Uploaded by Sukma Megawan II

MAKALAH ENERGI TERBARUKAN

advertisement
MAKALAH
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA) SUNGAI
Diajukan Sebagai Tugas Mata Kuliah
Energi Baru Terbarukan
DISUSUN OLEH
GILANG RAMADHAN
3332160088
SUKMA MEGAWAN
3332160088
PANDU AKBAR
3332160088
DIDI MUHADI
3332160088
DANUR EKA R
3332160088
YASIR ANYER
3332160088
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
2017
Kata Pengantar
Rasa syukur yang dalam kami sampaikan ke hadiran Tuhan Yang Maha
Pemurah, karena berkat kemurahanNya makalah ini dapat kami selesaikan sesuai
yang diharapkan.Dalam makalah ini kami membahas “Pembangkit Listrik Tenaga
Air”
Makalah ini dibuat dalam rangka memperdalam pemahaman tentang PLTA
dan sekaligus melakukan apa yang menjadi tugas mahasiswa yang mengikuti mata
kuliah “Energi Baru Terbarukan”
Dalam proses pendalaman materi ini, tentunya kami mendapatkan bimbingan,
arahan, koreksi dan saran, untuk itu rasa terima kasih yang dalam-dalamnya kami
sampaikan :
●
Bapak Hartono selaku dosen mata kuliah “Energi Baru Terbarukan”
● Rekan-rekan mahasiwa yang telah banyak memberikan masukan untuk
makalah ini.
Demikian makalah ini saya buat semoga bermanfaat,
Cilegon , September 2018
Penyusun,
BAB I
1.1 Definisi
Pembangkit tenaga air adalah suatu bentuk perubahan tenaga dari tenaga air
dengan ketinggian dan debit tertentu menjadi tenaga listrik, dengan menggunakan
turbin air dan generator. Daya (power) yang dihasilkan dapat dihitung berdasarkan
rumus berikut:
𝑃 = 9,8 𝐻 𝑄 (𝑘𝑊)
Dimana:
P = Tenaga yang dikerluarkan secara teoritis
H = Tinggi jatuh air efektif (m)
Q = Debit Air (𝑚3 /𝑠)
Daya yang keluar dari generator dapat diperoleh dari perkalian efisiensi turbin dan
generator dengan daya yang keluar secara teoritis.
Sebagaimana dapat dipahami dari rumus tersebut di atas, daya yang dihasilkan
adalah hasil kali dari tinggi jatuh dan debit air; oleh karena itu berhasilnya
pembangkitan tenaga air tergantung daripada usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh
air dan debityang besar secara efektif dan ekonomis. Pada umumnya debit yang
besar membutuhkan fasilitas dengan ukuran yang besar untuk, misalnya, bangunan
ambil air (intake), saluran air dan turbin; oleh karena itu tinggi jatuh yang besar
dengan sendirinya lebih murah. Di hulu sungai di mana pada umumnya kemiringan
dasar sungai lebih curam akan mudah diperoleh tinggi jatuh yang besar. Oleh
karena itu bagian hulu sungai lebih ekonomis, sedangkan bagian hilirnya kurang
ekonomis mengingat tinggi jatuh yang kecil dan debit yang besar tadi. Lagi pula
dibagian hilir tersebut penduduknya padat, sehingga akan timbul masalah
pemindahan penduduk, dan karena itu dalam banyak hal tak dapat dihindari
tambahnya biaya untuk konstruksi. Akhir-akhir ini giat dilakukan pengembangan
sungai secara serba-guna (multi-purpose) dan serentak di daerah hilir sungai.
Bangunan-bangunan air semacam itu pada umumnya dipergunakan untuk berbagai
kepentingan, misalnya, untuk pengaturan banjir, perairan kota, industri, pengairan,
dan pembangkitan tenaga. Jika biaya pembangunan dapat dipikul bersama oleh
karena digunakan untuk banyak tujuan, maka mungkin untuk memanfaatkan
sumber-sumber alam itu secara ekonomis; sebaliknya, biaya tersebut akan menjadi
mahal kalau dipergunakan hanya untuk satu tujuan saja, misalnya untuk
pembangkitan tenaga listrik.
Aliran sungai atau debit adalah jumlah air yang mengalir melalui suatu
penampang sungai tertentu per satuan waktu. Debit dipengaruhi oleh beberapa
faktor, misalnya, oleh curah hujan, keadaan geologi, flora, temperatur, dan lainlain, di sebelah hulu sungai. Debit selalu berubah dari musim ke musim dan dari
hari ke hari. Kecenderungan karakteristik dan besarnya debit secara kasar dapat di
ketahui dengan pengamatan dalam jangka waktu yang lama. Pengukuran debit
sungai sangat penting untuk dapat menentukan tenaga yang dihasilkan oleh pusat
