
Pada proses ini udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber). Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).
2.6.3. Proses Pembakaran
Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar
Gambar 2.6.1 Combustion chamber PLTD
sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.
Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak- balik torak pada langkah kompresi.
2.6.4. Perubahan Energi Mekanik menjadi Energi Listrik
Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Pada generator energi mekanik ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya gerak listrik (GGL). Gaya gerak listrik ini terbentuk berdasarkan hukum faraday. “Hukum faraday yang menyatakan bahwa jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang berubah- ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis gaya magnet yang dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik.”
2.6.5. Penyesuaian Tegangan Listrik oleh Trafo
Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban. Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.
2.6.6. Transmisi Listrik
Setelah tegangan listrik disesuaikan ke angka tertentu, listrik siap untuk ditransmisikan atau dikirimkan menuju beban. Setelah sampai ke
beban, tegangan listrik perlu disesuaikan kembali. Kali ini, trafo yang digunakan adalah step down.
Trafo step down memiliki kumparan primer yang lebih banyak dibandingkan kumparan sekunder. Dengan begitu, tegangan listrik diturunkan dan siap untuk didistribusikan menuju rumah-rumah penduduk.
Jadi, transmisi listrik dari PLTD terbagi ke dalam dua jalur berbeda.
Listrik bertegangan tinggi dari PLTD akan disalurkan terlebih dahulu ke pusat-pusat beban dalam jumlah besar. Kemudian saluran distribusi digunakan untuk menyalurkan listrik tegangan rendah ke para pengguna.
Umumnya, generator pada PLTD mampu menghasilkan listrik bertegangan 6.000 hingga 20.000 Volt. Dengan bantuan transformator, tegangan dinaikkan menjadi 150.000 – 500.000 Volt. Saluran Tegangan Tinggi menurunkan tegangan subtransmisi 70.000 Volt.
Dari Gardu Induk, listrik dialirkan ke Trafo Distribusi dan tegangannya diubah ke level menengah, yaitu 20.000 Volt. Dari Trafo Distribusi, tegangan listrik diturunkan lagi menjadi 220 atau 380 Volt dan dialirkan ke pengguna akhir.
