Bab 5. Klasifikasi Plta

41
BAB 5 KLASIFIKASI PLTA Mata kuliah Sistem PLTA

description

sistem plta

Transcript of Bab 5. Klasifikasi Plta

  • BAB 5KLASIFIKASI PLTA Mata kuliah Sistem PLTA

  • Dasar Pertimbangan Klasifikasi PLTA1. Berdasarkan kapasitas pembangkit2. Berdasarkan ketersediaan head3. Berdasarkan ketersediaan debit air4. Berdasarkan beban alamiah pembangkit

  • 5.1. Berdasarkan Kapasitas Pembangkit

    Definisinya bermacam-macam. - Pembangkit Super Besar: kapasitas > 1000 MW - Pembangkit Besar: kapasitas 101 s.d 1000 MW - Pembangkit Sedang: kapasitas 5 s.d 100 MW - Pembangkit Mikro : kapasitas < 5 MW (Basic Power Plant Engineering; C.P.Kothandaraman)Tabel 5.1 menunjukkan klasifikasi daya PLTA Kecil, Mini dan MikroDefinisi yang lain seperti

  • Tabel 5.1 Klasikasi PLTA Kecil Minister of Natural Resources Canada 2001 2004.

  • Skala PLTA , klasifikasi yang lain PLTA Besar (Large)> 100 MW memasok ke jaringan listrik besarPLTA Sedang (Medium)15 - 100 MW biasanya memasok sebuah jaringan PLTA Kecil (Small) 1 - 15 MW biasanya memasok ke dalam sebuah jaringan PLTA Mini > 100 kW dan < 1 MWKadang dengan skema PLTA mandiri atau kadang dijumpai memasok ke dalam jaringan PLTA Mikro5 kW s.d 100 kW Biasanya untuk penghasil daya komunitas kecil atau industri pedesaan yang jauh dari jaringan listrik PLTA PicoBeberapa ratus Watt s.d 5 kWMengkover daerah yang jauh dari jaringan.www.itdg.org/docs/technical_information_service/micro_hydro_power.pdf

  • 5.1.1. Sistem PLTA Mikro Banyak sungai kecil di tepi laut dan sungai selalu tidak pernah kering, dan paling layak untuk produksi PLTA turbin air mikro untuk memutar kincir air (waterwheel)Turbin lebih baru : Roda Pelton (paling umum)Yang lain : Turgo, Aliran silang (Crossflow) dan beberapa turbin aliran aksial

  • Contoh PLTA Mikrohttp://www.electrovent.com/#hydrofrGbr.5.1. PLTA mikro berlokasi di selatan Kanada

  • 5.1.2. PLTA Mini- Gambaran Umum Definisi (International Energy Agency 2004) - PLTA Mini (MHP):100 1000KW atau 0,1 1 MW - PLTA Kecil (SHP): 1 10 MWDaya, P (KW) = 8 x Q (m3/s)x H (m)Infrastruktur Multi guna : - MHP dengan jaringan air minum dan limbah - MHP dengan air sisa PLTA yang lebih besar - MHP dengan fungsi pengendalian banjir - MHP dengan irigasi

  • Mengapa PLTA Mini ?Sumber daya bersihSumber daya dapat diperbaharuiSumber daya aman Sumber daya efisien (dewasa efisiensi 82 s.d 90 %)Sumber daya yang tersedia

  • 5.1.3. Potensi PLTA Kecil (Small Hydropower)Total perkiraan potensi 180000 MW.Total potensi dikembangkan di akhir 1990-an sekitar 47000 MW dengan kontribusi China sebanyak 1/3 potensi total. 570 TWh per tahun dari sekurang-kurangnya kapasitas 2 MW.Potensi teknis PLTA mikro, mini and kecil di India sekitar 6800 MW.

  • PLTA Kecil di negara lainChina mempunyai 43000 PLTA kecil tersebar di seluruh negara, menghasilkan 23 juta KWh per tahun. Terdapat 100 juta kilowatt sumber daya PLTA kecil dapat dieksplorasin di wilayah pegunungan, hanya 29% telah memanfaatkan. Filipina mempunyai potensi sumber PLTA mini dgn daya total 1132.476 megawatt dimana hanya 7.2% telah digunakan.Terdapat sekitar 3000 MW kapasitas PLTA kecil beroperasi di AS. 40 MW sedang direncanakan.

  • Apa yang Bisa disediakan sistem PLTA Kecil ? Kelistrikan untuk Jaringan terpusat (Central-grids)Jaringan terpisah (Isolated-grids)menyediakan daya daerah terpencil tetapi juga Handal (Reliability)Biaya operasional sangat rendahMengurangi kebutuhan akan energi yang harganya membumbung tinggiPhoto Credit: Robin Hughes/ PNS Minister of Natural Resources Canada 2001 2004.

  • Uraian Sistem PLTA Kecil Minister of Natural Resources Canada 2001 2004.

  • PLTA Kecil di negara lainChina mempunyai 43000 PLTA kecil tersebar di seluruh negara, menghasilkan 23 juta KWh per tahun. Terdapat 100 juta kilowatt sumber daya PLTA kecil dapat dieksplorasin di wilayah pegunungan, hanya 29% telah memanfaatkan. Filipina mempunyai potensi sumber PLTA mini dgn daya total 1132.476 megawatt dimana hanya 7.2% telah digunakan.Terdapat sekitar 3000 MW kapasitas PLTA kecil beroperasi di AS. 40 MW sedang direncanakan.

  • NamaNegaraTahun PenyelesaianKapasitas Total Maksimal produksi lisrik tahunanItaipBrazil/Paraguay1984/1991/200314,000 MW93.4 TW-hoursGuriVenezuela198610,200 MW46 TW-hoursThree Gorges DamChina2004*9,800 MW(2006)22,400 MW (bila selesai total)84,7 TW-hoursGrand CouleeAmerika Serikat1942/19806,809 MW22.6 TW-hoursSayano ShushenskayaRussia19836,721 MW23.6 TW-hoursKrasnoyarskayaRussia19726,000 MW20.4 TW-hoursRobert-BourassaKanada19815,616 MWChurchill FallsCanada19715,429 MW35 TW-hoursBratskayaRussia19674,500 MW22.6 TW-hoursUst IlimskayaRussia19804,320 MW21.7 TW-hoursYaciretArgentina/Paraguay19984,050 MW19.1 TW-hoursErtan DamChina19993,300 MW(550MW6)17.0 TW-hoursGezhouba DamChina19883,115 MW17.01 TW-hours

  • Komplek La Grande Complex di Quebec, Kanada adalah sistem PLTA terbesar di dunia. Delapan stasiun pembangkit di komplek lokasi mempuyai kapasitas 16.021 MW. Stasiun pembangkit Robert Bourassa saja berkapasitas 5.616 MW. Stasiun ke sembilan (Eastmain-1) sedang dalam pembangunan dan akan menambah daya total 480 MW. Konstruksi proyek tambahan pada sungai Rupert River dimulai 11 January 2007. Akan menambah dua stasiun dengan kapasitas total 888 MW.

  • 5.2. Berdasarkan Ketersediaan HeadPLTA head rendah - head < 15 m - biasanya dengan dam yang memotong langsung sungai dan rumah daya di belakang dam - tidak memerlukan tangki surja bila head rendah dan rumah daya sangat dekat dam - biasanya memakai turbin reaksi, dengan draft tube terletak di turbin dengan sedikit diatas tinggi permukaan buang.

  • - head 15 s.d. 70 m - bendung ambil air (forebay) sebelum pipa pesat bertindak sebagai reservoir air dan tangki surja - sejumlah PLTA mempunyai terowongan air guna mengalirkan air dari reservoir utama ke forebay lalu ke rumah daya - biasanya memakai turbin reaksi, dengan draft tube terletak di turbin dengan sedikit diatas tinggi permukaan buang.

    PLTA head sedang:

  • PLTA Head Tinggi: - head > 70 m - Air dar reservoir utama pertama dilewatkan terowongan air ke tangki surja ) lalu dialirkan melewati pipa pesat ke penggerak-mula - Tangki surja (surge tank)- sebuah bangunan buatan - berfungsi mengurangi efek pukulan air (water hammer) pada pipa pesat - biasanya memakai turbin impuls- turbin Pelton- bila head tinggi atau sangat tinggi

  • Tipe Instalasi PLTABoyle, Renewable Energy, 2nd edition, Oxford University Press, 2003

  • 5.3. Berdasarkan Ketersediaan DebitKatagori jenis PLTA ini didominasi kontruksi istimewa karena topografi yang tersedia untuk masing-masing PLTA sangat khas. Katagorinya : 1. PLTA Aliran Sungai ( Run-off River Plants) 2. PLTA tipe penampung (Storage type Plants) 3. PLTA Pemompaan (Pumped Storage Plants)

  • 5.3.1. PLTA Aliran Sungai ( Run-off River Plants)

    PLTA aliran permukaan sungai tidak mengubah kecuraman sungai (air tidak mengalihkan material menjauh dari sungai)Berpondasi kecil, berbasis aliran yang berubah-ubah dalam 24 jamUmumnya headnya rendah, kecuali terdapat air terjun sehingga head menjadi sedang.Sesuai untuk durasi aliran yang dibutuhkan ada di > 70 % periode maksimum dalam 1 tahun.

  • Micro Run-of-River Hydropowerhttp://www1.eere.energy.gov/windandhydro/hydro_plant_types.html

  • Minister of Natural Resources Canada 2001 2004.Photo Credit: SNC-LavalinPLTA Aliran PermukaanRun-of-River Small Hydro Project, Canada

  • Diversion (Run-of-River) Hydropower

  • Fasilitas DiversiTidak memerlukan bendungan Perlu fasilitas penyaluran air sungai melalui kanal atau pipa pesat (penstock)

  • 5.3.2. PLTA tipe penampung (Storage type Plants)

    PLTA dengan waduk tampungan air hujanKebanyakan PL TA di dunia tipe iniUntuk aliran permukaan yang kecilTipe head sedangdioperasikan sebagai beban dasar maupun beban puncakKadang aliran sungai dibelokkan (diversi) dari aliran utama untuk mendapat head lebih besar. Air buangan dikembalikan ke sungai.

  • PLTA Tipe Penampung atau Jenis Bendungan (dam) GravitasiMekanikListrik

  • 5.3.3. PLTA Pemompaan (Pumped Storage Plants)

    PLTA Pemompaan pertama diapakai di Italia dan Swiss di th. 1890-an. Tahun 1933 sudah memakai pompa-turbin mampu balik dengan motor-generator Sekarang dipakai mesin dengan kecepatan dapat diatur untuk meningkatkan efisiensi PLTA ini mempunyai skala luas kisaran waktu pembuanga dari beberapa jam hingga beberapa beberapa hari.Efisiensi = 70 85%

  • PLTA Pemompaan (Pumped Storage)Operasi : Dua kolam air Kolam atas dengan tanggulnya- impoundmentKolam bawah danau alam, sungai atau reservoir penampung Keuntungan : Produksi daya puncakDapat dibangun dimana pun dengan selama tersedia suplai air

    The Raccoon Mountain project

  • Tipe PLTA khusus karena kombinasi antara PLTA dengan pembangkit tenaga termal dengan tujuan untuk meningkatkan efisiensi gabungan.Memanfaatkan kelebihan daya dari pembangkit tenaga termal dalam bentuk tenaga potensial air , yaitu kerja pemompaan air dari reservoir bawah ke reservoir atas.

  • Menjumpai Beban PuncakPLTA (Hydroelectric plants):Mudah memulai dan cepat dan mengubah daya keluar dengan cepatMelengkapi pembangkit termal besar- large thermal plants (batu bara dan nuklir), yang akan lebih efisien dengan pelayanan beban dasar (base power loads) .Menghemat jutaan barel minyak

  • Sistem Pemompaan PenampunganBoyle, Renewable Energy, 2nd edition, Oxford University Press, 2003

  • PLTA Pemompaan - Pumped Storage Selama penampungan air di pompa dari reservoir bawah ke reservoir atas Air dilepas kembali ke reservoir bawah sambil membangkitkan tenaga listrik.

  • Spektrum Daya PLTA Pemompaan

  • Contoh. Cabin Creek Pumped Hydro (Colorado)Selesai 1967Kapasitas 324 MWDua unit @ 162 MWTujuan Penyimpanan EnergiAir dipompa ke atas bukit pada malam hariPemakaian rendah Kelebihan daya pembangkit beban dasar Air mengalir turun dari bukit selama periode harian /puncak (day/peak periods)Menopang kebutuhan daya yang berfluktusiSeperti tambahan daya untuk AC (air conditioning) di musim panasEfisiensi 70 85 %

  • 5.4. PLTA Berdasarkan Beban Alamiah (Nature of Load)

    Beban pembangkit listrik berfluktuasi tergantung permintaan (demand) konsumen.Kebutuhan daya konsumen fungsi waktu dinyatakan sebagai kurva beban (load curve).Pembangkit beban dasar (base load plant). Pembangkit yang ada di dasar kurva beban dan selalu beroperasi dengan kapasitas maksimum dengan mendapat efisiensi maksimum Pembangkit beban puncak (peak load plant) Pembangkit yang dirancang untuk mengatasi beban puncak (peak demand)

  • Kurva Permintaan

  • 5.4. PLTA Berdasarkan Beban Alamiah (Nature of Load)

    Beban pembangkit listrik berfluktuasi tergantung permintaan (demand) konsumen.Kebutuhan daya konsumen fungsi waktu dinyatakan sebagai kurva beban (load curve).Pembangkit beban dasar (base load plant). Pembangkit yang ada di dasar kurva beban dan selalu beroperasi dengan kapasitas maksimum dengan mendapat efisiensi maksimum Pembangkit beban puncak (peak load plant) Pembangkit yang dirancang untuk mengatasi beban puncak (peak demand)

  • Kurva Durasi Beban100% : 8760hrs Plot durasi masing-masing permintaan berbasis tahunan.

    Y-Axis

    X-Axis

  • Karun-3 damDam Karun-3 ada di sungai Karun- sungai dgn debit terbesar di Iran terletak di provinsi Khuzestan, Iran. Dibangun guna memenuhi kebutuhan energi Iran selain pengendalian banjir.. Generator daya Karun III terhubung dengan interkoneksi daya nasional sebagai pembangkit beban puncak. Pembangkit ini beroperasi dengan daya 2000 MW, dan pembangkitan energi listrik rata-rata 4137GWh/th. , maka kekurangan tenaga listrik di negara ini akan diselesaikan.

    Efficiency losses from water evaporation at upper reservoir and usual mechanical efficiency losses

    http://www.xcelenergy.com/XLWEB/CDA/0,3080,1-1-1_1875_4797_4010-3663-2_209_376-0,00.html

    http://en.wikipedia.org/wiki/Pumped-storage_hydroelectricity