bahan ajar

Click here to load reader

Post on 03-Jul-2015

414 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

prime mover

teknik listrik bandar udara

PENDAHULUAN

URAIAN MATERI Kebutuhan umat manusia akan Energi terus bertambah dari tahun ketahun, bahkan cenderung sulit dapat diprediksi seperti kebutuhan akan energi listrik. Pertumbuhan akan energi listrik itu terus bertambah tapi tidak diikuti oleh pertumbungan pembangunan pembangkit listrik, sehingga krisis akan energi ini melanda tidak hanya Indonesia bahkan Negara-negara maju mengalami krisis energi listrik tersebut. Di abad modern ini, listrik sangatlah penting dalam kehidupan sehari-hari. Begitu pentingnya hampir tidak ada teknologi tanpa menggunakan listrik, dengan kata lain listrik sudah menjadi bagian penting dalam kehidupan sehari-hari. Di Pusat Pembangkit Listrik, energi primer (seperti minyak, batubara, gas, panas bumi dan lainlain) di ubah menjadi energi listrik, alat pengubah energi tersebut adalah generator / alternator, generator mengubah energi mekanis (gerak) menjadi energi listrik. Adanya perpindahan energi dalam suatu rangkaian akan membangkitkan medan listrik (elektro magnetik) sehingga timbullah apa yang disebut dengan arus listrik Pada tahun 1821 pencipta Michael Faraday membalik percobaan Oersted dan menemukan induksi listrik. Dia mampu memperoleh aliran arus listrik lemah dalam kawat yang mengellingi sebuah magnet permanent. Dengan kata lain, medan magnet menyebabkan arus listrik mengalir dalam kawat yang ada di dekatnya. Kemudian Teknologi Listrik terus berkembang sesuai dengan kebutuhannya terlebih dengan ditemukannya Steam Engine (mesin uap) oleh James Watt perkembangan pembangkit tenaga listrik kapasitas besar dimulai. Energi listrik bisa dihasilkan karena adanya sumber energi listrik, dimana Energi listrik DC bisa didapatkan dari Battery dan AC dari Generator. Battery adalah alat untuk menyimpan energi listrik yang sewaktu-waktu bisa digunakan. Sedangkan Generator/ Altenator adalah alat untuk menghasilkan listrik yang membutuhka alat atau energi lain untuk membantu memutarnya. Alat bantu untuk

created by albert panjaitan, st

1

prime mover

teknik listrik bandar udara

memutar generator listrik biasa disebut dengan nama PENGGERAK MULA ATAU PRIME MOVER. Prime Mover ini berfungsi untuk menggerakkan generator listrik yang kemudian kan menghasilkan energi listrik sesuai dengan kapasitas dari generator tersebut. Dalam perkembangannya ada beberapa jenis dari Prime Mover yaitu mengunakan Turbin, Kincir dan Motor Bakar. A. TURBIN Adalah sebuah baling-baling yang terdiri dari sirip-sirip memfokus. Turbin dapat mengontrol aliran fluid. "Casing" dan baling-baling mungkin memiliki geometri variabel yang dapat membuat operasi efisien untuk beberapa kondisi aliran fluid. yang

Gambar 1. Turbin

Prime Mover yang digunakan untuk memutar generator yang mengunakan turbin adalah ; 1. Steam Engine (Mesin Uap) Pertama kali dikembangkan oleh James Watt dengan menyempurnakan mesin uap yang sudah ada yang kemudian banyak digunakan untuk menggerakan

created by albert panjaitan, st

2

prime mover

teknik listrik bandar udara

mesin, kendaraan, kereta api, kapal dll. Mesin uap juga digunakan sebagai pembangkit listrik yang biasa disebut PLTU atau Pembangkit Listrik Tenaga Uap. Prinsip kerja dari PLTU adalah dengan memanfaatkan tekanan uap air. PLTU menggunakan cara pembakaran luar dimana bahan bakar berupa batu-bara, minyak bumi atau gas dibakar untuk memanaskan ketel uap yang berisi air. Kemudian uap air yang bertekanan tinggi dialirkan untuk memutar turbin yang kemudian turbin tersebut menggerakkan atau memutar generator untuk menghasilkan tenaga listrik. 2. Tenaga Nuklir Prinsip kerja Tenaga Nuklir sebagai Prime Mover hampir sama dengan Tenaga Uap yaitu panas yang dihasilkan bahan bakar digunakan untuk menghasilkan uap dari air yang dipanaskan Perbedaannya Tenaga Uap dengan Tenaga Nuklir adalah apabila tenaga uap atau PLTU menggunakan Ketel Uap sedangkan Tenaga Nuklir menggunakan Reaktor. Tenaga Nuklir juga digunakan sebagai tenaga penggerak pada pembangkit listrik yang disebut Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Dalam reaktor nuklir PLTN, reaksi fisi berantai dipertahankan kontinuitasnya dalam bahan bakar sehingga bahan bakar menjadi panas, panas ini kemudian ditransfer ke pendingin reaktor yang kemudian secara langsung atau tak langsung digunakan untuk membangkitkan uap. Pembangkitan uap langsung dilakukan dengan membuat pendingin reaktor (biasanya airbiasa, H2O) mendidih dan menghasilkan uap, yang kemudian uap yang bertekanan tinggi disalurkan untuk menggerakan turbin.

