Pembangkit listrik tenaga air
adalah salah satu sumber energi listrik yang memanfaatkan air sebagai sumber
listrik. Pembangkit ini merupakan salah satu sumber energi listrik utama yang
ada di Indonesia. Keberadaannya diharapkan mampu memenuhi pasokan listrik bagi
masyarakat Indonesia, selain yang berasal dari bahan bakar batu bara.
Pembangkit listrik tenaga air di Indonesia banyak dikembangkan. Hal ini karena
persediaan air di Indonesia cukup melimpah.
Keberadaan beberapa waduk besar
di Indonesia, selain digunakan untuk penampungan air juga dimanfaatkan untuk
menjadi energi penghasil listrik. Pilihan mengembangkan pembangkit listrik
tenaga air ini salah satunya disebabkan potensi air yang ada di Indonesia.
Jumlah air yang melimpah, dikembangkan untuk menciptakan energi yang diubah
menjadi sebuah arus listrik. Hal ini ditujukan untuk menciptakan biaya produksi
yang murah pada listrik di Indonesia.
Pembangkit listrik tenaga air
termasuk salah satu sumber pembangkit listrik tertua yang pernah ditemukan.
Selain pembangkit ini, masih ada pula beberapa jenis pembangkit listrik yang
ada di dunia. Seperti pembangkit listrik tenaga surya, Pembangkit Listrik
Tenaga Diesel, Dan Juga Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.
Pembangkit Tinggi Tenaga Air (PLTA)
bekerja dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi
energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi
energi listrik (dengan bantuan generator).Kapasitas PLTA diseluruh dunia ada sekitar 675.000 MW,setara dengan 3,6
milyar barrel minyak atau samadengan 24 % kebutuhan listrik dunia yang
digunakan oleh lebih 1 milyar orang. PLTA termasuk jenis pembangkitan hidro.
Karena pembangkitan ini menggunakan air untuk kerjanya. Saat ini pengetahuan tentang PLTA perlu untuk
diketahui oleh para mahasiswa sebagai modal awal untuk kedepannya.
PLTA mulai dikembangkan di
Indonesia secara bertahap pada tahun 1900. Masa itu merupakan era dimana
penggunaan bahan bakar minyak merupakan sumber energi utama di dunia.
Pengembangan PLTA tidak terlalu diprioritaskan oleh karena itu progresnya
berjalan lambat. Sedangkan sekarang, pengembangan PLTA mulai di tinjau ulang
karena penggunaan bahan bakar minyak mengahasilkan banyak polusi lingkungan dan
persediaan bahan bakar minyak mulai menipis.
Beberapa
alasan tambahan bahwa PLTA lebih menguntungkan dibandingkan tipe generator lain
adalah :
1. Persediaan
air cenderung tidak habis dan dapat diperbaharui.
2. Ramah
Lingkungan.
3. Tidak
memerlukan bahan bakar.
4. Periode
mulainya terjadi secara terus menerus.
5. Pengoperasiannya
sederhana dan biaya perawatannya murah.
6. Hampir
tidak ada resiko meledak.
Energi Hidroelectrik adalah
energi air. Air bergerak menyimpan energi alami yang sangat besar, apakah air
bagian dari sungai yang mengalir atau ombak di lautan. Bayangkan kekuatan
merusak dari sungai yang merusak tempat penyimpanannya dan menyebabkan banjir
atau ombak tinggi yang merusak garis pantai pendek dan kamu dapat
memvisualisasikan jumah kekuatan yang terlibat.
Energi ini dapat dimanfaatkan dan
dikonversikan menjadi listrik, dan pembangkit listrik tenaga air tidak
menghasilkan emisi gas rumah kaca. Ini juga merupakan sumber energi terbarukan
karena air secara terus menerus mengisi ulang melalui siklus hidrologi bumi.
Semua sistem hidroelectrik membutuhkan sumber air mengalir tetap, seperti
sungai atau anak sungai, tidak seperti tenaga matahari dan angin, tenaga ini
dapat menghasilkan tenaga terus menerus selama 24 jam setiap harinya.
