Kata Pengantar
Puji syukur kami panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha
Esa, karena dengan rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan tugas makalah kami yang
berjudul “PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)”. Kami menyadari bahwa makalah
ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak
yang bersifat membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini.
Akhir kata kami sampaikan terimakasih kepada semua
pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini, dari awal sampai
akhir.
Sinagaraja,
26 Juli 2016 Penulis,
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangkit
listrik tenaga air adalah salah satu sumber energi listrik yang memanfaatkan
air sebagai sumber listrik. Pembangkit ini merupakan salah satu sumber energi
listrik utama yang ada di Indonesia. Keberadaannya diharapkan mampu memenuhi
pasokan listrik bagi masyarakat Indonesia, selain yang berasal dari bahan bakar
batu bara. Pembangkit listrik tenaga air di Indonesia banyak dikembangkan. Hal
ini karena persediaan air di Indonesia cukup melimpah. Keberadaan beberapa
waduk besar di Indonesia, selain digunakan untuk penampungan air juga
dimanfaatkan untuk menjadi energi penghasil listrik. Pilihan mengembangkan
pembangkit listrik tenaga air ini salah satunya disebabkan potensi air yang ada
di Indonesia. Jumlah air yang melimpah, dikembangkan untuk menciptakan energi
yang diubah menjadi sebuah arus listrik.
Hal
ini ditujukan untuk menciptakan biaya produksi yang murah pada listrik di
Indonesia. Pembangkit listrik tenaga air termasuk salah satu sumber pembangkit
listrik tertua yang pernah ditemukan. Selain pembangkit ini, masih ada pula
beberapa jenis pembangkit listrik yang ada di dunia. Seperti pembangkit listrik
tenaga surya, pembangkit listrik tenaga diesel, dan juga pembangkit listrik
tenaga nuklir. Pembangkit tinggi tenaga air (PLTA) bekerja dengan cara merubah
energi potensial (dari dam atauair terjun) menjadi energi mekanik (dengan
bantuan turbin air) dan dari energy mekanik menjadi energi listrik (dengan
bantuan generator).
Kapasitas
PLTA diseluruh dunia ada sekitar 675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar
barrel minyak atau samadengan 24 % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh
lebih 1 milyar orang. PLTA termasuk jenis pembangkitan hidro. Karena
pembangkitan ini menggunakan air untuk kerjanya. Saat ini pengetahuan
tentang PLTA perlu untuk diketahui oleh para mahasiswa sebagai modal awal
untuk kedepannya.PLTA mulai dikembangkan di Indonesia secara bertahap pada
tahun 1900. Masa itu merupakan era dimana penggunaan bahan bakar minyak
merupakan sumber energi utama di dunia. Pengembangan PLTA tidak terlalu
diprioritaskan oleh karena itu progresnya berjalan lambat. Sedangkan sekarang,
pengembangan PLTA mulai di tinjau ulang karena penggunaan bahan bakar minyak
mengahasilkan banyak polusi lingkungan dan persediaan bahan bakar minyak mulai
menipis.
Beberapa
alasan tambahan bahwa PLTA lebih menguntungkan dibandingkan tipe generator lain
adalah :
1. Persediaan
air cenderung tidak habis dan dapat diperbaharui.
2. Ramah
Lingkungan.
3. Tidak
memerlukan bahan bakar.
4. Periode
mulainya terjadi secara terus menerus.
5. Pengoperasiannya
sederhana dan biaya perawatannya murah.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun
hal yang akan dibahas mengenai PLTA pada makalah ini adalah:
1. Apa
yang dimaksud dengan PLTA?
2. Bagaimana
Prinsip Kerja dari PLTA ?
3. Bagaimana
rangkaian dari PLTA?
4. Apakah
kelebihan dan kekurangan dari PLTA?
5. Di
Indonesia daerah mana saja terdaoat PLTA?
1.3 Tujuan
Pembahasan
Tujuan
dari pembahasan mengenai PLTA pada makalah ini adalah:
1. Untuk
mengetahui apa yang dimaksud dengan PLTA.
2. Untuk
mengetahui bagaimana Prinsip Kerja dari PLTA.
3. Untuk
mengetahui bagaimana rangkaian dari PLTA.
4. Untuk
mengetahui apakah kelebihan dan kekurangan dari PLTA.
5. Untuk
mengetahui di Indonesia daerah mana saja terdaoat PLTA.
BAB II
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
2.1
Pengertian
PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
Pembangkit listrik tenaga air adalah salah satu
sumber energi listrik yang memanfaatkan air sebagai sumber listrik. Pembangkit
ini merupakan salah satu sumber energi listrik utama yang ada di Indonesia.
PLTA mulai dikembangkan di Indonesia secara bertahap pada tahun 1900. Masa itu
merupakan era dimana penggunaan bahan bakar minyak merupakan sumber energi
utama di dunia. Pengembangan PLTA tidak terlalu diprioritaskan oleh karena itu
progresnya berjalan lambat. Sedangkan sekarang, pengembangan PLTA mulai di tinjau
ulang karena penggunaan bahan bakar minyak mengahasilkan banyak polusi
lingkungan dan persediaan bahan bakar minyak mulai menipis.
Pengertian pembangkit listrik tenaga air (PLTA)
bekerja dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun)
menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbinair) dan dari energi mekanik
menjadi energi listrik (dengan bantuan generator) Pembangkit listrik tenaga air
konvensional bekerja dengan cara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu
air dibuang. Pada saat beban puncak air dalam lower reservoir akan di pompa ke
upper reservoir sehingga cadangan air pada waduk utama tetap stabil.
Pembangkit listrik 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).
PLTA dapat beroperasi sesuai dengan perancangan
sebelumnya, bila mempunyai Daerah Aliran Sungai (DAS) yang potensial sebagai
sumber air untuk memenuhkebutuhan dalam pengoperasian PLTA tersebut. Pada
operasi PLTA tersebut, perhitungan keadaan air yang masuk pada waduk / dam
tempat penampungan air, beserta besar air yang tersedia dalam waduk / dam dan
perhitungan besar air yang akan dialirkan melalui pintu saluran air untuk
menggerakkan turbin sebagai penggerak sumber listrik tersebut, merupakan suatu
keharusan untuk dimiliki, dengan demikian kontrol terhadap air yang masuk
maupun yang didistribusikan ke pintu saluran air untuk menggerakkan turbin
harus dilakukan dengan baik, sehingga dalam operasi PLTA tersebut, dapat
dijadikan sebagai dasar tindakan pengaturan efisiensi penggunaan air maupun
pengamanan seluruh sistem, sehingga PLTA tersebut, dapat beroperasi sepanjang
tahun, walaupun pada musim kemarau panjang.
2.2
Prinsip
Kerja PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
Pada prinsipnya PLTA mengolah energi potensial air
diubah menjadi energi kinetis dengan adanya head, lalu energi kinetis ini
berubah menjadi energi mekanis dengan adanya aliran air yang menggerakkan
turbin, lalu energi mekanis ini berubah menjadi energi listrik melalui
perputaran rotor pada generator. Jumlah energi listrik yang bisa dibangkitkan
dengan sumber daya air tergantung pada dua hal, yaitu jarak tinggi air (head)
dan berapa besar jumlah air yang mengalir (debit).
Untuk bisa menghasilkan energi listrik dari air,
harus melalui beberapa tahapan perubahan energi, yaitu:
A.
Energi
Potensial Energi potensial yaitu energi yang
terjadi akibat adanya beda potensial, yaitu akibat adanya perbedaan ketinggian.
Besarnya energi potensial yaitu:
Ep = m . g . h
Dimana:
Ep
: Energi Potensial
m
: massa (kg)
g
: gravitasi (9.8 kg/m2)
h
: head (m)
B.
Energi
Kinetis Energi kinetis yaitu energi yang
dihasilkan akibat adanya aliran air sehingga timbul air dengan kecepatan
tertentu, yang dirumuskan.
