A. Pengertian Pembangkit Listrik tenaga Air (PLTA)

Adalah suatu pembangkitan energi listrik dengan mengubah energi potensial air menjadi energi mekanik oleh turbin dan diubah lagi menjadi energi listrik oleh generator dengan memanfaatkan ketinggian dan kecepatan aliran air.

Berdasarkan output yang dihasilkan, pembangkit listrik tenaga air dibedakan atas :

  1. Large-hydro : lebih dari 100 MW
  2. Medium-hydro: antara 15 – 100 MW
  3. Small-hydro : antara 1 – 15 MW
  4. Mini-hydro : Daya diatas 100 kW, tetapi dibawah 1 MW
  5. Micro-hydro: antara 5kW – 100 kW
  6. Pico-hydro : daya yang dikeluarkan 5kW

PLTA

Gambar  PLTA Sederhana

B. Prinsip Kerja

Prinsip pembangkit listrik tenaga air sebenarnya tidak terlalu rumit. kita hanya memanfaatkan arus air, atau air yang jatuh pada air terjun untuk memutar dinamo. Air terjun yang berada pada ketinggian tertentu senantiasa mengalirkan air dengan masa tertentu setiap menit. Seperti masa air yang berada pada suatu ketinggian memiliki energy potensial gravitasi. Ketika masa air turun ke bawah energy potensialnya berkurang karna sebagian energy potensialnya dirubah menjadi enrgi kinetik.

Sesuai dengan hokum kekekalan energy mekanik, semakin ke bawah energy kinetic semakin besar. Ek air yang cukup besar akan mengenai sudu-sudu turbin yang dipasang didasar air terjun dan akan memutarkan poros turbin yang seporos dengan poros generator Kemudian generator berputar dan menghasilkan energy listrik.

Dengan energi potensial yang tinggi maka laju aliran air di ujung pipa akan tinggi pula. Apabila diameter pipa tidak berubah (semua pipa diameternya sama) maka kita dapat menentukan laju aliran air tersebut menggunakan rumus dibawah :
Ek = Ep

mv² = mgh

m = ρ x volume

v =

Keterangan: Ek = energy kinetik (J)

Ep = energy potensial (J)

m  = massa air (kg)

v = kecepatan air (m/s)

g = gravitasi 9.8  (m/s²)

h = ketinggian air

Dengan demikian kita juga dapat menentukan debit airnya:

Q = Av
Q = A

Keterangan: A= luas penampang

Besarnya daya listrik sebelum masuk ke turbin secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

Pin turbin  = ρhQg

Sedangkan besar daya output turbin adalah sebagai berikut :

Pout turbin   = ρ . h . Q . g . ηturbin

Sehingga secara matematis daya real yang dihasilkan dari pembangkit adalah sebagai berikut :

Preal = ρ . h . Q. g . ηturbin . ηgenerator . ηtm

Keterangan :  Pin= daya masukan ke turbin (watt)

Pout = daya keluaran dari turbin (watt)

Preal = daya sebenarnya yang dihasilkan (watt)

ρ  = massa jenis fluida (kg/ )

Q = debit air ( /s)

h  = ketinggian efektif (m)

g  = gaya gravitasi (m/s²)

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 debit yang besar secara efektif dan ekonomis.

Namun, tidak semua energi potensial dari air diubah menjadi energi listrik. Oleh karena itu kita mengenal konsep efisiensi:

η  =

η =

Dengan demikian daya listrik yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga air adalah:

Pdihasilkan = ηPhitung

Pdihasilkan = ηρhQ

Untuk menghitug beda potensial yang dihasilkan, kita menggunakan rumus GGL induksi yang dikenal dalam Hukum induksi Faraday yang bunyinya “Gaya gerak listrik (GGL) induksi pada sebuah rangkaian sama dengan kecepatan perubahan fluks yang melalui rangkaian tersebut”. Rumus yang digunakannya adalah:

ε = N B A ω sin ωt

ω = 2πf   atau  ω=  , terdapat pada rumus gerak melingkar (kecepatan berputar magnet)

Keterangan:     ε = ggl induksi sesaat (volt)

N = banyak lilitan kumparan

B = besar induksi magnetic (Wb/m²=T)

A = luas penampang/loop (m²)

ω = kecepatan sudut (rad/s)

t  = lama kumparan telah berputar (s)

  1. B.                 Jenis – jenis PLTA
    1. Berdasarkan Tinggi Terjun PLTA

a. PLTA jenis terusan air (water way)
Adalah pusat listrik yang mempunyai tempat ambil air (intake) di hulu sungai dan mengalirkan air ke hilir melalui terusan air dengankemiringan (gradient) yang agak kecil.
Tenaga listrik dibangkitkan dengan cara memanfaatkan tinggi terjun dan kemiringan sungai.

b. PLTA jenis DAM /bendungan
Adalah pembangkit listrik dengan bendungan yang melintang disungai, pembuatan bendungan ini dimaksudkan untuk menaikkan permukaan air dibagian hulu sungai guna membangkitkan energi potensial yang lebih besar sebagai pembangkit listrik.

c. PLTA jenis terusan dan DAM (campuran)
Adalah pusat listrik yang menggunakan gabungan dari dua jenis sebelumnya, jadi energi potensial yang diperoleh dari bendungan dan terusan.

2. PLTA Berdasarkan Aliran Sungai

a. PLTA jenis aliran sungai langsung (run of river)
Banyak dipakai dalam PLTA saluran air/terusan, jenis ini membangkitkan listrik dengan memanfaatkan aliran sungai itu sendiri secara alamiah.

b. PLTA dengan kolam pengatur (regulatoring pond)
Mengatur aliran sungai setiap hari atau setiap minggu dengan menggunakan kolam pengatur yang dibangun melintang sungai dan membangkitkan listrik sesuai dengan beban. Disamping itu juga dibangun kolam pengatur di hilir untuk dipakai pada waktu beban puncak (peaking power plant) dengan suatu waduk yang mempunyai kapasitas besar yang akan mengatur perubahan air pada waktu beban puncak sehingga energi yang dihasilkan lebih maksimal.

c. Pusat listrik jenis waduk (reservoir)
Dibuat dengan cara membangun suatu waduk yang melintang sungai, sehingga terbentuk seperti danau buatan, atau dapat dibuat dari danau asli sebagai penampung air hujan sebagai cadangan untuk musim kemarau.

d. PLTA Jenis Pompa (pumped storage)
adalah jenis PLTA yang memanfaatkan tenaga listrik yang berlebihan ketika musim hujan atau pada saat pemakaian tenaga listrik berkurang saat tengah malam, pada waktu ini sebgian turbin berfungsi sebagai pompa untuk memompa air yang di hilir ke hulu, jadui pembangkit ini memanfaatkan kembali air yang dipakai saat beban puncak dan dipompa ke atas lagi saat beban puncak terlewati.

     Daftar Pustaka

About diyastokatoka

Melankolis Plagmatis

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s