Pembangkit Listrik Tenaga Air

 MAKALAH

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR

( PLTA )

  

 

KELOMPOK 1

 SYAMRAH REZKY PUTRI                    03320190003

MUHAMMAD FAHRI                            03320190001

A.MOEH. ARDHAM                               03320190024

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FALKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUSLIM INDONESIA

MAKASSAR

2022

A. Latar Belakang

         Negara Indonesia memiliki banyak sumber daya alam, salah satunya adalah air, yang dapat dibuat berupa air terjun, dan peluang tersebut makin baik, karena negara Indonesia memiliki musim hujan 6 bulan dalam sekali setahun. Dengan adanya kekayaan alam tersebut maka sampai sekarang sudah banyak untuk memanfaatkan air sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTA adalah suatu pembangkitan energi listrik dengan mengubah energi potensial air dengan memanfaatkan ketinggian dan kecepatan aliran air menjadi energi mekanik oleh turbin dan diubah lagi menjadi energi listrik oleh generator. Untuk membangun sebuah PLTA diperlukan adanya Reservoir, Dam, Saluran air (Water Way), Tangki pendatar (Surge Tank), Saluran Pembuang (Spill         Way), Turbin air, Generator, Power House, jaringan transmisi dan lain-lain.

Salah satunya adalah PLTA Sigura-gura yang berada di PT. Indonesia Asahan Alumunium (INALUM). PLTA Sigura-gura ini memiliki kapasitas daya terpasang yaitu 4 x 71,5 atau sebesar 286 Megawatt (MW) yang berlokasi di PT. INALUM POWER PLANT, Paritohan kecamatan pintu pohan meranti kab.Tobasa, sumatera utara. Pembangunan PLTA ini tujuan utamanya adalah untuk digunakan di pabrik peleburan Alumunium yang berada di Kuala Tanjung.Selain untuk memenuhi kebutuhan listrik di pabrik Alumunium, manfaat PLTA ini adalah untuk kebutuhan listrik di perumahan karyawan dari PT. Indonesia Asahan Alumunium dan perkantoran dari perusahaan itu sendiri yang berada di Tanjung Gading dan Paritohan.

Dengan melihat besarnya potensi tersebut dan rasio elektrifikasi tiap daerah di Indonesia terutama di daerah Sumatera Utara yaitu PLTA Sigura-gura PT. Indonesia Asahan Alumunium (INALUM) yang berkapasitas 286 MW. Namun pada kenyataannya pembangkit tersebut hanya mampu mengeluarkan daya sebesar 285,019 MW. Maka ditemukan masalah apakah daya yang dikeluarkan oleh pembangkit tersebut masih dapat dinaikkan sampai 286 MW. Dengan menganalisa beberapa komponen dari pembangkit tersebut.

B. Pengertian PLTA

        Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah salah satu sistem pembangkit energi listrik dengan cara memanfaatkan aliran dari air yang kemudian diubah menjadi energi listrik melalui putaran turbin dan generator. Sistem yang sangat mudah, dan yang penting adalah ramah terhadap lingkungan.

      Pembangkit listrik adalah suatu rangkaian alat atau mesin yang mengubah energi mekanikal untuk menghasilkan energi listrik, biasanya rangkaian alat itu terdiri dari turbin dan generator listrik. Fungsi dari turbin adalah memutar rotor dari generator listrik, sehingga dari putaran rotor itu mengeluarkan energi listrik. Listrik yang dihasilkan dinaikkan dulu voltasenya menjadi 150 KV s/d 500 KV melalui Trafo Step Up. Penaikan tegangan ini berfungsi untuk mengurangi kerugian akibat hambatan pada kawat penghantar dalam proses transmisi. Dengan tegangan yang ekstra tinggi maka arus yang mengalir pada kawat penghantar menjadi kecil. 

      Air merupakan sumber daya energi yang mempunyai energi ekonomis. Ketersediaan air di dunia ini terbatas. Jumlah yang membutuhkan semakin meningkat, sehingga perlu berhati-hati dalam pemanfaatannya. Kandungan air di dalam bumi pada dasarnya berlimpah, volume seluruhnya mencapai 1.400.000.000 km3, lebih kurang 97% merupakan air laut (air asin) yang tidak dapat dimanfaatkan secara langsung dalam kehidupan manusia. Dari 3% sisanya, 2% berupa gunung-gunung es di kedua kutub bumi, 0,75% merupakan air tawar yang mendukung kehidupan makhluk hidup di darat, baik berupa mata air, air sungai, danau maupun air tanah dan selebihnya berupa uap air. Makin bertambah jumlah penduduk dimuka bumi ini, makin banyak air yang dibutuhkan, sedangkan ketersediaan air yang dapat dimanfaatkan di alam ini jumlahnya terbatas. Air tawar tersebut berasal dari siklus air (Daur Hidrologi) secara alami. Keberadaan air di alam ini mengalami suatu putaran / yang disebut sirklus air/ daur hidrologi

 

    Gambar 1.1 Daur Hidrologi

      Orang memanfaatkan air untuk berbagai keperluan, seperti untuk kebutuhan rumah tangga (minum, masak, mandi dan mencuci), pengairan atau irigasi sawah, peternakan, sarana transportasi,pembangkit tenaga listrik, industri, peternakan, rekreasi        dan lain-lain. Sebagian besar air dikembalikan ke lingkungan perairan sebagai air buangan/ air limbah dan sedikit saja yang benar- benar dikomsumsi. Air yang dimanfaatkan tersebut, sebagian dikomsumsi dan selebihnya dikembalikan ke lingkungan.

C. Prinsip Kerja PLTA

           Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) bekerja dengan cara mengubah 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 adalah pembangkit listrik yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan dari ini biasa disebut sebagai hidroelektrik.

      Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari air. Namun, secara luas, PLTA tidak hanya terbatas pada air dari sebuah waduk atau air terjun, tetapi juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti tenaga ombak.Pembangkit tenaga listrik yang banyak dilakukan dengan cara memutar generator sinkron sehingga didapatkan tenaga listrik arus bolak-balik tiga fase, tenaga mekanik yang dipakai memutar generator listrik didapat dari mesin penggerak generator listrik atau biasa disebut penggerak mula (prime over).  Mesin penggerak generator listrik yang banyak digunakan adalah mesin diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas. Mesin penggerak generator melakukan konversi tenaga primer menjadi tenaga mekanik penggerak generator. Proses konversi energi primer menjadi energi mekanik menimbulkan produk sampingan berupa limbah dan kebisingan yang perlu dikendalikan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan. Proses pembangkitan tenaga listrik adalah proses konversi energi primer (bahan bakar atau potensi tenaga air) menjadi tenaga mekanik sebagai penggerak generator listrik dan selanjutnya generator listrik  menghasilkan tenaga listrik.

      Dalam PLTA, potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga listrik. Mula-mula potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga mekanik dalam turbin air. Kemudian turbin air memutar generator yang membangkitkan tenaga listrik.

D. Komponen PLTA

        Komponen utama dari PLTA terdiri dari elemen-elemen Essensial dan komponen pada power house. Adapun elemen essensial pada suatu PLTA adalah :

1.       Reservoir

         Reservoir adalah tempat penyimpanan air dari semua sumber air yang dapat diperoleh. Reservoir ini dapat berupa waduk/ danau buatan/ dapat juga yang alamiah.

Gambar 1.2 Reservoir alamiah

                          

2.       DAM

         DAM adalah suatu bangunan yang berfungsi untuk mengendalikan air masuk ke saluran (Intake) untuk memperoleh head dari air. Pengaturan debit air dapat dilakukan melalui DAM sehingga akan diperoleh debit air yang stabil dalam semua kondisi.

Gambar 1.3  DAM Air pada Pembangkit Listrik Tenaga Air

3.       generator

         Untuk pembangkit tenaga listrik yang lazim dipakai adalah generator sinkron. Generator sinkron dengan definisi sinkronnya, mempunyai makna bahwa frekuensi listrik yang dihasilkannya sinkron dengan putaran mekanis generator tersebut. Rotor generator sinkron yang diputar dengan penggerak mula (prime mover) yang terdiri dari belitan medan dengan suplai arus searah akan menghasilkan medan magnet putar dengan kecepatan dan arah putar yang sama dengan putaran rotor tersebut.

4.       Turbin

         Turbin air berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul sudu-sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini dihubungkan ke generator.

5.       Bendungan

         Salah satu komponen PLTA yang paling utama adalah bendungan. Komponen ini berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin membutuhkan pasokan air yang cukup dan stabil. Tak hanya itu, bendungan juga berperan untuk mengendalikan