PLTA

Pembangkit Listrik Tenaga Air

Assalamu'alaikum wr wb.

     Hai teman-teman semua, apa kabar hari ini??semoga sehat yaa, karena kita sekarang mau mempelajari tentang sesuatu yang sangat menarik, apa itu??tentang salah satu jenis pembangkit listrik yang ada di dunia, yaitu PLTA. Apakah teman-teman sudah tau apa itu PLTA??sebagian besar mungkin masih belum paham, nahh di sini blog puguhoke akan memberikan sedikit penjelasan tentang PLTA. Penjelasan yang disampaikan adalah ilmu yang pernah didapat oleh si penulis dari kegiatan magangnya selama 8 bulan di PLTA. 

     Sistem yang dipakai pada sebuah PLTA biasanya berbeda antara satu dengan PLTA yang lain, perbedaan yang sering terjadi adalah pada sistem peralatan bantunya, namun untuk proses pembangkitan dari awal hingga akhir sebenarnya sama yaitu mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan memanfaatkan aliran air. Peralatan di dalam sebuah PLTA dibedakan menjadi berikut ini.

• Peralatan utama
• Peralatan bantu
• Peralatan bantu umum

A. Peralatan utama pada PLTA

• Water way

           Water way atau jalur air adalah sebuah fasilitas yang dipakai untuk mengalirkan air dari reservoir/waduk hingga menuju tail race/pintu keluar air. Urut-urutan proses mengalirnya air adalah sebagai berikut.

       Sungai >>Reservoir>>Intake gate>>Penstock>>Guide vane>>Cassing turbin>>Turbin>>Draft tube>>Tail race.

         

         Reservoir merupakan sebuah tempat menampung air dari aliran sungai. Air harus ditampung/dibendung terlebih dahulu agar air memiliki energi potensial, energi potensial didapat dari head/tinggi permukaan air, semakin tinggi head airnya maka energi potensial juga semakin tinggi,dan jika energi potensial tinggi maka daya listrik yang nanti dihasilkan juga semakin besar. Reservoir memiliki beragam jenis, ada yang berupa kolam tando harian, waduk, bendungan, dll. Kolam tando harian maksutnya adalah proses pengisian dan pengosongan kolam tando terjadi dalam waktu harian. Untuk waduk biasanya proses pengisian dan pengosongannya dalam waktu satu tahun, jadi ketika musim hujan, waduk akan menampung air sebanyak-banyaknya, dan ketika musim kemarau air yang ditampung bisa dimanfaatkan saat jarang terjadi hujan, Jadi proses pembangkitan listrik tetap bisa terus berjalan.

       Intake gate merupakan sebuah pintu gerbang raksasa yang berfungsi membuka dan menutup aliran air dari reservoir menuju turbin. Pintu air ini tidak pernah ditutup kecuali sedang ada perbaikan atau pemeliharaan pada PLTA. Sebelum mencapai Intake gate, air melewati trash rack terlebih dahulu untuk proses penyaringan sampah-sampah yang hanyut terbawa air, sehingga air yang menggerakkan turbin benar-benar bebas sampah.

       Penstock merupakan pipa-pipa yang sangat besar dan panjang yang menghubungkan antara reservoir dan cassing turbin. Di dalam penstock inilah air mendapatkan energi kinetik/energi gerak. Semakin panjang penstock dan tinggi antara puncak dan dasar penstock maka energi kinetik akan semakin besar pula. Penstock harus terbuat dari bahan yang kuat dikarenakan beban kerjanya yang tinggi yaitu menahan tekanan dari air. Di penstock terdapat sebuah pengaman yang bernama Surge tank, surge tank berfungsi untuk mengamankan penstock agar tidak menerima tekanan air yang berlebihan yang diakibatkan apabila valve yang berada di sebelum guide vane menutup secara tiba-tiba. Jadi, tekanan air akan dikeluarkan lewat corong-corong udara yang ada di surge tank, oleh karena itu tinggi dari corong surge tank minimal harus setara dengan tinggi permukaan air pada reservoir.

        Guide vane merupakan sebuah katup besar yang terdiri dari susunan katup-katup kecil yang bisa digerakan membuka dan menutup secara serempak. Guide vane berfungsi mengatur debit air yang dipakai untuk menggerakkan turbin. Guide vane dihubungkan dengan peralatan kontrol yang dapat memberikan perintah untuk membuka dan menutup guide vane berdasarkan sensor Rpm dari poros generator. Jadi, apabila poros generator berputar melebihi Rpm nominalnya maka peralatan kontrol akan mengurangi lebar pembukaan guide vane untuk mengurangi debit air yang mengalir, begitu pula sebaliknya jika sensor Rpm mendeteksi bahwa putaran poros generator/turbin belum memenuhi putaran nominal, maka disini peralatan kontrol akan menambah bukaan dari guide vane agar debit bertambah.

