Di Susun Oleh :- Rhamandita Sudrajat (112009022)- Ryan Agung Triaji (112009021)- Abd. Ashal Alam (112009015)- Kamal Salam Syah ( 112009008)- Ario Amri Ihsan ( 112009016)

Apa itu PLTA????PLTA adalah suatu pembangkit listrik konvensional yang memanfaatkan energi yang dimiliki oleh air (debit dan tinggi jatuh) dimana air itu digunakan untuk menggerakkan bilah turbin sehingga dapat berputar.Prinsip kerjanya adalah energi potensial yang di sebabkan oleh tinggi jatuh air kemudian merubah energi kinetik menjadi energi mekanik menggunakan turbine kemudian turbine di kopel dengan generator untuk mengkonversi energi mekanik menjadi energi elektrik menggunakan generator, setelah generator menghasilkan tegangan maka akan di naikkan tegangannya menggunakan Transformator untuk menaikkan tegangan dan kemudian di interkoneksikan ke dalam sistem transmisi.

1. DAM : Tempat penampungan air

12345672. Intake: Sebagai pintu masuk air dari dam3. Katup pengaman: Katup pengatur intake4. Surge tank: Pengaman tekanan air yang tiba-tiba naik saat katup pengatur ditutup5. Penstock: pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air6. Main stop valve: Katup penyetop aliran air ketika ada maintenance/troubleTurbine: Berfungsi mengubah energi potensial air menjadi gerak.89108. Generator: Penghasil energi elektrik9. Main transformer: Penaik tegangan dari generator10.Transmission line : penyalur ke konsumen

Main Equipment PLTA

LINE TRANSMISIONDAMINTAKEPEN STOCKTRANSFORMATORTURBINEGENERATOR

Dam termasuk main equipment yang sangat critical karena berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan untuk menyimpan energi, Semakin tinggi air jatuh, maka semakin besar tenaga yang dihasilkan. Biasanya tinggi jatuh air tergantung tinggi dari suatu bendungan. Semakin tinggi suatu bendungan, akan semakin tinggi air jatuh maka semakin besar tanaga yang dihasilkan. Oleh karena itu tinggi jatuh air berbanding lurus dengan jarak jatuh, seperti yg di tunjukkan pada rumus di bawah :P = .Q.h.g Dimana : P = daya keluaran secara teoritis (watt) = massa jenis fluida (kg/m3) Q = debit air (m3/s) h = ketinggian efektif (m) g = gaya gravitasi (m/s2) oleh karena itu berhasilnya pembangkitan tenaga air tergantung daripada usaha untuk mendapatkan tinggi jatuh air dan debit yang besar secara efektif dan ekonomis.

Berfungsi untuk menyaring kotoran dan mengurangi / menghilangkan turbulensi dan gelombang air yang masuk kedalam sistem, terbuat dari plat besi.Syarat-syarat trash rack antara lain : 1. Trash rack tidak boleh terbuat dari bambu atau kayu. Trash rack harus dibuat dengan menggunakan besi pejal dengan diameterminimal 4 mm atau besi plat dengan ketebalan minimum 3 mm 2. Trash rack dipasang dengan bukaan yang relatif lebar tergantung kepada karakter ukuran sampah dengan bukaan minimal 5 cm dan maksimum 10 cm 3. Trash rack harus mampu menahan tekanan air karena adanya penyumbatan pada kondisi air penuh 4. Kemiringan Trash rack paling tidak adalah 65 - 75 derajat dari dataran sehingga memudahkan untuk pembersihan 5. Trash rack harus bisa dilepas dari struktur sipil untuk akses perbaikan dan pembersihan

merupakan tempat pengambilan air yang akan disalurkan ke pusat tenaga

berfungsi mengatur aliran airkedalam sistem pembawa.

Penstock adalah pipa yang berfungsi untuk mengalirkan air dari tanki atas (head tank) atau langsung dari bangunan pengambilan sampai ke turbin. Penstock ditempatkan di atas atau di bawah permukaan tanah sesuai dengan keadaan geografis dan geologi dimana pipa tersebut ditempatkan.Diameter penstock :Perhitungan awal diameter minimum penstock dapat diestimasi denganpersamaan:D = 0,72 * Q0,5 Dimana : Q = Debit rencana (m3/detik)

Dimana :Tp= Tebal plat (mm)H= Tinggi terjun desain (m)P = Tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) = 0,1*HdynHdyn = 1,2*H (m) = Tegangan ijin plat (kg/cm2) = Efisiensi sambungan las (0,9 untuk pengelasan dengan inspeksi x-ray dan 0,8 untuk pengelasan biasa )= Korosi plat yang diijinkan (1-3 mm)

Tekanan balik akibat tertahannya aliran air oleh penutupan katup akan berinteraksi dengan tekanan air yang menuju inlet valve sehingga terjadi tekanan tinggi yang dapat merusak penstock.Konstanta Allievi

Tumpuan penstock berfungsi untuk mengikat dan menahan penstock.Jarak antar tumpuan (L) ditentukan oleh besarnya defleksi maksimum penstockyang diijinkan.=7800 kg/m3=1000 kg/m3

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 kenetik yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi mekanik.Ada 5 bagian bagian dari turbin diantaranya adalah :1. Katup pemandu (guide vane).2. Bagian yang berputar (runner).3. Kotak roda (wheel case).4. Poros (shaft).5. Bantalan poros (bearings). Menurut cara kerjanya terdapat dua jenis utama turbin, yaitu turbin impuls dan turbin reaksi. Pada turbin impuls, air disemprotkan ke mangkok mangkok turbin. Sedangkan pada turbin reaksi, baling-baling dari turbin berputar bersama-sama dengan air lalu turun kebawah melalui pipa isapmenuju ke saluran pembuang.Daya TurbinBesarnya daya poros/output turbin :P = 9,81*Q*H*tDimana :P = Daya poros/output turbin (MW)Q = Debit air (m3/detik)H = Efektif Head (m)t = Efesiansi turbin

Macam Macam TurbineTurbin Pelton Turbin Pelton adalah turbin untuk tinggi terjun yang tinggi, yaitu diatas 300 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses impuls sehingga turbin Pelton juga disebut sebagai turbin impuls. Bagian-bagian utama turbin Pelton yaitu: 1. Pipa nozzle dan lain lain yang diperlukan untuk mengarahkan aliran jet air. 2. Runner yang menggunakan energi kinetis aliran jet (semburan) air. 3. Kotak Penutup untuk mengamankan runner dan nozzle. 4. Alat pengatur kecepatan (governor) agar kecepatan tetap sama pada beberapa bahan.Kelebihan :- Pengaturan kecepatan lebih baik - Konstruksinya sederhanaTurbin Pelton

Turbin Francis Turbin Francis paling banyak digunakan di Indonesia. Turbin ini digunakan pada PLTA dengan tinggi terjun sedang, yaitu antara 20-400 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui proses reaksi sehingga turbin Francis juga disebut sebagai turbin reaksi. Bagian-bagian utama turbin Francis : 1. Rumah spiral (scroll-case) yang menerima air dari pipa pesat dan mengarahkan aliran air ke turbin. Fungsi rumah spiral adalah membagi rata air yang diterima dari pipa pesat sekeliling turbin.2. runner3. Pipa pelepas air (draftube) yang meneruskan air dari turbin ke saluran pembuangan.Turbin Francis

Turbin Kaplan Disebut turbin Propeller apabila mangkok-mangkok turbinnya tetap, sedangkan turbin Kaplan memiliki mangkok-mangkok turbin yang dapat diatur. Turbin Kaplan/Propeller baik digunakan pada PLTA dengan tinggi terjun yang rendah, yaitu dibawah 20 meter. Teknik mengkonversikan energi potensial air menjadi energi mekanik pada roda air turbin dilakukan melalui pemanfaatan kecepatan air. Bagianbagian utama sama dengan turbin Francis.Turbin Kaplan

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.

Tegangan yang keluar dari generator akan di naikkan tegangannya menggunakan Trafo Step up untuk di transmisikan.

Flow Chart

Berdasarkan data curah hujan,volume air pada dam dalam 1 bulan rata - rata sebesar 43,5jt m3, maka daya maksimum yang dapat di bangkitkan sebesar P = 14,8 MW karena kita memperhatikan faktor penguapan,defiasi perhitungan maka di tetapkan 80% dari daya yang dapat di bangkitkan 12 MW dan H = 90 m.Untuk mengefisienkan suatu pembangkit maka daya yang di bangkitkan di bagi menjadi 2 penstock berarti kapasitas pembangkitan menjadi 2 x 6 MW.

Q = P/(.h.g)Q = 6 MW/ (1000 . 90 . 9,8 ) = 6,8 m3/sDiameter penstock :D = 0,72 * Q0,5 = 0,72 * 6,8 . 0,5 = 2,5 m = 250 cm

P = Tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) = 0,1*HdynHdyn = 1,2*H (m) = Tegangan ijin plat (kg/cm2) =Efisiensi sambungan las (0,9 untuk pengelasan dengan inspeksi x-ray dan 0,8 untuk pengelasan biasa )= 3 mm

Hdyn = 1,2*90 = 108 mP = Tekanan air dalam pipa pesat (kg/cm2) = 0,1*108 = 10,8 Kg/cm2 = 1600 kg/cm2 = 0,9 untuk penglasn dngn inspksi x-raytp = (10,8 Kg/cm2 . 250 cm)/(1600 kg /cm2 . 0,9) + 0.3 cm = 2,18cm

V = (6,8 m3/s) / (1/4 . 3,14 . (2,5 m )2 = 1,39 m/s= 1000 / [50 + (0,05 . 2,5)/ 0,0218]1/2= 134 m/s Pmax = (134 m/s . 1,39 m/s ) (2 . 9.81 m/s2 . 90 m) = 0,105 < 1Jarak tumpuan PenstockWpipa = 1334,8 kg/m Wair = 4906,3 kg/m P = 1334,8 kg/m + 4906.3 kg/m = 6241,05 kg/mL = 9,7 meter di pilih per 9 meterPanjang penstockDengan asumsi kemiringan 45 derajat maka di dapat panjang penstock 127 m

Losses trashrackDimana : f = koefisien gesekan dinding pipa D = Diameter pipa V = Kecepatan aliran dalam pipaKb = koefisien kehilangan tenaga karena belokV = Kecepatan aliran dalam pipa

Berdasarkan data head dan debit airnya maka turbine yang di gunakan adalah turbine francis, perhitungan daya turbine sebagai berikut :P = 9.81 Q H turbin = 9,81 x 6,8 x 90 x 0,9 = 5,4 MW

Kecepatan spesik turbine francis adalah 300 rpm, maka kecepatan putaran turbine yang akan di couple ke generator adalah :

Perhitungan Putaran Turbin