Gambar 2. Prinsip kerja PLTU dan PLTN

created by albert panjaitan, st

3

prime mover a. Jenis-Jenis Reaktor Nuklir 1) Reaktor Air Ringan (Light Water Reactor)

teknik listrik bandar udara

- Reaktor Air Tekan (Pressurized Water Reactor) - Reaktor Air Didih (Boiling Water Reactor) 2) Reaktor Air Berat (Heavy Water Reactor) - Reaktor Air Berat Tekan (Pressurized Heavy Water Reactor) - Reaktor Air Berat Pendingin Gas (Heavy Water Gas Cooled Reactor) - Reaktor Air Berat Pembangkit Uap ( Steam Generate Heavy Water Reactor) 3) Reaktor Grafit - Reaktro Pendingin Gas - Raktor Pendingin Gas Maju - Reaktor Pendingin Gas Suhu Tinggi - Raktor Pipa Tekan Air didih Moderator Grafit 4) Reaktor Cepat, Rektor Pembiak Cepat 3. Tenaga Air Salah satu pembangkit yang murah dan populer di dunia adalah pembangkit bertenaga air. Pembangkit listrik yang memanfaatkan aliran air sebagai sebagai sumber tenaga disebut Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dimana cara kerjanya adalah dengan memanfaatkan aliran air yang diakibatkan perbedaan ketinggian dari smber airnya. Di wilayah yang bergunung-gunung dengan banyak sumber air, di Indonesia berarti wilayah seperti Jawa, Sumatera, atau Sulawesi, pembangkit listrik sangat ideal. Pembangkit listrik ini biasanya disatukan dengan proyek waduk yang digunakan untuk pertanian dan penanggulangan banjir. Jangan bayangkan pembangkit listrik ini menggunakan kincir model kuno, yang bentuknya seperti roda dengan air melaju di atasnya. Sebagian besar pembangkit listrik menggunakan turbin. Air disalurkan ke bawah. Di sana sudah siap turbin jumlahnya bisa puluhan di satu waduk yang menggerakkan generator yang kemudian menghasilkan listrik.

created by albert panjaitan, st

4

prime mover

teknik listrik bandar udara

Gambar 3. Prinsip kerja PLTA 4. Tenaga Angin Angin adalah salah satu bentuk energi yang tersedia di alam, Pembangkit Listrik Tenaga Angin mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Cara kerjanya cukup sederhana, energi angin yang memutar turbin angin, diteruskan untuk memutar rotor pada generator dibagian belakang turbin angin, sehingga akan menghasilkan energi listrik. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan. Di Indonesia Pembangkit Listrik yang memanfaatkan angin sebagai pemnggerak utama perkembangannya masih lambat walaupun dibeberap daerah sudah meulai dibangun tapi masih bersifat percobaan atau penelitian padahal Negara kita termasuk negara yang kaya akan sumber energi angin. Secara sederhana sketsa kincir angin adalah sebagai berikut :

created by albert panjaitan, st

5

prime mover

teknik listrik bandar udara

Gambar 4. Pembangkit Listrik Tenaga Angin B. ENGINE Engine (Mesin) adalah gabungan dari alat-alat yang bergerak (dinamis) dan alat-alat yang tidak bergerak (Statis) yang bila bekerja dapat menimbulkan tenaga energi. 1. Klasifikasi Motor Penggerak Salah satu jenis penggerak mula adalah motor kalor dan juga biasa disebut Motor Bakar. Adalah engine yang menggunakan energi panas untuk melakukan proses pembakaran bahan bakar. 2. Pembagian Motor penggerak Ditinjau dari Proses Pembakaran Energi a. External Combustion Engine (Mesin Pembakaran Dalam) Ialah suatu pesawat yang energinya untuk kerja mekanik yang diperoleh dengan proses pembakaran bahan bakar terjadi diluar engine, biasanya digunakan untk mesin uap (steam engine). b. Internal Combustion Engine (Mesin Pembakaran Dalam)

created by albert panjaitan, st

6

prime mover

teknik listrik bandar udara

Ialah suatu pesawat yang energinya untuk kerja mekanik yang diperoleh dengan proses pembakaran bahan bakar di dalam engine itu sendiri. Sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai media kerja. Adapun engine pembakaran dalam ini banyak dipergunakan pada : Petrol Engine (Motor Bensin), Diesel Engine, Engine Turbin Gas. 3. Konstruksi Internal Combustion Engine terdiri atas : a. Konstruksi Motor Statis Motor yang diam ditempat yang banyak dipergunakan di pabrik-pabrik sebagai pembangkit tenaga listrik. b. Konstruksi Motor Dinamis Motor yang dapat bergerak berpindah tempat. Contoh : Automobil, Sepeda Motor, Pesawat Terbang, Kapal laut. Pada External Combustion sudah dibahas dalam uraian di atas yaitu pada PLTU, selanjutnya yang akan kita pelajari adalah jenis Engine dengan Internal Combustion yaitu Diesel Engine dan Petrol Engine. Baik Diesel Engine maupun Petrol Engine juga dibagi dua jenis yaitu Engine 4 Tak dan Engine 2 Tak atau langkah.

created by albert panjaitan, st

7

prime mover

teknik listrik bandar udara

PISTON ENGINEA. PETROL ENGINE (BENSIN) Petrol Engine adalah jenis Piston Engine dengan Internal Combustion dimana dalam pembakarannya menggunakan system pengapian. Dimana energi panas yang terjadi pada proses pembakaran memberikan tekanan pada piston untuk bergerak ke bawah kemudian diteruskan oleh Conecting rod ke Crank Shafat yang merubah menjadi gerakan berputar. Engine semacam ini disebut dengan Piston Engine. 1. Engine 2 Tak (Langkah) Engine jenis dua langkah adalah engine dengan system kerja dua kali langkah piston naik turun dan satu kali pengapian. Cara kerja dari Engine piston d