Bengkeltv.id – √ Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dan Cara Kerjanya Lengkap. Memahami dan mengeksplorasi berbagai sumber energi terbarukan merupakan langkah penting menuju masa depan yang berkelanjutan. Salah satu teknologi yang paling sering kita gunakan untuk menghasilkan energi terbarukan adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA).
Namun, apa sebenarnya pengertian dari PLTA itu sendiri? Artikel ini bertujuan untuk membahas secara mendalam tentang konsep, fungsi, serta manfaat dari PLTA sebagai salah satu solusi peningkatan produksi listrik secara ramah lingkungan. Simaklah pembahasan berikut ini untuk lebih memahami tentang PLTA, sumber energi yang mengambil keuntungan dari aliran air untuk menghasilkan listrik, menunjukkan bagaimana sumber daya alam bisa dimanfaatkan dengan baik untuk keberlanjutan hidup kita.
Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah sistem pembangkit listrik yang memanfaatkan energi air atau hydropower. Di Indonesia, sebagian besar PLTA menggunakan bendungan yang sengaja dibuat. Bendungan ini terhubung dengan pipa-pipa yang mengarah ke turbin.
Namun, tidak semua PLTA menggunakan bendungan. Ada juga yang menggunakan waduk, aliran sungai, atau danau. Agar air dapat digunakan untuk menggerakkan turbin dan menghasilkan listrik, aliran air harus sangat deras.
Secara umum, PLTA terdiri dari beberapa komponen berikut:
- Bendungan/sumber air: PLTA membutuhkan air dengan aliran kencang dan pasokan yang stabil. Bendungan dianggap paling ideal untuk memenuhi kebutuhan ini.
- Pipa: berfungsi untuk mengalirkan air dari sumbernya (bendungan, waduk, danau, dll) menuju turbin.
- Turbin: merupakan inti dari PLTA yang mengubah energi potensial air menjadi energi kinetik. PLTA tidak dapat berfungsi secara efektif dan optimal tanpa adanya turbin.
- Generator: bagian ini terhubung langsung dengan turbin. Generator akan berputar karena turbin juga berputar. Di dalam generator terdapat kumparan magnet. Gerakan generator menghasilkan arus listrik bolak-balik atau AC.
- Jalur transmisi: listrik yang dihasilkan oleh PLTA harus disalurkan ke rumah-rumah, gedung perkantoran, industri, dan pengguna listrik lainnya. Oleh karena itu, diperlukan jalur transmisi untuk menurunkan tegangan dan mendistribusikan listrik ke seluruh pengguna.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air
Setelah memahami Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), mari kita bahas Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air – PLTA. PLTA merupakan mesin yang mengubah energi potensial air (energi gravitasi air) menjadi energi listrik. Mesin ini menggunakan turbin air sebagai penggerak untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis pada poros, yang kemudian akan memutar rotor generator untuk menghasilkan energi listrik.
Bahan baku PLTA adalah air, yang dapat diperoleh langsung dari sungai dan dialirkan untuk memutar turbin, atau dapat ditampung terlebih dahulu (termasuk air hujan) menggunakan kolam tando atau waduk sebelum dialirkan untuk memutar turbin.
Daya listrik yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
P = 9,8 x Q x H x ήt x ήg (kW)
Di mana:
- P = Daya yang dihasilkan (kW)
- Q = Debit air (m3/detik)
- H = Tinggi terjun (m)
- ήt = Efisiensi turbin (%)
- ήg = Efisiensi generator (%)
Perencanaan operasional PLTA didasarkan pada kondisi hidrologi yang meliputi:
- Tahun Basah Sekali
- Tahun Basah
- Tahun Normal
- Tahun Kering
- Tahun Kering Sekali
Untuk mencapai hasil yang optimal dan memudahkan perencanaan operasional tahunan, perencanaan operasi PLTA dilakukan berdasarkan kondisi hidrologi tahun normal dan tahun kering. Penyesuaian dilakukan setiap bulan berdasarkan kondisi air yang masuk.
Di Indonesia, hanya terdapat dua musim, yaitu musim hujan yang biasanya berlangsung dari bulan November hingga Maret, dan musim kemarau dari bulan April hingga Oktober. Kondisi ini digunakan dalam proses pengisian dan penggunaan air untuk PLTA.