listrik tenaga air. Pengetahuan tentang debit pada waktu banjir mutlak diperlukan
untuk keamanan dalam perencanaan dan pembangunan PLTA. Untuk maksud unu
sangat perlu diadakan pengamatan debit banjir untuk jangka waktu yang cukup
lama.
1.2 Cara Kerja
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.
b.
Energi Kinetis
Energi kinetis yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya aliran air sehingga timbul
air dengan kecepatan tertentu.
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.
d.
Energi Listrik
Ketika turbin berputar maka rotor juga berputar sehingga menghasilkan energi
listrik.
1.3 Komponen Dasar PLTA
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.
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.
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. Proses
penurunan tekanan air terjadi baik pada sudu-sudu atur maupun pada sudu-sudu
jalan (runner blade). Prinsip Terja Turbin Pelton berbeda dengan turbin rekasi
Sudu-sudu yang berbentuk mangkok berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisinya
tetap (tidak bisa digerakkan).
Dalam hal ini proses penurunan tekanan air terutama terjadi didalam sudusudu aturnya saja (nosel) dan sedikit sekali (dapat diabaikan) terjadi pada sudu-sudu
jalan (mangkok-mangkok runner).Air yang digunakan untuk membangkitkan listrik
bisa berasal dari bendungan yang dibangun diatas gunung yang tinggi, atau dari
aliran sungai bawah tanah. Karena sumber air yang bervariasi, maka turbin air
didesain sesuai dengan karakteristik dan jumlah aliran airnya. Berikut ini
merupakan berbagai jenis turbin yang biasa digunakan untuk PLTA.
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. Lalu tegangan inilah yang kemudian
menjadi listrik.
Gambar 1.1 Kopling Generator Dengan Turbin
Agar generator bisa menghasilkan listrik, ada tiga hal yang harus diperhatikan,
yaitu:
1.
Putaran. Putaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan jumlah pasang kutub
pada rotor.
2.
Banyak dan besarnya jumlah kumparan pada stator mempengaruhi besarnya
daya listrik yang bisa dihasilkan oleh pembangkit
3.
Magnet. Magnet yang ada pada generator bukan magnet permanen, melainkan
dihasilkan dari besi yang dililit kawat. Jika lilitan tersebut dialiri arus eksitasi
dari AVR maka akan timbul magnet dari rotor.
Dari ketiga hal tersebut, yang bernilai tetap adalah putaran rotor dan kumparan,
sehingga agar beban yang dihasilkan sesuai, maka yang bisa diatur adalah sifat
kemagnetannya, yaitu dengan mengatur jumlah arus yang masuk. Makin besar arus
yang masuk, makin besar pula nilai kemagnetannya, sedangkan makin kecil arus
yang masuk, makin kecil pula nilai kemagnetannya.
Menurut jenis penempatan thrust bearing nya, generator dibedakan menjadi
empat, yaitu:
1.
Jenis biasa thrust bearing diletakkan diatas generator dengan dua guide bearing.
2.
Jenis Payung (Umbrella Generator) thrust bearing dan satu guide bearing
diletakkan dibawah rotor.
3.
Jenis setengah payung (Semi Umbrella Generator) kombinasi guide dan thrust
bearing diletakkan dibawah rotor dan second guide bearing diletakkan diatas
rotor.
4.
Jenis Penunjang Bawah thrust bearing diletakkan dibawah coupling. Generator
yang digunakan di Saguling adalah jenis Setengah Payung.
c.
Trafo
Trafo 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.
Jenis bendungan antara lain:
a. Bendungan Beton
● Bendungan Gravitasi
● Bendungan Busur
● Bendungan Rongga
ii. Bendungan Urugan
● Bendungan Urugan Batu
● Bendungan Tanah
iii. Bendungan Kerangka Baja
iv. Bendungan Kayu
1.4 Lokasi
Lokasi yang digunakan sebagai penelitian makalah kami yaitu sungai di daerah
Cikulampang, kecamatan Padarincang, Kabupaten Serang, Provinsi Banten
Download
Random flashcards
hardi

0 Cards oauth2_google_0810629b-edb6-401f-b28c-674c45d34d87

Nomor Rekening Asli Agen De Nature Indonesia

2 Cards denaturerumahsehat

Secuplik Kuliner Sepanjang Danau Babakan

2 Cards oauth2_google_2e219703-8a29-4353-9cf2-b8dae956302e

Create flashcards