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