PRINSIP KERJA PLTA

Diposting oleh Portal Pendidikan di 18.04

3 April 2011, PLTA Garung, Wonosobo, Air sungai merupakan salah satu potensi yang cukup besar untuk dapat membangkitkan tenaga listrik. Potensi tenaga air yang terdapat di seluruh Indonesia diperkirakan dapat memproduksi listrik sebesar 75 GW, namun adanya perbedaan antara potensi tenaga air dengan kebutuhan akan tenaga listrik menyebabkan pemanfaatan potensi tenaga air belum dapat dilakukan secara optimal. PLTA Garung merupakan penghasil tenaga listrik terbesar yang berada di bawah Telaga Menjer yang menggunakan waduk sebagai sarana penampung air.naga air (PLTA) bekerja dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik(dengan bantuan generator).

Kantor Pembangkit PLTA Garung

Kapasitas PLTA diseluruh dunia ada sekitar 675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar barrel minyak atau sama dengan 24 % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh lebih 1 milyar orang.

Komponen – kompnen dasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan transmisi. Adapun proses terjadinya Listrik yang berasal dari PLTA sebagai berikut :

Aliran sungai dengan jumlah debit air yang demikian besar ditampung dalam waduk yang ditunjang dengan bangunan bendungan
Air tersebut dialirkan melalui saringan Power Intake
kemudian masuk ke Pipa Pesat (Penstock)
untuk merubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa pesat dipasang Katup Utama (Main Inlet Valve)
untuk mengalirkan air ke turbin. Katup utama akan ditutup otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui sirip-sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang terpasang pada turbin
Energi putar yang diterima oleh turbin selanjutnya digunakan untuk menggerakkan generator
yang kemudian menghasilkan tenaga listrik. Air yang keluar dari turbin melalui Tail Race
selanjutnya kembali ke sungai
Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator, tegangannya masih rendah. Oleh karena itu, tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikkan dengan Trafo Utama
untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban. Tegangan tinggi tersebut kemudian diatur/dibagi di Switch Yard
dan selanjutnya disalurkan/interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran Tegangan Tinggi
Disamping itu waduk Telaga Menjer dengan sungai Serayunya yang mempunyai karakteristik khusus, apabila terjadi banjir maka kelebihan air tersebut akan dibuang melalui pintu pelimpas otomatis (spillway)
PLTA merubah energi yang disebabkan gaya jatuh air untuk menghasilkan listrik. Turbin mengkonversi tenaga gerak jatuh air ke dalam daya mekanik. Kemudian generator mengkonversi daya mekanik tersebut dari turbin ke dalam tenaga elektrik.

Jenis PLTA bermacam-macam, mulai yang berbentuk “mikro-hidro” dengan kemampuan mensupalai untuk beberapa rumah saja sampai berbentuk raksasa seperti Bendungan Karangkates yang menyediakan listrik untuk berjuta-juta orang-orang. PLTA di Sungai Wisconsin, merupakan jenis PLTA menengah yang mampu mensuplai listrik untuk 8.000 orang.

Dam berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. contoh waduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.

Telaga Menjer

Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul susu – sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dll.

Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox. Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus AC.

Sungai Serayu yang dialirkan ke Danau Menjer

Travo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Travo yang digunakan adalah travo step up.

Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan travo step down.

Pembangkit listrik tenaga air konvensional bekerja dengan cara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air dibuang. Saat ini ada teknologi baru yang dikenal dengan pumped-storage plant .

pumped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu:

Waduk Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA konvensional. Air dialirkan langsung ke turbin untuk menghasilkan listrik.

Kantor Pengawasan Telaga Menjer

Waduk cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin ditampung di lower reservoir sebelum dibuang disungai. Pada saat beban puncak air dalam lower reservoir akan di pompa ke upper reservoir sehingga cadangan air pada Waduk utama tetap stabil.

PLTA yang paling konvensional mempunyai empat komponen utama sebagai berikut :

Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.
Turbine, gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik.
Generator, dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. Generator di PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit listrik lainnya.
Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.

Jalur Pipa Air Dari Telaga Menjer

Berapa listrik yang bisa dihasilkan oleh PLTA ?
Besarnya listrik yang dihasilkan PLTA tergantung dua factor sebagai berikut :

Berapa besar air yang jatuh. Semakin tinggi air jatuh, maka semakin besar tenaga yang dihasilkan. Biasanya, tinggi air jatuh tergantung tinggi dari suatu bendungan. Semakin tinggi suatu bendungan, semakin tinggi air jatuh maka semakin besar tanaga yang dihasilkan. Ilmuwan mengatakan bahwa tinggi jatuh air berbanding lurus dengan jarak jatuh. Dengan kata lain, air jatuh dengan jarak dua satuan maka akan menghasilkan dua satuan energi lebih banyak.
Jumlah air yang jatuh. Semakin banyak air yang jatuh menyebabkan turbin akan menghasilkan tenaga yang lebih banyak. Jumlah air yang tersedia tergantung kepada jumlah air yang mengalir di sungai. Semakin besar sungai akan mempunyai aliran yang lebih besar dan dapat menghasilkan energi yang banyak. Tenaga juga berbanding lurus dengan aliran sungai. Dua kali sungai lebih besar dalam mengalirkan air akan menghasilkan dua kali lebih banyak energi.

tambahan :
berikut contoh analisa dan gambar head tank

   1. head-tank-0
   2. head-tank-1
   3. haed-tank-analisa

Pintu Air Telaga Menjer

Analisis :
Listrik adalah sesuatu yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Setiap hari bahkan setiap waktu manusia membutuhkan listrik. Kebutuhan manusia akan listrik inilah yang akhirnya mengharuskan manusia untuk berfikir bagaimana cara untuk menciptakan listrik dan menggunakannya secara efektif den efisien. Sumber tenaga yang digunakan untuk menghasilkan listrik beragam jenisnya, ada yang menggunakan sumber tenaga air, nuklir, panas bumi, angin, dll. Pada pembahasan ini salah satu sumber tenaga yang digunakan untuk menghasilkan lisrtik yang akan dibahas adalah sumber tenaga air yang dikenal dengan sumber listrik tenaga air.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit listrik yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan dari ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah motor yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, melainkan juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak