SESSION 8

HYDRO POWER PLANT

1. 1. PotensiPotensi PLTAPLTA2. 2. JenisJenis PLTAPLTA3. 3. PrinsipPrinsip KerjaKerja4. 4. KomponenKomponen PLTAPLTA5. 5. PerencanaanPerencanaan PLTAPLTA6. 6. KelebihanKelebihan dandan KekuranganKekurangan PLTAPLTA

• TeoritisJumlah potensi tenaga air di permukaan tanah

• TeknisSumber-sumber air yang dapat dikembangkanditinjau dari segi teknis

• EkonomisSumber-sumber yang dapat dikembangkansecara ekonomi

11. . POTENSI PLTAPOTENSI PLTA

Potensi PLTA

By 2006

KapasitasKapasitas PLTA PLTA saatsaat iniini••Total output 715,000 MWTotal output 715,000 MW••19% 19% daridari semuasemua energienergi yang yang diproduksidiproduksi

Negara Potensi ekonomis tenaga air (GW)

Uni SovietAmerika SerikatKanadaJepangNorwegiaSwediaPerancisItaliaAustriaSwissJerman Barat

1.100648218130105857660433325

• Berdasarkan tinggi terjun yang adaJenis terusan airJenis bendunganJenis bendungan dan terusan air

• Berdasarkan aliran sungaiJenis aliran sungai langsungJenis dengan kolom pengaturJenis kolom kompensasiJenis wadukJenis dipompa

2. JENIS PLTA

Turbin mengkonversi energi potensialgravitasi air menjadi energi mekanik.Generator mengkonversi energi mekanikdari turbin menjadi energi listrik.

3. PRINSIP DASAR

• Bendungan• Jalanan Air• Turbin Air

4. KOMPONEN PLTA

• Bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahanlaju air.

• Seringkali bendungan jugadigunakan untukmengalirkan air ke sebuahpembangkit listrik tenagaair.

• Kebanyakan bendunganjuga memiliki bagian yang disebut pintu air untukmembuang air yang tidakdiinginkan secara bertahapatau berkelanjutan.

Tipe Bendungan

• Bendungan beton– Bendungan gravitasi– Bendungan busur– Bendungan rongga

• Bendungan urugan– Bendungan urugan batu– Bendungan urugan tanah

• Bendungan besi• Bendungan kayu

• Bendungan gravitasiBendungan ini menahan tekanan air semata-matadengan kekuatan gravitasi dari masa bendungantersebut

• Bendungan busurBendungan yang cocok untuk lembah yang berbentuk U atau bentuk bendungan rendah, tidak cocok untukbendungan tinggi

• Bendungan ronggaBendungan ini biasanya ekonomis karena lebih sedikitmenggunakan bahan-bahan, tetapi lebih rendah nilainyadaripada bendungan gravitasi dilihat dari segikemanannya

BendunganBendungan BetonBeton

Bendungan Beton

Bendungan Beton

Bendungan Beton

Bendungan urugan merupakanbendungan yang dibuat dengan uruganbatu, bendungan tanah, dan bendungancampuran dari kedua jenis tersebut. Bendungan ini tidak membutuhkanpondasi yang baik. Bendungan tanah Bendungan batu

BendunganBendungan UruganUrugan

Bendungan Urugan

Bendungan Urugan

Bendungan Besi

Bendungan Kayu

• Saluran curam banjirSaluran yang dibangun dalam bendungan untukmengalirkan air yang berlebih, seperti banjir, dan lain sebagainya

• Pipa kurasPipa yang dibangun untuk membersihkan bendungandari kotoran seperti tanah, pasir, batu, dll

• Pintu dan KatupPintu air geser tegakPintu air limpah silindrikPintu tainterPintu air gerigi

Komponen PendukungBendungan

Komponen PendukungBendungan

• Bangunan ambil air• Kolam pengendap pasir• Saluran atas• Tangki pendatar• Saluran pipa tekan• Saluran bawah

Skema Jalanan Air

Turbin Air

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.

Klasifikasi Turbin Air

• Impulse– Pelton– Turgo– Cross

flow• Reaction

– Francis– Propeller– Kaplan– Tubular– Tyson

Turbin Reaksi

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 Impuls

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 noseltekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfirsekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekananketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energikecepatan.