Ek = 0,5 m . v . v
Dimana:
Ek
: Energi kinetis
m
: massa (kg)
v
: kecepatan (m/s)
C.
Energi
Mekanis Energi mekanis yaitu energi yang timbul
akibat adanya pergerakan turbin. Besarnya energi mekanis tergantung dari besarnya
energi potensial dan energi kinetis. Besarnya energi mekanis. dirumuskan:
Em = T . ω . t
Dimana:
Em
: Energi mekanis
T
: torsi
ω
: sudut putar
t
: waktu (s)
D.
Energi
Listrik Ketika turbin berputar maka rotor juga
berputar sehingga menghasilkan energi listrik sesuai persamaan:
El = V . I . t
Dimana:
El
: Energi Listrik
V
: tegangan (Volt)
I
: Arus (Ampere)
t
: waktu (s)
Komponen – komponen 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.
a)
Turbin
Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial
menjadi energi mekanik. Air akan memukul sudu – sudu dari turbin sehingga
turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. 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. Prinsip
Kerja Turbin Reaksi yaitu Sudu-sudu (runner) pada turbin francis dan propeller
berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisi sudunya tetap (tidak bisa
digerakkan). Sedangkan sudu-sudu pada turbin kaplan berfungsi sebagai sudu-sudu
jalan, posisi sudunya bisa digerakkan (pada sumbunya) yang diatur oleh
servomotor dengan cara manual atau otomatis sesuai dengan pembukaan sudu atur.
b)
Generator
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. 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.
c)
Travo
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.
d)
Bendungan
Bendungan atau dam adalah konstruksi
yang dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk, danau, atau tempat
rekreasi. Bendungan juga digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah Pusat
Listrik Tenaga Air. Kebanyakan dam juga memiliki bagian yang disebut pintu air
untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan.
2.3
Desain
Rangkaian PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
2.4
Kelebihan
dan kelemahan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
A.
Kelebihan
PLTA
Pembangkit listrik tenaga air tidak
"menghabiskan" air, semua air dikembalikan ke sumber asalnya. PLTA
dapat dibuat bekerja 24 jam, 7 hari seminggu. PLTA juga adalah sumber energi
yang bersih, tidak menghasilkan polusi udarai. Pembangkit listrik, sekali di
tempat, tidak menciptakan produk sampingan limbah dalam konversi mereka.
Bendungan yang dibangun juga dapat menutup gerbang mereka dan menyimpan air
untuk digunakan oleh PLTA ketika beban tinggi.
B.
Kerugian
PLTA
Seperti semua
pembangkit listrik, pembangkit listrik tenaga air membutuhkan biaya yang sangat
mahal untuk pembangunan, dan harus dibangun untuk standar yang sangat tinggi.
Tingginya biaya berarti bahwa pembangkit harus beroperasi untuk waktu yang lama
untuk menjadi menguntungkan. Pembangunan bendungan juga dapat menyebabkan
banjir, yang berarti lingkungan dan habitat alami hewan, dan bahkan manusia
mungkin hancur. Pembangunan bendungan untuk pembangkit listrik tenaga air juga
dapat menyebabkan banyak masalah akses air. Penciptaan sebuah bendungan di satu
lokasi mungkin berarti bahwa aliran sungai tersebut turun dan tidak lagi
memiliki kontrol aliran air. Hal ini dapat menjadi kontroveesi di tempat-tempat
di mana negara-negara yang bertetangga berbagi pasokan air.
2.5
Daerah
yang menggunakan PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air)
1.
PLTA PEUSANGAN terdapat
di Kecamatan Laut Tawar, Kabupaten Aceh Tengah, Nanggroe Aceh Darussalam.
PLTA ini di desain dengan 2 buah turbin air, yaitu Peusangan I (2 x 22,1 MWatt)
dan Peusangan II (2 x 21,2 MWatt) dan dihubungkan dengan Saluran Udara Tegangan
Tinggi (SUTT) ke jaringan trans Sumatera dari Gardu Induk (GI) di Takengon ke
Kabupaten Bireuen dan melintasi Kabupaten Bener Meriah. Proyek
ini didanai oleh Japan Bank International Coorporation (JBIC) dan Konsultan
teknis Nippon KOI Jepang, dan akan dikerjakan selama 94 bulan (terhitung dari
18 Maret 2011) dengan jadwal operasi direncanakan pada kuartal IV/2015. Biaya
total pendanaan proyek ini diperkirakan mencapai sekitar Rp2,96 triliun.
2.
PLTA TANGGA merupakan
PLTA pertama di Indonesia yang menggunakan bendungan beton bertipe busur
setinggi 82 meter. PLTA ini berkapasitas sebesar 4 x 79,25 MWatt (total : 317
MWatt).
3.
PLTA SIPANSIHAPORAS berlokasi
di desa Husor, Sibuluan dan Sihaporas Kecamatan Sibolga, Kabupaten Tapanuli
Tengah Propinsi Sumatera Utara. PLTA ini mempunyai 2 unit generator dengankapasitas
total sebesar 50 MWatt (33 MWatt + 17 MWatt) dan diharapkan mampu memproduksi
energi sebesar 203,6 GWh per tahun.
Agar mampu bekerja maksimal, PLTA ini membutuhkan pasokan air minimal
sebesar 29.000
meter kubik per detik.
4. PLTA ASAHAN 1 terletak
di Sungai Asahan, Desa Ambarhalim, Kec. Pintupohan Meranti, Kab. Toba Samosir.
Prop. Sumatera Utara, terletak ± 130 km arah tenggara kota Medan. Energi yang
dibangkitkan PLTA ini sebesar 1,175 GWh/tahun (Kapasitas total : 2 x 90 MWatt)
yang disalurkan ke jaringan PLN melalui transmisi 275kV/150kV. \\
5.
PLTA MUSI diresmikan
oleh presiden Indonesia bapak Susilo Bambang Yudoyono pada bulan oktober tahun
2006 dan dapat menghasilkan energi listrik dengan kapasitas 3 x 70 MWatt yang
dapat menyuplai kebutuhan listrik bagi Sumatera bagian Selatan. PLTA
uni merupakan PLTA type run off river yang
memanfaatkan aliran sungai Musi dan pembuangan akhir ke sungai Simpang Aur. Biaya
pembuatan PLTA ini mencapai sebesar US$ 159 juta atau setara dengan Rp. 1,5
triliun, terdiri dari pinjaman lunak dari Asian Development Bank (ADB)
sebesar Rp. 1,4 triliun, APBN sebesar Rp. 245 miliar dan APLN (Anggaran PT PLN)
sebesar Rp. 113 miliar. Pembangunan proyek ini terjadi setelah terbit Keppres
64/2000 yang mencabut Keppres 39/1997.
6.
PLTA BESAI terletak
di Lampung dengan daya terpasang sebesar 2 x 46,4 MWatt, dan hingga sekarang
PLTA ini masih dalam tahap studi kelayakan dan konstruksi karena mengalami
defisit pasokan cadangan air. PLTA
ini dan PLTA Musi hanya bisa beroperasi pada saat beban puncak saja.
BAB III
KESIMPULAN
3.1
Kesimpulan
Pengertian
pembangkit listrik tenaga air (PLTA) bekerja dengan cara merubah
energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan
bantuan turbinair) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan
bantuan generator)
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, dan lainnya.
Daftar Pustaka
M. M Dandekar dan K. N Sharma Penerjemah, D. Bambang
Setyadi, Sutanto.Pembangkit Listrik Tenaga Air, 1991. Cet 1. -, Jakarta:
Penerbit Universitas Indonesia ( UI-Press).
Kadir, Abdul, 1995. Energi; Sumber daya,
inovasi, tenaga listrik, potensi ekonomi.Cet 1. Edisi Kedua/ Revisi-
Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia ( UI-Press).
Kadir, Abdul, 1996, Pembangkit Tenaga Listrik,
Jakarta: Universitas Indonesia (UI-Press). Rancangan Sistem Kontrol
Operasi Pembangkit Listrik Tenaga Air.
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar