PLTA.pdf

Prepared by: anonymous

HYDRO POWER PLANT

Cara kerja pembangkit listrik tenaga air adalah dengan mengambil air dalam

jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk) melalui

intake, kemudian dengan menggunakan pipa pembawa (headrace) air

diarahkan menuju turbin. Namun sebelum menabrak turbin, air dilewatkan

ke pipa pesat (penstock) tujuannya adalah meningkatkan energi dalam air

dengan memanfaatkan gravitasi. Selain itu pipa pesat juga

mempertahankan tekanan air jatuh, oleh karena itu pipa pesat tidak boleh

bocor. Turbin yang tertabrak air akan memutar generator dalam kecepatan

tertentu, sehingga terjadilah proses konversi energi dari gerak ke listrik.

Sementara air yang tadi digunakan untuk memutar turbin dikembalikan ke

alirannya. Besarnya energi yang dapat dikonversi menjadi energi listrik

bergantung pada ketinggian jatuh air (Head) dan begitu pula pemilihan

turbin untuk PLTA.

PRINSIP DASAR

PRINSIP DASAR

Berdasarkan konstruksinya, ada

dua cara pemanfaatan tenaga air

untuk pembangkit listrik:

1. membangun bendungan dan

membuat reservoir untuk

mengalirkan air ke turbin.

2. Memanfaatkan aliran air

sungai tanpa membangun

bendungan dan reservoir

atau yang sering disebut

dengan Run-of-river

Hydropower.

JENIS PLTA

KOMPONEN PLTA

Bendungan atau sungai

Jalanan Air

Turbin Air

Bendungan atau dam adalah

konstruksi yang dibangun

untuk menahan laju air.

Seringkali bendungan juga

digunakan untuk mengalirkan

air ke sebuah pembangkit listrik

tenaga air.

Kebanyakan bendungan juga

memiliki bagian yang disebut

pintu air untuk membuang air

yang tidak diinginkan secara

bertahap atau berkelanjutan.

BENDUNGAN

Bendungan beton Bendungan gravitasi

Bendungan busur

Bendungan rongga

Bendungan urugan Bendungan urugan batu

Bendungan urugan tanah

Bendungan besi

Bendungan kayu

TIPE BENDUNGAN

BENDUNGAN BETON

Bendungan urugan merupakan bendungan yang dibuat dengan

urugan batu, bendungan tanah, dan bendungan campuran dari

kedua jenis tersebut. Bendungan ini tidak membutuhkan pondasi

yang baik.

Bendungan tanah

Bendungan batu

BENDUNGAN URUGAN

Saluran curam banjir Saluran yang dibangun dalam bendungan untuk mengalirkan

air yang berlebih, seperti banjir, dan lain sebagainya

Pipa kuras

Pipa yang dibangun untuk membersihkan bendungan dari

kotoran seperti tanah, pasir, batu, dll

Pintu dan Katup

Pintu air geser tegak

Pintu air limpah silindrik Pintu tainter Pintu air gerigi

KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN

KOMPONEN PENDUKUNG BENDUNGAN

Turbin air dikembangkan pada

abad 19 dan digunakan

secara luas untuk tenaga

industri untuk jaringan listrik.

Sekarang lebih umum dipakai

untuk generator listrik. Turbin

kini dimanfaatkan secara luas

dan merupakan sumber energi

yang dapat diperbaharukan.

TURBIN AIR

KLASIFIKASI TURBIN AIR

Impulse

Pelton

Turgo

Cross flow

Reaction

Francis

Propeller

Kaplan

Tubular

Tyson

Berdasarkan perubahan tekanan:

Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama melalui sudu. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudu sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi. Runner turbin reaksi sepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam rumah turbin.

Contoh : Turbin Francis

TURBIN REAKSI

TURBIN REAKSI

Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pada nozle. Air keluar nozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.

Contoh : Turbin Pelton

TURBIN IMPULS

Pelton

300 m (high), turbin kecepatan tinggi

Lokasi; gunung-gunung tinggi


Francis

50 -300 m (medium), turbin kecepatan sedang

Dilengkapi dengan dam yang besar guna mendapatkan debit air yang besar


Kaplan


Berdasarkan daya, tinggi jatuh, dan debit yang mengalir:

Turbin Mini Mikrohidro, contohnya kincir air. Turbin Mikrohidro, untuk head rendah,

contohnya turbin Kaplan. Untuk head tinggi,

contohnyaTurbin Pelton.

Turbin hydropower, adalah turbin air dengan daya tinggi yang mampu menghasilkan daya

diatas 20 MW tiap unit. Contohnya Turbin

Francis, Kaplan, dan Pelton.


Berdasarkan instalasi turbin:

1. Turbin jenis terusan air (water way), dimana saluran masuk

berada di hulu sungai dan dialirkan ke hilir melalui terusan air

dengan gradien atau kemiringan yang relatif kecil. Beda ketinggian

permukaan yang diperoleh karena kemiringan ini yang

dimanfaatkan.


Berdasarkan instalasi turbin:

2. Turbin jenis bendungan atau dam, dimana air sungai dibendung

dengan dam yang melintang sungai, untuk menaikkan

permukaan air di bagian hulu. Akibat adanya bendungan ini,

terjadi perbedaan ketinggian permukaan air yang dapat

dimanfaatkan.

3. Turbin jenis bendungan dan terusan air, yang merupakan

gabungan dari kedua jenis di atas.

Dimana:

n : putaran turbin (rpm)

N : daya yang keluar (kW)

H : Netto Head turbin (m)

Kecepatan spesifik adalah kecepatan turbin model, yang bekerja pada

tinggi 1 satuan tinggi jatuh dan dengan debit 1 satuan debit dan

menghasilkan daya (output) 1 satuan

KECEPATAN SPESIFIK

Putaran Spesifik Jenis Turbin

4 s/d 35 Pelton dengan 1 nozzle



80 s/d 120 Francis, kecepatan rendah

120 s/d 220 Francis, kecepatan normal

220 s/d 350 Francis, kecepatan tinggi

350 s/d 430 Francis ekspres

300 s/d 1000 Propeler dan Kaplan

Jenis turbin air berdasarkan putaran

spesifik: 45

)(

.

H

NnN s

EFISIENSI TURBIN AIR

Daya yang diperoleh dari aliran air adalah,

dimana :

N et = daya efektif turbin (watt)

= efisiensi turbin

= massa jenis air (kg/m3)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/s2)

H = ketinggian (m).

Q = debit air (m3/ s)

PERHITUNGAN DAYA

THQgNet

Kerugian yang timbul akibat perubahan energi dalam motor

hidrolis, yang termasuk dalam effisiensi total ada 3 macam:

1. Effisiensi volumetris (v), karena tidak semua aliran melalui roda jalan sehingga ada laju naliran efektif, Qef.

2. Effisiensi hidrolis (h), karena adanya tahanan oleh gesekan air dengan dinding saluran, perubahan arah aliran air sehingga

head yang tersedia lebih kecil dari head kecepatan. Jadi head

hidrolis Hh

PERHITUNGAN DAYA

3. Kerugian pada bantalan, turbine shaft, kerugian gesekan

permukaan luar roda jalan dengan air sekeliling sehingga Nef pada kopling lebih kecil dari Nh. Kerugian kerugian tersebut disebut sebagai kerugian mekanis atau efisiensi mekanis, m.

Jadi:

Secara singkat, efisiensi turbin air adalah:

HQgN mhVet

mhV

Biaya operasional rendah

Ramah lingkungan

Multi fungsi (rekreasi, irigasi, proteksi banjir, dll)

Ketahanan

KELEBIHAN PLTA

Dampak lingkungan

Relokasi penduduk

Kegagalan bendungan

Investasi awal yang tinggi

Rentan terhadap musim kemarau

KEKURANGAN PLTA

PLTA.pdf

Documents

Transcript of PLTA.pdf