Tipe Dan Jenis PLTA Berdasarkan Sumber Air dan Hidrologi
Masih dalam diskusi tentang Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), tipe dan jenis PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) dapat dikelompokkan berdasarkan sumber air dan kondisi hidrologi yang digunakan. Berikut ini adalah beberapa tipe PLTA yang sering dijumpai:
PLTA Aliran sungai Langsung tanpa kolam tando
Aliran sungai dapat disalurkan langsung melalui saluran terbuka atau saluran tertutup dengan memasang pipa pesat atau saluran terbuka pada ujung saluran tersebut, di mana air dapat dimasukkan.
Keterangan:
- Sungai
- Saringan
- Bak pengendapan pasir
- Pressure tunel
- Surge tank
- Penstock valve
- Power house
- Bendung
- Saluran pembersih
- Saluran pengelak
- Sungai
PLTA aliran sungai langsung dengan kolam tando
Air sungai dialirkan ke kolam melalui saluran terbuka atau tertutup setelah melewati proses penyaringan, dan kemudian ditampung di dalam kolam tersebut. Tujuan dari proses ini adalah untuk:
- Mengendapkan pasir
- Mengendapkan lumpur
- Sebagai reservoir
Air yang ada di kolam tersebut dialirkan melalui pipa yang cepat menggerakkan turbin untuk menghasilkan energi listrik. Kolam tando dilengkapi dengan beberapa pintu air yang digunakan untuk mengisi atau mengosongkan kolam ketika sedang dilakukan pemeliharaan.
PLTA Aliran Sungai Langsung dengan Waduk (Reservoir)
Air dari satu sungai atau lebih dikumpulkan di suatu lokasi dengan cara membuat bendungan untuk mencapai tinggi tertentu. Kemudian, air dari waduk tersebut dialirkan melalui saluran terbuka dan melewati pintu air ke saluran yang tertutup. Setelah itu, air mengalir melalui pipa yang cepat menggerakkan turbin untuk menghasilkan energi listrik.
Pembangkit Listrik Tenaga Air Aliran Danau
Sumber air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) ini berasal dari sebuah danau yang memiliki potensi yang besar. Untuk mengambil air yang masuk ke PLTA, dilakukan langkah-langkah berikut:
- Pembuatan bendungan yang berfungsi juga sebagai pelimpas yang berlokasi pada mulut sungai.
- Perubahan duga muka air (DMA) + 4 meter
- Intake
Pembangkit Listrik Tenaga Air Pasang Surut
Pasang Air Laut: Air laut memasuki teluk dan mengisi kolam melalui bangunan sentral. Tekanan air laut mendorong sudu-sudu turbin, yang memutar generator untuk menghasilkan energi listrik. Seiring waktu, kolam akan terisi penuh dengan air laut, sehingga permukaan air di kolam menjadi sejajar dengan permukaan air laut. Hal ini mengakibatkan hilangnya tenaga penggerak, dan turbin berhenti berputar.
Surut Air Laut: Saat air laut surut, permukaan air di kolam lebih tinggi daripada permukaan air laut. Air dari kolam akan mengalir kembali ke laut melalui bangunan sentral, dan menggerakkan sudu-sudu turbin yang terhubung dengan generator, sehingga energi listrik dapat diproduksi kembali. Proses ini berlangsung hingga terjadi pasang air laut kembali.
Pembangkit Listrik Tenaga Air Pompa
PLTA pompa dirancang dan dioperasikan untuk mengatasi beban puncak dalam sistem PLTA. Pengaturan air pada waduk bagian atas dan waduk bagian bawah dilakukan secara harian hingga mingguan.
PLTA pompa digunakan untuk mengatur dan mendukung beban puncak dalam sistem. Waduk bagian atas biasanya memiliki kapasitas penampungan yang besar, tetapi memiliki daerah tangkapan hujan yang terbatas. Sementara itu, waduk bagian bawah memiliki daerah tangkapan hujan yang lebih luas.
- Generator berfungsi sebagai motor.
- Turbin berdiri sendiri dan terpisah dari pompa.
- Generator, turbin, dan pompa terletak dalam satu poros, dengan pompa berada di posisi paling bawah.
Pembangkit Listrik Tenaga Air Kaskade
Pemanfaatan sungai melibatkan pembangunan beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) sepanjang aliran sungai. Ketika PLTA-PLTA tersebut saling terhubung, daerah yang terdiri dari serangkaian PLTA disebut sebagai sistem Kaskade PLTA. PLTA yang berada di bagian bawah sistem memanfaatkan air setelah digunakan oleh PLTA yang berada di atasnya.
Sebagai contoh, sistem Kaskade PLTA di Sungai Citarum terdiri dari PLTA Saguling, Cirata, dan Jati Luhur.
Komponen Pembangun PLTA
Komponen pembangun Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) yang paling umum terdiri dari:
1. Tampungan (reservoir atau waduk)
Waduk berfungsi sebagai tempat penyimpanan air, dan ciri fisik yang penting adalah kapasitas tampungannya. Kapasitas waduk yang berbentuk teratur dapat dihitung menggunakan rumus volume benda padat.
2. Bangunan Bendungan (Bendungan)
Bendungan adalah struktur air yang melintang di atas sungai, berfungsi untuk menahan aliran air dan menghasilkan energi besar sebagai daya penggerak turbin yang besar. Bendungan dapat memiliki berbagai bentuk dan terbuat dari berbagai bahan.
3. Bangunan pelimpah
Bangunan pelimpah merupakan struktur pengaman yang terdapat di bendungan, dengan kapasitas yang memungkinkannya untuk mengalirkan air ke dalam bendungan saat bendungan penuh.
4. Bangunan Pemasok Air (Intake)
Bangunan pemasok air atau intake digunakan untuk mengambil air dari bendungan dan mengalirkannya ke dalam pipa tekan yang kemudian disalurkan ke turbin.
5. Pipa Pesat (Penstock)
Pipa pesat adalah pipa tekan yang digunakan untuk mengalirkan air dari tangki atas atau langsung dari bangunan pengambilan air. Pipa ini berfungsi sebagai pengantar air menuju turbin. Pipa tersebut harus kedap air dan mampu menahan tekanan air di dalamnya.
6. Turbin
Merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari peralatan suplai air yang masuk turbin, di antaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor.
7. Generator
Generator adalah perangkat yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor memiliki 18 bagian besi yang dililit dengan kawat dan dipasang secara melingkar untuk membentuk sembilan pasang kutub utara dan selatan. Sementara itu, stator berfungsi sebagai tempat penerimaan medan magnet yang dihasilkan oleh rotor.
8. Transformator
Transformator adalah komponen dalam sistem tenaga listrik yang memindahkan daya listrik AC dari satu rangkaian ke rangkaian lainnya melalui induksi elektromagnetik pada frekuensi yang tetap.
9. Transmisi
Transmisi adalah saluran udara atau kabel yang dapat mewakili rangkaian terdistribusi. Fungsinya adalah mengirimkan energi listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban-beban yang membutuhkannya.
Kelebihan dan Kekurangan PLTA
Setelah mengetahui dan memahami Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), terdapat beberapa keunggulan yang dimiliki oleh pembangkit listrik tenaga air, antara lain:
- Lebih ramah lingkungan, minim emisi, dan tidak menyebabkan pencemaran karena menggunakan energi air
- Output yang dihasilkan lebih besar
- PLTA juga dapat sekaligus dijadikan sebagai tempat wisata yang mendorong perekonomian masyarakat di sekitarnya
Meskipun PLTA memiliki beberapa keunggulan di atas, terdapat juga beberapa kekurangan yang perlu diperhatikan, yaitu:
- Ekosistem sungai dan danau bisa terganggu karena pembuatan bendungan air yang dibutuhkan untuk PLTA
- Untuk menghasilkan kapasitas listrik yang besar, dibutuhkan lahan yang luas pula
- Membutuhkan dana investasi yang besar untuk pembangunannya.
Penutup
Demikianlah ulasan dari bengkeltv.id mengenai pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). PLTA merupakan teknologi yang memanfaatkan tenaga air untuk menghasilkan listrik, sebagai bentuk energi terbarukan yang ramah lingkungan dan berkelanjutan. Teknologi ini juga memanfaatkan sumber daya alam yang melimpah di Indonesia, yakni air. Walaupun membutuhkan investasi awal yang cukup besar, namun PLTA memiliki umur operasional yang panjang dan biaya operasional yang relatif lebih rendah.
PLTA adalah solusi cerdas untuk mencapai kemandirian energi dan mengurangi dampak perubahan iklim. Semakin banyak PLTA, semakin banyak pula energi bersih yang bisa kita manfaatkan untuk berbagai kegiatan. Dengan pengetahuan dan pemahaman kita terhadap PLTA, diharapkan masyarakat bisa lebih mendukung penggunaan teknologi ini.