       Turbin merupakan sebuah alat yang berfungsi mengubah energi kinetik air menjadi energi mekanik berupa putaran pada poros turbin. Poros turbin nantinya dihubungkan dengan poros generator sehingga ketika turbin berputar maka generator juga akan ikut berputar. Turbin memiliki beberapa jenis, seperti kaplan, pelton, dan francis. Masing-masing jenis turbin tersebut memiliki jenis kerjanya masing-masing. Untuk jenis kaplan, digunakan di PLTA yang tinggi headnya di bawah 30 meter. Kelebihan turbin kaplan adalah sudu-sudunya dapat diatur posisinya agar mendapatkan posisi terbaik saat bertabrakan dengan air. Turbin francis, digunakan untuk PLTA yang memiliki tinggi head antara 30 meter - 300 meter, dan turbin pelton yang digunakan pada PLTA dengan tinggi head diatas 300 meter.

       Draft tube merupakan tempat dimana air yang sebelumnya memiliki tekanan dan kecepatan yang tinggi dirubah menjadi air yang sedikit tebih tenang agar nanti saat keluar sudah tidak lagi beriak-riak yang dapat mengakibatkan erosi. Setelah melewati draft tube selanjutnya air akan keluar menuju sungai lagi lewat tail race.

• Generator

     Generator merupakan perangkat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator yang sering dipakai di PLTA adalah generator sinkron, yang artinya generator memiliki putaran yang sinkron dengan frekuensi dan tegangan yang dihasilkan. Jadi apabila generator tertera putaran 150 Rpm harus selalu pada Rpm tersebut agar frekuensi dan tegangan selalu konstan yang nantinya bisa disinkronkan dengan jaringan luar. Bagian generator terdiri dari stator dan rotor. Stator adalah bagian generator yang diam, meliputi body generator, terminal, kumparan stator. Sedangkan rotor adalah bagian generator yang bergerak, yaitu poros Rotor dan kumparan rotor. Ciri ciri generator sinkron adalah terdapat kumparan pada rotor, kumparan akan menghasilkan Medan magnet apabila dialiri arus listrik, jadi kumparan pada rotor bertujuan untuk menciptakan Medan magnet dengan kutub kutub U Dan S. Putaran Rpm generator dipengaruhi oleh jumlah kutub rotornya. Semakin banyak jumlah kutub maka Rpm generator semakin rendah, dan semakin sedikit kutub rotor maka Rpm generator akan semakin tinggi, hal ini bertujuan untuk menjaga frekuensi generator tetap stabil 50 Hz. Medan magnet dengan polaritas yang berbeda yang berputar di dalam generator akhirnya memotong kumparan stator sehingga karena ada Medan magnet yang memotong sebuah kumparan maka timbullah tegangan pada kumparan tersebut. Kumparan stator terdiri dari 3 kumparan dimana masing masing kumparan berbeda fasa 120°, oleh karena itu disebutlah generator sinkron 3 fasa.

• Transformator

       Transformator/Transformer/trafo merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang berfungsi untuk mengubah tingkat suatu tegangan listrik ke tingkat lain yang lebih tinggi atau lebih rendah. Trafo terdiri dari tiga bagian, yaitu kumparan primer, kumparan sekunder, dan inti besi. Prinsip kerja trafo adalah ketika kumparan primer diberi tegangan listrik maka arus akan mengalir sehingga kumparan primer menghasilkan Medan magnet yang besar, Medan magnet tersebut kemudian ditransfer melalui inti besi menuju kumparan sekunder. Besar tegangan yang keluar dari kumparan sekunder tergantung dari jumlah lilitannya. Apabila kumparan primer lebih sedikit dari kumparan sekunder maka trafo tersebut adalah untuk step up atau untuk menaikkan tegangan listrik, dan apabila kumparan primer lebih banyak lilitannya daripada kumparan sekunder maka trafo tersebut ialah untuk step down atau penurunan tegangan. 

       Trafo yang digunakan untuk menaikkan tegangan dari out generator yang hanya 6 - 12 KV menjadi 500 KV adalah trafo step up yang kemudian ditransmisikan ke jaringan transmisi.

        Itulah sedikit pembahasan tentang peralatan utama pada PLTA. Untuk pembahasan peralatan bantu akan diupload pada artikel berikutnya. Penulis mohon maaf yg sebesar besarnya atas ketidak lengkapnya informasi yang tersampaikan, akhir kata. Wassalamu'alaikum warahmatullahi wabarakatuh