Sudah
dijelaskan di atas bahwa Pembangkit Listrik Tenaga Air menggunakan tenaga yang
dimiliki oleh air untuk dapat beroperasi. Jadi, konsep kerja dari sistem
Pembangkit Listrik Tenaga Air ini kurang lebih adalah seperti itu. Bagaimana
caranya mengubah energi besar yang dimiliki oleh air agar berfungsi untuk
“memancing” hadirnya energi listrik atau arus listrik.
Baling-baling
pada turbin, seperti yang telah dijelaskan di atas adalah elemen yang nantinya
akan berputar dan menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan oleh pergerakan
baling-baling turbin berupa energi panas. Energi panas itulah yang kemudian
diproses sehingga menjadi energi listrik yang manfaatnya dapat kita rasakan
sehari-hari.
Itu
artinya, pergerakan baling-baling turbin dipengaruhi oleh jumlah air yang ada
di waduk atau bendungan. Semakin banyak jumlah air yang terdapat di waduk atau
bendungan tersebut, maka energi panas yang dihasilkannya pun otomatis akan
semakin besar. Sebaliknya, semakin kecil debit air, maka kekuatan baling-baling
berputar pun akan semakin kecil.
Komponen – komponen dasar PLTA berupa dam,
turbin, generator dan transmisi.
Bendungan, berfungsi untuk menampung air dalam
jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Dengan
menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain itu
dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. contoh waduk Jatiluhur yang
berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.
Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan
energi.
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
1. Bendungan Gravitasi
2. Bendungan Busur
3. Rongga
B. Bendungan Urugan
1. Bendungan Urugan Batu
2. Tanah
C. Bendungan Kerangka Baja
D. Bendungan Kayu
Turbin berfungsi
untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul susu –
sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan
ke generator. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis,
Kaplan, Pelton, dll.
Gaya jatuh air yang
mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan
seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar
baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin merubah
energi kinetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik.
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 sudu-sudu 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.
Generator, dihubungkan
dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin
berputar maka generator juga ikut berputar. Generator selanjutnya merubah
energi mekanik dari turbin menjadi energi elektrik. Generator di PLTA bekerja
seperti halnya generator pembangkit listrik lainnya.
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. Agar generator bisa
menghasilkan listrik, ada tiga hal yang harus diperhatikan, yaitu:
A. Putaran
Putaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan jumlah pasang kutub
pada rotor, sesuai dengan persamaan:
Dimana:
n : putaran
f : frekuensi
P : jumlah pasang kutub
Jumlah kutub pada rotor di PLTA Saguling sebanyak 9 pasang, dengan
frekuensi system sebesar 50 Hertz, maka didapat nilai putaran rotor sebesar 333
rpm.
B. Kumparan
Banyak dan besarnya jumlah kumparan pada stator mempengaruhi
besarnya daya listrik yang bisa dihasilkan oleh pembangkit
C. 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.
Sehingga didapat persamaan:
Dimana:
E : Gaya
elektromagnet
B : Kuat medan
magnet
V : Kecepatan
putar
L : Panjang
penghantar
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 bearingnya, 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.
D. Transmisi
Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah –
rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi
dengan travo step down.
2.4 Prinsip PLTA dan
Konversi Energi
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.
Besarnya energi
potensial yaitu:
Dimana:
Ep
: Energi Potensial
m
: massa (kg)
g
: gravitasi (9.8 kg/m2)
h
: head (m)
B. Energi Kinetis
Energi kinetis yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya aliran
air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu, yang dirumuskan
Dimana:
Ek
: Energi kinetis
m
: massa (kg)
v
: kecepatan (m/s)
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
dirumuskan:
Dimana:
Em
: Energi mekanis
T
: torsi
Ɵ
: sudut putar
t
: waktu (s)
D. Energi Listrik
Ketika turbin berputar maka rotor juga berputar sehingga menghasilkan
energi listrik sesuai persamaan:
Dimana:
El
: Energi Listrik
V
: tegangan (Volt)
I
: Arus (Ampere)
t
: waktu (s)
2.5 Perkembangan dan Potensi
PLTA
PLTA telah berkontribusi
banyak bagi pembangunan kesejahteraan manusia sejak beberapa puluh abad yang
lalu. Yunani tercatat sebagai negara pertama yang memanfaatkan tenaga air untuk
memenuhi kebutuhan energi listriknya. Pada akhir tahun 1999, tenaga air yang
sudah berhasil dimanfaatkan di dunia adalah sebesar 2650 TWh, atau sebesar 19 %
energi listrik yang terpasang di dunia.
Indonesia mempunyai
potensi pembangkit listrik tenaga air (PLTA) sebesar 70.000 mega watt (MW).
Potensi ini baru dimanfaatkan sekitar 6 persen atau 3.529 MW atau 14,2 % dari
jumlah energi pembangkitan PT PLN.
2.5.1
Tenaga Ombak
Dewan Energi Dunia
memprediksikan bahwa tenaga ombak dapat menghasilkan dua terawatts energi
setiap tahunnya. Ini dua kali lipat dari produksi listrik dunia saat ini dan
setara dengan energi yang dihasilkan oleh 2000 pembangkit listrik bertenaga
minyak, gas, batu bara dan nuklir. Total energi terbarukan di dalam laut,
jika dapat dimanfaatkan, akan dapat memenuhi kebutuhan energi dunia lebih dari
5000 kali. Tapi hingga kini pemanfaatan tenaga ombak masih bersifat teori.
Bahkan teknologinya masih belum dikembangkan, dan masih sangat awal untuk
memprediksikan secepat apa ini akan berkontribusi pada gambaran energi global.
2.5.2
Tenaga Sungai
Pada tahun 2003, 16 persen listrik dunia
diproduksi oleh pembangkit listri tenaga air. Tenaga air memanfaatkan energi
air yang bergerak dari tingkat tinggi ke tingkat rendah (contoh, air
mengalir kebawah) makin besar jatuhnya air, makin cepat aliran air maka makin
besar listrik dapat dihasilkan, Sayangnya, bendungan yang dapat
beroperasi untuk tenaga air dapat menenggelamkan ekosistem. Air membutukan
komunitas hilir, petani dan ekosistem seharusnya juga dihitung sebagai bagian
komunitas.
Energi air dari bendungan tidak bisa
diandalkan selama musim kering yang panjang dan musim kemarau ketika
sungai kering atau volumenya berkurangBagaimanapun juga, sistem hidro skala
kecil dapat menghasilkan listrik cukup besar tanpa membutuhkan bendungan yang
besar. klasifikasi sebagai “kecil,” ‘Mini,” “mikro,” tergantung pada berapa
banyak listrik yang diproduksinya, sistem hidro kecil menangkap energi sungai
tanpa mengambil banyak air dari aliran alaminya. Tenaga air berskala kecil
merupakan sumber energi yang ramah lingkungan dengan perkembangan yang
potensial, tapi ini tidak akan mencapai potensialnya kecuali kita memberikannya
kesempatan. Lihat halaman Ambil Tindakan untuk bagaiman kau dapat menjadi
bagian dari solusi perubahan iklim.
Ada beberapa keunggulan dari pembangkit listrik
tenaga air (PLTA) yang dapat dirangkum secara garis besar sebagai berikut :
A. Respon pembangkit
listrik yang cepat dalam menyesuaikan kebutuhan beban. Sehingga pembangkit listrik
ini sangat cocok digunakan sebagai pembangkit listrik tipe peak untuk kondisi
beban puncak maupun saat terjadi gangguan di jaringan.
B. Kapasitas daya keluaran
PLTA relatif besar dibandingkan dengan pembangkit energi terbarukan lainnya dan
teknologinya bisa dikuasai dengan baik oleh Indonesia.
C. PLTA umumnya memiliki
umur yang panjang, yaitu 50-100 tahun.
D. Bendungan yang digunakan
biasanya dapat sekaligus digunakan untuk kegiatan lain, seperti irigasi atau
sebagai cadangan air dan pariwisata.
E. Bebas emisi karbon yang
tentu saja merupakan kontribusi berharga bagi lingkungan.
Selain keunggulan yang telah disebutkan diatas,
ada juga efek negatif pembangunan PLTA/kerugiannya yaitu sebagai berikut:
1.
Pada lingkungan, yaitu mengganggu keseimbangan ekosistem sungai/danau
akibat dibangunnya bendungan.
2.
Biaya investasi paling mahal.
3.
Pembangunan bendungan memakan waktu yang lama.
4.
Memerlukan lahan yang luas.
5.
Di samping itu terkadang, kerusakan pada
bendungan dapat menyebabkan resiko kecelakaan dan kerugian yang sangat besar
2.7.1 Pengenalan
Pembangkit Listrik Tenaga Air
(PLTA) Cirata merupakan PLTA terbesar di Asia Tenggara. PLTA ini memiliki
konstruksi power house di bawah tanah dengan kapasitas 8x126 Megawatt (MW)
sehingga total kapasitas terpasang 1.008 Megawatt (MW) dengan produksi energi
listrik rata-rata 1.428 Giga Watthour (GWH)
pertahun yang dislaurkan
melalui jaringan transmisi tegangan ekstra tinggi 500 kV ke sistem interkoneksi
Jawa-Madura-Bali (Jamali). Energi didapat dari bendungan Cirata dengan volume
2.163 m3. Unit
Pembangkitan Cirata merupakan PLTA terbesar di Asia
Tenggara.
PLTA Cirata dibangun dengan komposisi bangunan
power house empat lantai di bawah tanah yang berjarak sekitar 2 km
dari mesin-mesin pembangkit yang terletak di power house.
PLTA Cirata dioperasikan oleh anak
perusahaan PT Perusahaan Listrik Negara (PLN persero) yaitu PT Pembangkitan Jawa Bali (PJB) yang disalurkan melalui
saluran transmisi tenaga listrik 500 kilo volt (KV) ke sistem Jawa Bali yang
diatur oleh dispatcher PLN Pusat Pengatur Beban (P3B). Kontribusi utama Cirata
terhadap sistem Jawa Bali yaitu memikul beban puncak dan beroperasi pada pukul
17.00-22.00, dengan moda operasi LFC (Load Frequency Control), di mana memiliki fasilitas
line charging bila sistem Jawa Bali mengalami Black Out dan Start up operasi/
sinkron ke jaringan 500 KV yang relatif cepat yaitu kurang lebih lima menit.
PLTA Cirata terletak di daerah
aliran sungai (DAS) Citarum di Desa Tegal Waru, Kecamatan Plered, Kabupaten
Purwakarta, Jawa Barat. Latar belakang pendirian PLTA ini, dengan letak sungai
Citarum yang subur, bergunung-gunung dan dianugerahi curah hujan yang tinggi.
Pembangunan proyek PLTA Cirata merupakan salah satu cara pemanfaatan potensi
tenaga air di Sungai Citarum yang letaknya di wilayah kabupaten Bandung, kurang
lebih 60 km sebelah barat laut kota Bandung atau 100 km dari Jakarta melalui
jalan Purwakarta.
Gambar 4 Bendungan PLTA Cirata (1)
)
Daerah
|
Desa Tegal Waru,
Kecamatan Plered, Kabupaten Purwakarta, Jawa Barat
|
Tipe
PLTA
|
Dengan waduk
|
Mulai
beroperasi
|
1988
|
Jumlah
pembangkit
|
8
|
Kapasitas
|
126 MW
tiap pembangkit, total kapasitas 1008 MW
|
Daya
listrik rata-rata pertahun
|
1428
GWH
|
Jaringan
transmisi
|
500 KV
|
Turbin PLTA Cirata
Kapasitas turbin
|
129.000 KW
|
Putaran Turbin
|
187,5 RPM
|
Tinggi air jatuh
efektif untuk memutar turbin
|
112,5 meter
|
Debit air maksimum
|
135 m3/detik
|
2.7.2
Bagian-Bagian
PLTA CIRATA
Gambar 5 Bendungan PLTA Cirata (2)
A.
Bagian-Bagian PLTA
(dalam diagram)
No. Petunjuk
|
Nama Alat
|
Keterangan
|
1
|
Waduk
|
Tempat
menampung air sungai
|
2
|
Main
Gate
|
Pintu
air utama
|
3
|
Bendungan
|
Penahan
laju sungai
|
4
|
Penstock
|
Pipa
yang menyalurkan air dari waduk menuju sungai
|
5
|
Katup
Utama
|
Katup
buka-tutup
|
6
|
Turbin
|
Baling-baling
yang digerakkan oleh air
|
7
|
Generator
|
Pengubah
energi mekanik menjadi energi listrik
|
8
|
Draftube
|
Penampung
air sebelum dibuang
|
9
|
Trailrace
|
Pembuangan
air
|
10
|
Transformator
|
Pengubah
listrik
|
11
|
Switch
yard
|
Pengatur
listrik
|
12
|
Kabel
Transmisi
|
Distributor
listrik
|
13
|
Spillways
|
Tempat
keluarnya lebihan air waduk
|
B. SPESIFIKASI TURBIN PLTA
CIRATA
Guna
menghasilkan energi listrik sebesar 1.428 GWH, dioperasikan delapan buah
turbin dengan kapasitas masing-masing 129MW dengan putaran 187,5 RPM. Adapun
tinggi air jatuh efektif untuk memutar turbin 112,5 meter dengan debit air
maksimum 135 m3 perdetik. Turbin yang digunakan di waduk Cirata adalah Turbin
Francis dengan spesifikasi:
SPESIFIKASI
|
KETERANGAN
|
Tipe
|
Francis, vertical shaft
|
Produksi
|
VOEST-ALPINE
|
Rate Net Head
|
106,8 m
|
Rated Output
|
129,6 MW
|
Kecepatan
|
187,5 rpm
|
Debit Pada Kondisi Diatas
|
132,5 m3/s
|
Runaway Speed
|
400 rpm
|
Spiral Case Inlet Diameter
|
4300 mm
|
Draft Tube Outlet Diameter
|
6400 rpm
|
Diameter Runner
|
Dth = 3400 m
|
Jumlah Runner Blade
|
z = 16
|
Jumlah Guide Vane
|
z = 24
|
Bukaan Maksimum Guide Vane
|
260 mm
|
Ketinggian Guide Vane
|
980 mm
|
Jumlah Servomotor
|
2
|
Tekanan Normal Operasi Guide Vane
|
55 kg/cm2
|
Tekanan Oli
Minimum Guide Vane
|
38,5 kg/cm2
|
Langkah Servomotor
|
440 mm
|
Diameter Piston Servomotor
|
400
|
A.
PRINSIP
KERJA
Air
yang berada pada ketinggian tertentu senantiasa mengalirkan air dengan masa
tertentu setiap menit. Seperti masa air yang berada pada suatu ketinggian
memiliki energi potensial gravitasi. Ketika masa air turun ke bawah energy
potensialnya berkurang karna sebagian energi potensialnya dirubah menjadi enrgi
kinetik.
Sesuai
dengan hukum kekekalan energi mekanik, semakin ke bawah energi kinetik 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:
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 (m)
Dengan demikian kita juga
dapat menentukan debit airnya:
Keterangan:
A= luas penampang
Q = debit air (m3/s)
Besarnya
daya listrik sebelum masuk ke turbin secara matematis dapat dituliskan sebagai
berikut:
Pout turbin = ρ . h . Q . g . ηturbin
|
Sedangkan
besar daya output turbin adalah sebagai berikut :
Sehingga
secara matematis daya real yang dihasilkan dari pembangkit adalah sebagai
berikut :
Preal = ρ . h . Q. g . ηturbin . ηgenerator . ηtm
|
Keterangan :