Contoh : Turbin Pelton

PeltonPelton300 m (high), 300 m (high), turbinturbin kecepatankecepatan tinggitinggilokasilokasi; ; gununggunung--gununggunung tinggitinggi

KlasifikasiKlasifikasi TurbinTurbin AirAir

FrancisFrancis5050--300 m (medium), 300 m (medium), turbinturbin kecepatankecepatan sedangsedangDilengkapiDilengkapi dengandengan dam yang dam yang besarbesar gunaguna mendapatkanmendapatkan debit air yang debit air yang

besarbesar

KlasifikasiKlasifikasi TurbinTurbin AirAir

KaplanKaplan<50 m (low), <50 m (low), turbinturbin kecepatankecepatan rendah(francisrendah(francis))MemerlukanMemerlukan sungaisungai dengandengan debit yang debit yang besarbesar

Cross flow turbineAdjustable blade

KlasifikasiKlasifikasi TurbinTurbin AirAir

Kecepatan Spesifik

Kecepatan spesifik adalah kecepatan turbinmodel, yang bekerja pada tinggi 1 satuantinggi jatuh dan dengan debit 1 satuan debit dan menghasilkan daya (output) 1 satuandaya

4/5HPnns

Dimana :n : putaran turbin (rpm)P : daya yang keluar (kW)H : tinggi jatuh efektif (m)

Efisiensi pada Turbin Air

• Tinggi inersia (head) yang mudah diperoleh, jumlah air yang berlimpah, dan keadaan aliran yang bagus

• Letak geografis dan geologis yang baik untukbendungan, gedung sentral dan konstruksi lainnya

• Material untuk beton, bendungan, dan lain-lain mudahdiperoleh untuk proyek

• Letaknya baik untuk pengangkutan bahan-bahanbangunan dan alat-alat berat

• Masalah-masalah yang timbul karena adanya proyektersebut mudah dipecahkan

• Biaya transmisi rendah

5. PERENCANAAN PLTA

• Curah hujan dinyatakan dengan tingginya air dalamsuatu tabung, biasanya dalam mm

• Aliran sungai atau debit adalah jumlah air yang mengalirmelalui suatu penampang sungai tertentu per satuanwaktu

Tempat Curah hujantahunan (mm)

Tempat Curah hujantahunan (mm)

BandungBangkokBerlinBogorDenver JakartaKairoKarachiMelbourneMoskow

2.3991.2475873.5923611.8992820765234

New York PekingRangoonRomaSan FransiscoSan paoloShanghaiStockholmSurabayaTaipei

1.0685862.8128285219221.1345481.1971.778

Curah Hujan Tahunan di Beberapa Kota di Dunia

Hidrograf adalah lengkung yang menunjukkanaliran air sehari-hari, diukur pada suatu titikpengamatan tertentu selama jangka waktu 365 hari dalam setahun

• Lengkung debit seri• Lengkung debit paralel• Lengkung debit seri-paralel

• Daya maksimum• Daya pasti• Daya puncak• Daya puncak khusus• Daya penyediaan• Daya penyediaan puncak dan daya waduk

Daya yang diperoleh dari aliran air adalah,Daya yang diperoleh dari aliran air adalah,P = P = ηη ρρ g g h h QQ

dimana :dimana :P P = = ddaya (watt) aya (watt) ηη = efisiensi turbin = efisiensi turbin ρρ = = massa jenis air (kg/mmassa jenis air (kg/m33) ) g g = = percepatan gravitasi (9,81 m/spercepatan gravitasi (9,81 m/s22) ) h h = ketinggian (m).= ketinggian (m).QQ = debit air (m= debit air (m33/s) /s)

Kelebihan PLTA• Biaya operasional rendah• Ramah lingkungan• Multi fungsi (rekreasi, irigasi, proteksi banjir, dll)• Ketahanan

6. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTA

Kekurangan PLTA• Dampak lingkungan• Relokasi penduduk• Kegagalan bendungan• Investasi awal yang tinggi• Rentan terhadap musim kemarau

6. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTA