Kamis, 24 Juli 2014

Laporan Tentang Sistem Pembangkitan

BAB I
 PENDAHULUAN
Energi terbarukan mulai dikembangkan seiring dengan terbatasnya cadangan energi fosil dan juga adanya dampak negatif pada lingkungan yang terjadi akibat penggunaan energi fosil tersebut.Sehingga dunia dituntut untuk menggunakan energi yang dapat berfungsi kontinu, serta ramah lingkungan demi berlangsungnya pembangunan dan kehidupan manusia.
Rasio elektrifikasi Indonesia 60,28% (PLN Statistik, 2008), menunjukkan bahwa belum seluruh daerah di Indonesia mendapatkan fasilitas listrik.60% yang sudah menikmati listrik tersebut di dominasi oleh Pulau Jawa.Nusa Tenggara Timur misalnya, rasio elektrifikasinya 21,34%.Sehingga setiap 100 jiwa penduduk, hanya 22 jiwa yang menikmati fasilitas listrik.Daerah seperti di Lombok mengalami berbagai hambatan ketika dipasang pembangkit tenaga uap (batu bara), atau diesel (solar). Pembangkit dengan bahan bakar batu bara merupakan pembangkit skala besar, dan jika dikonversikan secara ekonomis dan jumlah calon konsumen di propinsi tersebut, maka sangat tidak ekonomis. Sedangkan pembangkit listrik dengan bahan bakar solar sangat bergantung pada harga minyak dunia, dan disisi lain minyak di INDONESIA harganya bertambah tinggi disebabkan faktor  penggunaan minyak bumi yang melampui batasnya Sehingga energi terbarukan sangat berpeluang untuk menjadi alternatif solusi energi listrik di daerah tersebut. Sebagai salah satu contoh adalah  pembangkit listrik tenaga mikro hidro yang ada di desa Rahayu desa Kalijaga timur kecamatan Aikmel, Kabupaten Lombok Timur.
Energi angin mempunyai potensi yang cukup besar untuk dimanfaatkan menjadi energi listrik di Indonesia. Kondisi geografis Indonesia yang 2/3 wilayahnya adalah lautan dan mempunyai garis pantai terpanjang di dunia yaitu ± 80.791 km,
berpotensi untuk pengembangan pembangkit listrik tenaga angin. Penelitian di luar negeri mulai dikembangkan energi angin lepas pantai (offshore wind energy).

Pertimbangan terhadap hal-hal yang berkaitan dengan energi yang akan dihasilkan menjadi cukup penting untuk diperhitungkan secara matang, dikarenakan biaya investasi yang cukup besar. Instalasi dan juga produksi peralatan wind turbin yang memakan biaya yang cukup besar. Oleh karena itu sangat disayangkan jika energi
yang dihasilkan lebih kecil dari kebutuhan yang semula dirancang pada tahap desain konseptual.
Sehingga keluaran yang berkaitan dengan desain konseptual terutama masalah energi atau daya listrik yang dihasilkan semakin benar mendekati kenyataan. Metode ini nantinya akan dibandingkan dengan metode seleksi dan optimasi pada blade yang ada dipasaran.
Sementara itu energi angin merupakan energi ramah lingkungan, dan juga terbarukan. Selain itu energi ini memang cukup mahal jika dibandingkan dengan energi air, dan batu bara



BAB II
ISI
Sistem Pembangkit Listrik
Secara blok diagram sistem tenaga listrik dapat digambarkan seperti bagan berikut ini.

  • SISTEM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK
1. Prinsip Dasar
         Dalam sistem tenaga listrik dimulai dari bagian pembangkitan kemudian disalurkan melalui sistem jaringan transmisi kepada gardu induk dan dari gardu induk ini disalurkan serta dibagi-bagi kepada pelanggan melalui saluran distribusi. Ada pula pelanggan yang mendapat pelayanan langsung dari saluran transmisi biasanya pelanggan ini membutuhkan tegangan yang besar dan daya yang besar pula
Dalam pembangunan pembangkit tenaga listrik, secara umum ada beberapa pertimbangan dan tahapan yang harus diperhatikan, yaitu :
1. Studi analisa mengenai dampak lingkungan (amdal). Di sini dianalisa dan diperhitungkan mengenai berbagai dampak yang mungkin akan timbul pada saat pembangunannya dan pada saat pembangkit tenaga listrik tersebut dioperasikan.
2. Memperhitungkan dan memprekdisikan tersedianya sumber daya penggerak (air, panas bumi dan bahan bakar), sehingga benar-benar feasible untuk penggunaan dalam jangka waktu yang lama dan bisa mendukung kontinyuitas operasional pembangkit tersebut.
3. Tersedianya lahan beserta prasarana dan sarananya, baik untuk pembangkit tenaga listrik itu sendiri maupun untuk penyalurannya, karena hal ini merupakan satu kesatuan untuk melayani beban.
4. Pertimbangan dari segi pemakaian pembangkit tenaga listrik tersebut, apakah untuk melayani dan menanggung beban puncak, beban yang besar, beban yang kecil atau sedang, beban yang bersifat fluktuatif atau hanya untuk stand by saja.
5. Biaya pembangunannya harus ekonomis dan diupayakan memakan waktu sesingkat mungkin. Selain itu juga harus dipertimbangkan dari segi operasionalnya tidak boleh terlalu mahal.
6. Pertimbangan dari segi kemudahan dalam pengoperasian, keandalan yang tinggi, mudah dalam pemeliharaan dan umur operasional (life time) pembangkit tenaga listrik tersebut harus panjang.
7. Harus dipertimbangkan kemungkinan bertambahnya beban, karena hal ini akan berkaitan dengan kemungkinan perluasan pembangkit dan penambahan beban terpasang pada pembangkit.
8. Berbagai pertimbangan sosial, teknis dan lain sebagainya yang mungkin akan menghambat dalam pelaksanaan pembanguna serta pada pembangkit tenaga listrik tersebut beroperasi. Dari berbagai pertimbangan tersebut, ada satu hal yang dijadikan pedoman dan filosofi dalam membangun pembangkit tenaga listrik yaitu pembangunan paling murah dan investasi paling sedikit (least cost generation and least invesment).

Sistem Pembangkit Tenaga Listrik berfungsi untuk membangkitkan energi listrik melalui berbagaimacam pembangkit tenaga listrik.Pada Pembangkit Tenaga Listrik ini sumber-sumber energi alam dirubah oleh penggerak menjadi energi mekanis yang berupakecepatan atau putaran, selanjutnya energymekanis tersebut di ubah menjadi energi listrikoleh generator.
2. Prinsip Kerja
Seperti telah diterangkan sebelumnya bahwa prinsip dasar pembangkitan tenaga listrik terdapat pada pengubahan energi mekanik ke dalam energi listrik.Gambar 2 berikut ini memperlihatan bagan sistem pembangkitan, yang terdiri dari berbagai jenis pembangkitan.

Masing-masing jenis pembangkit tenaga listrik mempunyai prinsip kerja yang berbeda-beda, sesuai dengan penggerak mulanya (prime mover). Satu hal yang sama dari beberapa jenis pembangkit tenaga listrik tersebut yaitu semuanya samasama berfungsi merubah energi mekanik menjadi energi listrik, dengan cara mengubah potensi energi mekanik dari air, uap, gas, panas bumi, nuklir, kombinasi gas dan uap, menggerakkan atau memutar turbin yang porosnya dikopel dengan generator selanjutnya dengan sistem pengaturannya generator tersebut akan menghasilkan daya listrik. Khusus untuk pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD), prinsip kerjanya berbeda dengan pembangkit listrik lainnya.Sebenarnya energi penggerak PLTD ini adalah bahan bakar minyak karena bahan bakar merupakan bagian yang tak terpisahkan dari mesin diesel tersebut, maka disebut juga pembangkit tenaga diesel.Diesel ini merupakan satu unit lengkap yang langsung menggerakkan generator dan menghasilkan energi lsitrik.
  • SISTEM PEMBANGKITAN

Tenaga listrik dibangkitkan dan dibangun dipusat-pusat listrik. Menurut asal dan dari mana tenaga listrik ini dibuat, maka dapatdisebutkan
Energi alam yang berasal dari fossil seperti batu bara, minyak bumi dan gas alam akan menghasilkan pembangkit thermal berupa Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG), Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD), Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTPB). Energi Alam yang berupa bahan galian seperti uranium dan thorium akan menghasilkan pembangkit thermal seperti Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)
Energi alam yang berasal dari air terjun maupun aliran sungai akan menghasilkanpembangkit hidro berupa Pusat Listrik Tenaga Air (PLTA). Energi alam berupa tenaga angin,tenaga pasang naik dan pasang surut air laut masih belum termanfaatkan dengan baik.Energi alam yang berasal dari tenaga matahari masih dikembangkan terus, sehingga belum dipasarkan secara komersial,seperti pemanfaatan Sinar mataharidengan Sistem Photovoltaic dan SOLAR HOME SYSTEM (SHS)
Pembangkit tenaga listrik padaumumnya dapat dikategorikan duamacam pembangkit yaitu :
A. Pembangkit Listrik Thermis :
1). Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP).
2). Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
3). Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).
4). Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG).
5). Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU).
6). Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).
B. Pembangkit Listrik Non Thermis :
1). Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA),sepertiPLT Minihydro, PLT Microhydro, PLT Picohydro
2). Pembangkit Listrik Tenaga Angin.(PLTAngin)
3). Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS)
Selain beberapa jenis yang disebutkan di atas, masih terdapat jenis pembangkit tenaga listrik yang lain, misalnya pembangkit listrik yang digerakkan oleh tenaga surya, energi gelombang laut dan energi angin, saat ini masih dikembangkan secara terbatas di Indonesia.
  • Pada pembangkit listrik tenaga uap(PLTU), bahan bakarnya adalah: minyak, gas alam, atau batubara dipakai membangkitkan panas dan uap pada boiler.Uap yang dihasilkan untuk memutar turbin yang dikopel langsung dengansebuah generator sinkron. Setelah melewati turbin, uap yang bertekanan danbertemperatur tinggi tadi muncul menjadi uap yang bertemperatur danbertekanan rendah. Panas yang disadap oleh kondensor menyebabkan uapberubah menjadi air yang kemudian dipompakan kemvali menuju boiler.
Prosesproduksi Tenaga Uap (PLTU)
Bila PLTG dapat beroperasi normal dengan memakai BBM, PLTU dapat beroperasi dengan memanfaatkan sisa gas panas dari PLTG yang disalurkan melalui Pipa/Saluran Gas Panas (5). Selanjutnya gas panas dibuang ke 21
cerobong/stack (13) guna pemanasan air/uap di HRSG/Boiler (6), sehingga uapnya dapat dipakai untuk memutar Turbin Uap (4a). Setelah Turbin Uap beroperasi, porosnya akan memutar Generator Turbin Uap (4b) untuk menghasilkan tenaga listrik. Sebelum dialirkan ke Trafo Utama Turbin Uap (15), tenaga listrik tersebut harus melalui PMT/Breaker Turbin Uap (14) dulu untuk sinkronisasi dengan tegangan yang ada di Transmisi/Switch Yard (16).
  • Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) menggunakan bahan bakar berupa: minyak atau gas alam dibakar didalam ruang pembakaran.Udara yang memasuki kompresor, setelah mengalami tekanan bersama-samadengan bahan baker disemprotkan ke dalam ruang pembakaran. Gas panashasil pembakaran berfungsi sebagai fluida kerja yang memutar turbin yangmengkopel generator. Generator sinkron yang akan mengubah energi mekanismenjadi energi listrik.Pada PLTG tidak terdapat bagian mesin yang bergerak translasi (bolak-balik),sehingga mesinnya bebas getaran. PLTG dapat berfungsi memikul bebanpuncak.
Proses Produksi Tenaga Listrik PLTG


Pusat Listrik Tenaga Gas membutuhkan udara yang baik, bersih dan dalam jumlah yang tak terhingga. Proses pembangkitan listrik tenaga gas adalah sebagai berikut: Udara bertekanan 1 atmosfer pertama-tama disaring oleh saringan udara (air filter) kemudian melalui Inlet Compressor (1) udara hasil saringan masuk ke dalam Compressor (2) untuk dimampatkan. Udara hasil pemampatan akan bercampur dengan bahan bakar yang dipompa ke ruang bakar/combustion chamber (3). Proses ini disebut proses pengabutan karena membentuk kabut campuran udara dan bahan bakar yang digunakan dalam proses pembakaran di dalam ruang bakar. Hasilnya adalah panas (energi panas) yang digunakan untuk memutar rotor/poros pada Turbin Gas (4). Sisa gas dari proses pembakaran dengan suhu 460 oC dibuang ke udara melalui exhaust (5), sementara itu rotor/poros pada turbin gas (4) melalui suatu sistem kopling akan memutar rotor/poros elektro-magnet pada generator (6) yang menyebabkan medan magnet berotasi di dalam kumparan kawat. Dan sesuai dengan prinsip pembangkitan tenaga listrik, pada kumparan kawat akan timbul energi listrik. Rotor/poros generator (6) akan berputar dengan kecepatan 3000 putaran/menit yang berarti perubahan tegangan akan menjadi 50 kali setiap detik, sehingga akan menghasilkan listrik dengan frekwensi 50 Hz. Untuk pendinginan ruang bakar (3) dan Turbin Gas (4), digunakan aliran udara dari Compressor.
  • Pembangkit  Listrik Tenaga Air (PLTA).Tenaga listrik yangdibangkitkan oleh PLTAtergantung pada tinggijatuh air yang efektifsebesar H meter dandebit air sebesar Qm3/detik, efesiensi dariturbin ητ dan efesiensidari generator ηG yangdirumuskan menjadi :Daya output generator = 9,8 . ητ . ηG Q H kW.PLTA dapat dikategorikan berdasarkan aliran air menjadi 3 macam yaitu:
1) PLTAjenis aliran sungai langsung (run of river), PLTA jenis ini menggunakan aliran sungai langsung secara alamiah. Besar daya listrik yang dibangkitkan tergantung pada deras air sungai yang cukup untuk dapat mengoperasikan turbin dengan generatornya. Bila aliran air sungai dapat cukup lama dipergunakan untuk pembangkit maka PLTA jenis ini dapat dipergunakan untuk memikul beban dasar dari system tenaga listrik.Jenis dengan kolam pengatur untuk mengatur aliran sungai, bangunan kolam pengatur dapat melintang sungai dan membangkitkan tenaga listrik sesuai dengan perubahan beban.     2) PLTAjenis waduk,PLTA jenis ini mempunyai bendungan yang besar yang dibangun melintang sungai, sehingga terjadi danau buatan. Tenaga listrik yang dihasilkan dapat di manfaatkan sepanjang tahun.                                                                                                               3) PLTA Jenis dipompa, PLTA jenis ini memanfaatkan tenaga listrik yang berlebihan pada saat tenaga pemakaian listrik berkurang pada tengah malam untuk memompa air dari bagian yang mempunyai elevasi rendah ke bagian penyimpanan yang mempunyai elevasi yang lebih tinggi, air ini dimanfaatkan untuk pembangkitan tenaga listrik selama jam beban puncak untuk memenuhi permintaan tenaga listrik dari system.
Proses Produksi PLTA

Beberapa kelebihan PLTA disbanding jenis pambangkit lainnya antara lain :
a) Waktu pengoperasiannya dari start awal relative lebih cepat (10 menit) serta mampu block start.
b) Sistem pengoperasiannya mudah mengikuti perubahan beban dan frekuensi pada system penyaluran dengan Seting Speed Drop Free Governor.
c) Biaya operasi relative lebih murah karena menggunakan air
d) Merupakan jenis pembangkit yang ramah lingkungan, tanpa melalui proses pembakaran sehingga tidak menghasilkan limbah bekas pembakaran.
e) PLTA yang mengunakan waduk dapat difungsikan multi guna (misal sebagai tempat wisata , pengairan dan perikanan)

  • Pembangkit  Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).Pada reactor air tekan terdapat dua rangkaian yang seolah-olahterpisah. Pada rangkaian pertama bahan bakar uranium 235yang diperkaya dan tersusun dalam pipa-pipa berkelompokakan menghasilkan panas dalam reactor. Karena air dalambejana penuh, maka tidak terjadi pembentukan uap, melainkanair panas dan bertekanan. Air panas yang bertekanan tersebutkemudian mengalir ke rangkaian kedua melalui suatu generatoruap yang terbuat dari baja. Generator uap menghasilkan uapyang memutar turbin dan proses selanjutnya mengikuti siklustertutup sebagaimana berlangsung pada turbin PLTU.Keuntungan reactor air tekan yang mempunyai dua rangkaianini terletak pada pemisahan rangkaian pertama yang merupakanreactor radioaktif dari proses konversi turbin uap yangberlangsung pada rangkaian kedua. Dengan demikian uap yangmasuk ke dalam turbin dan kondensor merupakan uap bersihyang tidak tercemar radioaktif.
  • SISTEM PENYALURAN TENAGA LISTRIK .
Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban melalui salurantransmisi.Saluran transmisi akan mengalami kekurangan tenaga, maka untuk mengatasi hal tersebut tenaga yang akan dikirim dari pusat pembangkit ke pusat beban harus ditransmisikan dengan tegangan tinggi maupun tegangan ekstra tinggi.Saluran Transmisi Tegangan Tinggi PLN kebanyakan mempunyai tegangan 66 KV, 150 KV dan 500 KV. Khusus untuk tegangan 500 KV dalam praktek saat ini disebut sebagai tegangan ekstra tinggi Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari pusat-pusat pembanngkit tenaga listrik yang jauh dari pusat-pusat beban, dan juga untuk saluran interkoneksi antara system tenaga listrik yang satu dengan system tenaga listrik yang lain, yang pada dasarnya dapat dikategorikan menjadi :
1) Berdasarkan arus terdiri dari saluran transmisi arus bolak-balik dan saluran transmisi arus searah.
2) Berdasarkan tegangan terdiri dari saluran tegangan rendah, saluran tegangan menengah, saluran tegangan tinggi, dan saluran ekstra tinggi, yang masing-masing mengikuti standar tertentu.
3) Berdasarkan penempatan terdiri dari saluran udara dan saluran bawah tanah.
4) Berdasarkan jarak terdiri dari saluran transmisi jarak pendek sekitar sampai dengan 50 mil saluran transmisi jarak menengah antara 50 mil sampai dengan 150 mil dan saluran transmisi jarak jauh lebih dari 150 mil.
5)  Berdasarkan karakteristiknya saluran transmisi mempunyai parameter yang terdiri dari resistans, induktans, kapasitans dan konduktans.
  • Sistem distribusi tenaga listrik berfungsi untuk membagi tenaga listrik kekonsumen baik pabrik, industri, komersial,perumahan dan umum.Transmisitenaga dengan tegangan tinggi maupun ekstra tinggi pada saluran transmisi di rubah pada gardu induk menjadi tegangan menengah atau tegangan distribusi primer, yang selanjutnya diturunkan lagi menjadi tegangan untuk konsumen.Tegangan Distribusi primer yang dipakai PLN adalah : 20 KV, 12 KV dan 6 KV. Kecenderungan saat ini menunjukkan bahwa tegangan distribusi primer PLN yang berkembang adalah 20 KV
Untuk kebutuhantenaga listrik perumahan yang dapat di klasifikasikan menjadi :
1)Berdasarkan arus menjadi arus searah dan bolak-balik
2)Berdasarkan besar tegangan yang dipakai
3)Berdasarkan frekuensi yang dipakai
4)Berdasarkan jenis konstruksi yang dipakai
5)Berdasarkan beban penerangan komersial dan industri
6) Berdasarkan bentuk sambungan,yaitu: 3 fasa 3 kawat, 3 fasa 4 kawat, fasa tunggal
7)Berdasarkan hubungan rangkaian,yaitu: radial, tertutup (loop), dan jaringan jala (network)
8)Berdasarkan sistem pentanahan titik netralnya
9) Berdasarkan peralatan terdiri dari tiang penyangga, penghantar, isolator, dan trafo distribusi
10) Berdasarkan pengamanan gangguan sistem distribusi :
a) Pengamanan terhadap arus lebih dapat mempergunakan pengamanan lebur, penutup balik otomatis dan pemutus tenaga untuk distribusi saluran udara dan pemutus tenaga untuk saluran distribusi bawah tanah.
b) Pengaman terhadap gangguan tegangan lebih, untuk saluran distribusi udara memakai arester atau penangkal petir



DAFTAR PUSTAKA


Tidak ada komentar:

Posting Komentar