Prinsip
Kerja dan Komponen PLTA
PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA AIR (PLTA) A. Prinsip kerja dari PLTA PLTA merupakan salah satu
tipe pembangkit yang ramah lingkungan, karena menggunakan air sebagai energi
primernya. Energi primer air dengan ketinggian tertentu digunakan untuk
menggerakkan turbin yang dikopel dengan generator. Pembangkit Listrik Tenaga
Air merupakan pusat pembangkit tanaga listrik yang mengubah energi potensial
air ( energi gravitasi air ) menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan
adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis
poros yang akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energi listrik.
Air sebagai bahan baku PLTA dapat diperoleh dapat diperoleh dengan berbagai
cara misalnya, dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin,
atau dengan cara ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan
menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.
Prinsip kerja PLTA
1. Aliran sungai dengan jumlah debit air sedimikian besar ditampung dalam waduk yang ditunjan dalam betuk bangunan bendungan
2. Air tersebut dialirkan melalui saringan power intake
3. Kemudian masuk ke dalam pipa pesat (penstock)
4. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa dipasang katup utama (Main Inlet Valve)
5. Untuk mengalirkan air ke turbin ,katub utama akan diutup secara 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
6. Pada turbin , gaya jatuh air yng 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 kinetic yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energy mekanik
7. Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi – gigi putar sehingga ketika baling – baling turbin berputar maka generator ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy elektrik. listrik pada generator terjadi karena kumparan tembaga yang diberi inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet. bolak-baliknya kutub magnet akan menggerakkan elektron pada kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat tembaga akan keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik. Air keluar melalui tail race
8. Selanjutnya kembali ke sungai
9. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator masih rrendah, maka dari itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama
10. Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban , tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard 11. Dan selanjutnya disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran tegangan inggi . lisrtrik kemudian dapat disalurkan
B. Komponen PLTA
1. Waduk ,berfungsi untuk menahan air
2. Main gate, katup prmbka
3. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.
4. Pipa pesat (penstock) ,berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal PLTMH mulai dioperasikan. ½ Diameter pipa udara ±Ã†inch
5. Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik
6. Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor listrik. Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja karena kecepatan air yang menghantam sudu.
7. Generator, Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil" yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah yang kemudian menjadi listrik
8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla dari turbin
9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan
10. Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yang lebih tinggi.
11. .Switchyard (controler)
12. Kabel transmisi
13. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.
14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir.
1. Aliran sungai dengan jumlah debit air sedimikian besar ditampung dalam waduk yang ditunjan dalam betuk bangunan bendungan
2. Air tersebut dialirkan melalui saringan power intake
3. Kemudian masuk ke dalam pipa pesat (penstock)
4. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada ujung pipa dipasang katup utama (Main Inlet Valve)
5. Untuk mengalirkan air ke turbin ,katub utama akan diutup secara 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
6. Pada turbin , gaya jatuh air yng 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 kinetic yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energy mekanik
7. Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi – gigi putar sehingga ketika baling – baling turbin berputar maka generator ikut berputar. Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy elektrik. listrik pada generator terjadi karena kumparan tembaga yang diberi inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet. bolak-baliknya kutub magnet akan menggerakkan elektron pada kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat tembaga akan keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik. Air keluar melalui tail race
8. Selanjutnya kembali ke sungai
9. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator masih rrendah, maka dari itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama
10. Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban , tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard 11. Dan selanjutnya disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran tegangan inggi . lisrtrik kemudian dapat disalurkan
B. Komponen PLTA
1. Waduk ,berfungsi untuk menahan air
2. Main gate, katup prmbka
3. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi.
4. Pipa pesat (penstock) ,berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start awal PLTMH mulai dioperasikan. ½ Diameter pipa udara ±Ã†inch
5. Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik
6. Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor listrik. Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja karena kecepatan air yang menghantam sudu.
7. Generator, Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil" yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah yang kemudian menjadi listrik
8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla dari turbin
9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan
10. Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yang lebih tinggi.
11. .Switchyard (controler)
12. Kabel transmisi
13. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.
14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir.
Pada
dasarnya PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) bekerja dengan cara mengubah
energi potensial (dari DAM atau air rterjun) menjadi energi mekanik (dengan
bantuan turbin air), kemudian dari energi mekanik tersebut dikonversi menjadi
energi listrik (dengan bantuan generator). Di wilayah yang bergunung-gunung
dengan banyak sumber air, PLTA sangat ideal. Pembangkit listrik ini biasanya
disatukan dengan waduk yang digunakan untuk pertanian dan penanggulangan banjir.
Keterangan gambar: Sungai/Kolam Tandon, untuk tempat penampungan air Intake,
Keterangan gambar: Sungai/Kolam Tandon, untuk tempat penampungan air Intake,
pintu
masuk air sungai/tandon Katup pengaman,
berfungsi sebagai katup pengatur intake
Headrace tunnel,
pipa antara tandon dan sebelum masuk penstock
Surge tank, berfungsi sebagai pengaman tekanan air yang tiba-tiba naik saat
katup pengatur ditutup.
Penstock (pipa pesat), untuk mengalirkan dan
mengarahkan air ke turbin serta untuk mendapatkan tekanan hidrostatis yang
besar.
Main stop
valce, berfungsi sebagai katup pengatur turbine Turbine, mengubah energi
potensial air menjadi energi gerak Generator, menghasilkan energi listrik dari
energi gerak Main transformer, untuk transfer energi listrik antar dua sirkuit
dengan induksi elektromagnetik. Transmission line, penyalur energi listrik ke
konsumen
Cara kerja PLTA dapat dilihat dari siklus diatas, air dari tandon/sungai masuk pada turbin melalui penstok untuk memperbesar tekanan hidrostatis. Katup pengaman berguna untuk mengatur aliran air yang masuk ke headrace tunnel, juga untuk menghentikan aliran air. Energi potensial air menggerakkan turbin sehingga mengsilkan energi gerak yang dikonversi menjadi energi listrik oleh generator. Energi listrik dari generator ini diatur dan ditransfer oleh main transformer agar sesuai dengan kapasitas transmission line(tegangan, daya, dll) untuk dibagikan ke rumah-rumah.
Cara kerja PLTA dapat dilihat dari siklus diatas, air dari tandon/sungai masuk pada turbin melalui penstok untuk memperbesar tekanan hidrostatis. Katup pengaman berguna untuk mengatur aliran air yang masuk ke headrace tunnel, juga untuk menghentikan aliran air. Energi potensial air menggerakkan turbin sehingga mengsilkan energi gerak yang dikonversi menjadi energi listrik oleh generator. Energi listrik dari generator ini diatur dan ditransfer oleh main transformer agar sesuai dengan kapasitas transmission line(tegangan, daya, dll) untuk dibagikan ke rumah-rumah.
1.
Dam/Waduk/Bendungan Dam/waduk/bendungan berfungsi untuk menampung air dalam
jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain
itu, dam/waduk/bendungan juga berfungsi untuk pengendalian banjir. Kebanyakan
dam/waduk/bendungan ini juga memiliki bagian yang disebut pintu air untuk
membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan.
2. Pipa Pesat (Penstock) Pipa pesat berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 meter di atas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start ½ inch.
3. Turbin Gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angina. Dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin akan mengkonversi energi potensial yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi kinetik.
4. Generator Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin berputar, generator pun akan ikut berputar. Generator memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan timbulnya arus listrik AC. Generator disambungkan dengan trasformator Step Up untuk menaikkan tegangan listrik sebelum listrik ditransmisikan.
5. Jalur Transmisi Jalur transmisi berfungsi untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik dikonsumsi terlebih dahulu tegangannya di turunkan dengan transformator Step Down.
2. Pipa Pesat (Penstock) Pipa pesat berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 meter di atas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start ½ inch.
3. Turbin Gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angina. Dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin akan mengkonversi energi potensial yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi kinetik.
4. Generator Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin berputar, generator pun akan ikut berputar. Generator memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan timbulnya arus listrik AC. Generator disambungkan dengan trasformator Step Up untuk menaikkan tegangan listrik sebelum listrik ditransmisikan.
5. Jalur Transmisi Jalur transmisi berfungsi untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik dikonsumsi terlebih dahulu tegangannya di turunkan dengan transformator Step Down.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar