Gambar 3.4 Menunjukkan variasi tentang biaya tetap dan biaya operasi dengan investasi

Gambar 3.4 Gambar 3.5

Gambar 3.5 Menunjukkan variasi tentang berbagai biaya dari pembangkit listrik melawan

kapasitasnya

3.10 PERBANDINGAN ANTARA PRODUKSI INDUSTRI DAN GENERASI DAYA

Produksi industri secara langsung terkait dengan pembangkit listrik. Sejak di India,

masalah utamanya adalah di listrik. Hal ini tidak mungkin untuk memberikan 24 jam listrik

untuk industri. Dan setiap produksi industri didasarkan pada pembangkit listrik, setiap mesin

berjalan dengan tenaga listrik, jadi jika ada masalah listrik di industri apapun, maka industri

itu secara langsung menderita total produksi.

Jadi untuk menjalankan pembangkit selama 24 jam, maka perlu ada unit pembangkit

listrik. Dan unit pembangkit listrik adalah dari jenis (misal. Disel, uap, turbin gas, dll), yang

akan kita pelajari di bab berikutnya.

3.11 KURVA BEBAN

Permintaan beban pada sistem tenaga diatur oleh konsumen dan untuk sistem

penyediaan industri dan konsumen domestik, itu bervariasi dalam batas yang luas. Variasi

beban ini dapat dianggap dalam harian, mingguan, bulanan atau tahunan. Kurva beban khas

untuk sistem listrik yang besar ditunjukkan pada Gambar. 3.6. Kurva ini adalah untuk satu

hari selama satu tahun dan ini menunjukkan beban yang dituntut oleh konsumen pada waktu

tertentu. Kurva beban tersebut disebut sebagai "Kurva Kronologis beban". Jika koordinat

kronologis beban kurva diatur dalam urutan menurun besarnya dengan koordinat tertinggi di

kiri, maka diperoleh tipe baru kurva beban yang dikenal sebagai "Kurva durasi beban".

Gambar. 3.6 menunjukkan kurva tersebut. Jika setiap titik diambil pada kurva ini maka absis

dari titik ini akan menunjukkan jumlah jam per tahun selama beban melebihi nilai yang

dinotasikan dengan ordinat nya. Tipe lain dari kurva yang dikenal sebagai "kurva beban

energi" atau "kurva durasi terintegrasi". Kurva ini diplot antara beban di kW atau MW dan

total energi yang dihasilkan dalam kWh. Jika setiap titik diambil pada kurva ini, absis dari

titik ini menunjukkan total energi dalam kWh yang dihasilkan pada atau di bawah beban yang

diberikan oleh ordinat dari titik ini. Kurva seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3.6. Pada

Gambar. 3.6 (b), bagian bawah kurva yang terdiri dari beban yang harus disediakan untuk

hampir seluruh jumlah jam dalam satu tahun, mewakili "Beban Dasar", sedangkan bagian

atas, yang terdiri dari beban yang diperlukan untuk relatif beberapa jam per tahun, merupakan

"Beban Puncak".

Gambar. 3.6. Kurva Beban Kronologis (a) Kurva Beban Harian (b) Kurva Beban Tahunan.

3.12 IDEAL DAN REALISASI KURVA BEBAN

Dari sudut pandang peralatan yang dibutuhkan pada operasi rutin, beban yang ideal

pada pembangkit listrik akan menjadi salah satu dari besarnya kekonstanan dan durasi stabil.

Namun, bentuk kurva beban yang sebenarnya (lebih sering diwujudkan) menyimpang jauh

dari kondisi ideal, Gambar. 3.7. Biaya untuk memproduksi satu unit tenaga listrik dalam

kasus sebelumnya berasal dari 1/2 ke 3/4 untuk kasus yang terakhir, ketika beban tidak selalu

tetap konstan atau stabil tetapi bervariasi dengan waktu. Hal ini karena biaya peralatan

pertama yang lebih rendah karena kontrol sederhana dan penghapusan berbagai pembantu

dan perangkat pengatur.

Demikian juga, kurva beban yang ideal akan menghasilkan kondisi operasi yang

ditingkatkan dengan berbagai mesin pembangkit (misalnya turbin dan generator dll) yang

beroperasi pada efisiensi terbaik mereka. Alasan di balik bentuk realisasi kurva beban yang

sebenarnya adalah bahwa berbagai pengguna tenaga listrik (industri, domestic, dll)

memaksakan tuntutan sangat bervariasi pada kapasitas pembangkit.

Gambar 3.7 Kurva Durasi Baban Gambar 3.8 Kurva Beban Energi

3.13 PENGARUH BEBAN VARIABEL PADA DESAIN PEMBANGKIT LISTRIK

Karakteristik dan metode penggunaan peralatan pembangkit listrik sangat dipengaruhi

oleh tingkat beban variabel pada pembangkit. Seandainya beban pada pembangkit meningkat.

Hal ini akan mengurangi kecepatan rotasi dari turbo-generator. Governor akan

mengoperasikan katup uap dan memberikan uap yang lebih banyak dan meningkatkan

kecepatan turbin ke nilai normal. Peningkatan jumlah uap ini harus dipasok oleh generator

uap. Tanggapan Governor dari beban ke turbin cukup cepat, tapi setelah tahap ini, respon

yang mengatur akan sangat lambat. Alasannya dijelaskan seperti di bawah ini :

Dalam sistem kontrol pembakaran paling otomatis, variasi tekanan uap adalah sinyal

utama yang digunakan. Generator uap harus beroperasi dengan ketidakseimbangan antara

perpindahan panas dan permintaan uap cukup lama mengalami sedikit penurunan tetapi yang

pasti penurunan dalam tekanan uap. Pengendali pembakaran otomatis harus meningkatkan

bahan bakar, udara dan aliran air dalam jumlah yang tepat. Ini akan mempengaruhi hampir

setiap komponen peralatan bantu yang beropeasi di pembangkit. Dengan demikian, ada jeda

waktu elemen tertentu hadir dalam kontrol pembakaran. Karena ini, komponen kontrol

pembakaran harus desain yang paling efisien sehingga mereka cepat untuk mengatasi

permintaan beban variabel.

Hasil beban variabel permintaan uap berfluktuasi. Karena ini menjadi, sangat sulit

untuk mengamankan pembakaran baik karena pembakaran yang efisien memerlukan

koordinasi dari berbagai macam layanan yang banyak. Pembakaran efisien mudah diperoleh

di bawah kondisi penguapan stabil. Di pembangkit listrik diesel dan hidro, respon total

governing cepat karena kontrol yang diperlukan hanya untuk penggerak utama.

Persyaratan beban variabel juga memodifikasi karakteristik operasi yang dibangun di

peralatan. Karena beban tak-stabil pada pembangkit, peralatan tidak dapat beroperasi pada

titik beban yang dirancang. Oleh karena itu untuk peralatan, kurva efisiensi beban datar di

atasnya lebih diinginkan daripada yang memuncak.

Mengenai unit pembangkit, jika ukuran jumlah mereka telah dipilih sesuai yang

diketahui atau kurva beban diprediksi dengan benar, maka, hal itu mungkin untuk

mengoperasikannya di atau dekat titik efisiensi maksimum. Namun, untuk mengikuti kurva

beban variable yang sangat erat, kapasitas total pembangkit biasanya memiliki sub yang

dibagi menjadi beberapa unit dengan daya ukuran yang berbeda. Kadang-kadang, kapasitas

total pembangkit akan lebih hampir bertepatan dengan kurva beban variabel, jika lebih

banyak ukuran unit yang lebih kecil bekerja daripada beberapa ukuran unit yang lebih besar.

Selain itu, akan mungkin untuk memuat unit yang lebih kecil di suatu tempat operasi yang

paling dekat dan efisien dengan mereka. Namun, harus diingat bahwa jika ukuran unit

menurun, biaya awal per kW kapasitas meningkat.

Sekali lagi, unit duplikat mungkin tidak sesuai dengan kurva beban unit yang

berkapasitas tidak sama. Namun, jika unit identik yang diinstal, ada penghematan dalam

biaya pertama karena duplikasi ukuran, dimensi pipa, pondasi, kabel isolasi dll dan juga

karena suku cadang yang dibutuhkan lebih sedikit.

3.14 PENGARUH BEBAN VARIABEL PADA OPERASI PEMBANGKIT LISTRIK

Selain pengaruh beban variabel pada desain pembangkit listrik, kondisi beban

variabel juga dikenakan pada permasalahan operasi, ketika pembangkit listrik ditugaskan.

Meskipun ketersediaan layanan dari pusat pembangkit listrik modern sangat tinggi, biasanya

lebih dari 95%, pembangkit utilitas publik umumnya tetap pada "kesiapan-untuk-layanan"

basis. Karena ini, mereka harus menjaga kapasitas cadangan tertentu dalam "kesiapan-untuk-

layanan". Kapasitas ini disebut "spinning reverse" dan mewakili peralatan siaga pada kondisi

operasi tekanan normal, kecepatan dll. Biasanya, spinning reverse setidaknya harus sama

dengan unit paling aktif yang membawa beban. Hal ini akan meningkatkan biaya

pembangkitan listrik per unit (kWh).

Dalam pembangkit listrik tenaga uap, beban variabel pada pembangkit listrik akhirnya

akan tercermin pada permintaan uap variabel pada generator uap dan berbagai peralatan

lainnya. Karakteristik pengoperasian peralatan tersebut tidak linier dengan beban, sehingga,

operasi mereka menjadi cukup rumit. Sebagai beban pada sistem pasokan listrik yang

berkembang, sejumlah pembangkit listrik saling berhubungan untuk memenuhi beban. Beban

dibagi di antara berbagai pembangkit listrik untuk mencapai ekonomi maksimal di seluruh

sistem. Ketika sistem terdiri dari satu dasar beban pembangkit dan satu atau lebih beban

puncak pembangkit, beban yang melebihi kapasitas beban dasar pembangkit dikirim ke

sistem puncak yang terbaik, dan semuanya hampir sama efisien, distribusi beban terbaik

memerlukan penelitian menyeluruh dan pengetahuan penuh dari sistem.

CONTOH LATIHAN

Contoh 1. Tentukan efisiensi termal dari pembangkit listrik tenaga uap dan tagihan batubara

per tahun dengan menggunakan data berikut.

Permintaan maksimum = 24.000 kW

Faktor beban = 40%

Efisiensi boiler = 90%

Efisiensi turbin = 92%

Konsumsi batubara = 0,87 kg / Satuan

Harga batubara = Rs. 280 per ton

Solusi.

η = efisiensi termal

= Efisiensi boiler x Efisiensi turbin

= 0,9 × 0,92 = 0,83

Faktor beban = Beban rata-rata / Permintaan Maksimum

Beban rata-rata = 0,4 × 24.000 = 9600 kW

E = Energi yang dihasilkan dalam satu tahun = 9600 × 8760 = 841 × 105 kWh

Biaya batubara per tahun = (E × 0,87 × 280) / 1000

= (841 × 105 × 0,87 × 280) / 1000

= Rs. 205 × 105. (Jawaban)

Contoh 2. Maksimum beban (puncak) pada pembangkit listrik termal kapasitas 60 mW

adalah 50 mW pada faktor beban tahunan 50%. Beban memiliki tuntutan maksimum 25 mW,

20 mW, 8 mW dan, 5 mW yang terhubung ke pembangkit listrik.

Tentukan: (a) beban rata-rata pada pembangkit listrik (b) Energi yang dihasilkan per tahun (c)

Faktor permintaan (d) Faktor Diversity.

Solusi.

(a) Faktor beban = rata-rata load / permintaan maksimum

Rata-rata beban = 0,5 × 50 = 25 mW

(b) E = Energi yang dihasilkan per tahun

= Rata-rata beban × 8760

= 219 × 106 kWh.

(c) Faktor permintaan = Permintaan maksimum / Beban yang terhubung

= 50 / (25 + 20 + 8 + 5) = 0.86

(d) Faktor Diversity =

Dimana M1 = Jumlah tuntutan maksimum individu = 25 + 20 + 25 + 8 = 58 mW 5

M2 = Permintaan maksimum simultan = 50 mW

Faktor Diversity = = 1,16 (Jawaban)