Sistem Pembangkit Tenaga Listrik

Energi Listrik

Energi listrik merupakan energi yang mudah

dikonversikan, dibangkitkan, didistribusikan dengan proses

yang efisien, efektif, ekonomis dibandingkan dengan energi

yang lain.

Energi listrik didapat dari merubah bentuk energi

lainnya, seperti gerak, panas, kimia dan nuklir

PLTA, PLTU, PLTD adalah penghasil listrik dengan

merubah energi gerak menjadi energi listrik. Alat yang

digunakan di sini adalah generator.

Sistem Teknik Tenaga Listrik

Sistem tenaga listrik merupakan sekumpulan pusat listrik

dan gardu induk (pusat beban) yang satu sama lain

dihubungkan oleh Jaringan Transmisi sehingga merupakan

sebuah kesatuan interkoneksi

Sistem Tenaga listrik terbagi :

1. Sistem Pembangkitan

Sistem pembangkitan tenaga listrik berfungsi membangkitkan energi

listrik melalui berbagai macam pembangkit tenaga listrik.

Pada pembangkit tenaga listrik ini sumber-sumber energi alam dirubah

oleh penggerak mula menjadi energi mekanis yang berupa kecepatan

atau putaran, selanjutnya energi mekanis tersebut di rubah menjadi

energi listrik oleh generator.

Sumber-sumber energi alam dapat berupa :

· Bahan bakar yang berasal dari fossil : batubara, minyak

bumi, gas alam

· Bahan galian : uranium, thorium

· Tenaga air, yang penting adalah tinggi jatuh air dan debitnya

· Tenaga angin, daerah pantai dan pegunungan

· Tenaga matahari

2. Sistem Transmisi

Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari

pusat pembangkit ke pusat beban melalui saluran transmisi.

Saluran transmisi akan mengalami rugi-rugi tenaga,

maka untuk mengatasi hal tersebut tenaga yang akan

dikirim dari pusat pembangkit ke pusat beban harus

ditransmisikan dengan tegangan tinggi maupun tegangan

ekstra tinggi.

3. Sistem Distribusi

Sistem Distribusi berfungsi mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen yang

berupa pabrik, industri, perumahan dan sebagainya. Transmisi tenaga dengan

tegangan tinggi maupun ekstra tinggi pada saluran transmisi di rubah pada

gardu induk menjadi tegangan menengah atau tegangan distribusi primer, yang

selanjutnya diturunkan lagi menjadi tegangan untuk konsumen

Prinsip kerja dalam sistem tenaga listrik dimulai dari bagian pembangkitan

kemudian disalurkan melalui sistem jaringan transmisi kepada gardu induk dan

dari gardu induk ini disalurkan serta dibagi-bagi kepada pelanggan melalui

saluran distribusi.

Tegangan generator pada umumnya rendah antara 6 kV sampai 24 kV, maka

tegangan ini biasanya dinaikan dengan pertolongan transformator daya ke

tingkat tegangan yang lebih tinggi antara 30 kV sampai 500 kV (dibeberapa

negara maju bahkan sudah sampai 1000 kV). Tingkat tegangan yang lebih tinggi

ini, selain untuk memperbesar daya hantar dari saluran yang berbanding lurus

dengan kuadrat tegangan, juga memperkecil rugi-rugi daya dan jatuh tegangan

pada saluran.

Penurunan tegangan dari tingkat tegangan transmisi pertama-pertama

dilakukan pada gardu induk (GI), dimana tegangan diturunkan ke tegangan yang

lebih rendah, misalnya dari 500 kV ke 150 kV atau dari 150 kV ke 70 kV.

Kemudian penurunan kedua dilakukan pada gardu induk

distribusi dari 150 kV ke 20 kV atau dari 70 kV ke 20 kV. Tegangan

20 kV ini disebut tegangan distribusi primer.

Ada dua kategori saluran transmisi, saluran udara (overhead

lines) dan saluran kabel tanah (underground cable). Untuk saluran

udara menyalurkan tenaga listrik melalui isolator- isolator,

sedangkan saluran kabel tanah menalurkan tenaga listrik melalui

kabel-kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah.

Sistem PLTA

Pembangkit tinggi tenaga 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).

Jenis – jenis PLTA :

Potensi tenaga air didapat pada sungai yang mengalir di daerah

pegunungan. Untuk dapat memanfaatkan potensi dari sungai ini,

maka kita perlu membendung sungai tersebut dan airnya disalurkan

ke bangunan air PLTA. Ditinjau dari cara membendung air, PLTA

dapat dibagi menjadi 2 kategori yaitu :

1. PLTA run off river

Pada PLTA run off river, air sungai dialihkan dengan

menggunankan dam yang dibangun memotong aliran

sungai. Air sungai ini kemudian disalurkan ke bangunan

air PLTA.

2. PLTA dengan kolam tando (reservoir)

Pada PLTA dengan kolam tando (reservoir), air sungai dibendung

dengan bendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga

terjadi kolam tando. Selanjutnya air di kolam tando disalurkan ke

bangunan air PLTA.

Cara Kerja PLTA

Komponen – kompnen dasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan transmisi.

· 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.

· Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik.

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.

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.

· 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.

3. Pembangkit Listrik Mikro hidro Salah satu energi terbarukan yang sangat potensial adalah penggunaan energi air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). PLTMH adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik. Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.

Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan terjemahan bebas bisa dikatakan “energi putih”. Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini menggunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik, Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air.

Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Miniihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000 W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin).

Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban).

Komponen PLTMH Diversion Weir dan Intake : (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake) Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalam sebuah bak pengendap (Settling Basin) atau perangkap pasir (Sand Trap).

Settling Basin (Bak Pengendap) : Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.

Headrace (Saluran Pembawa) : Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

Headtank (Bak Penenang) atau Forebay : Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace (saluran pembawa), dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.

Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.

Turbine dan Generator Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load)