Share ebook
Di Indonesia sangat jarang web yang berbagi tentang ebook apalagi ebook berbahasa Indonesia. Karena, factor ekonomi dan factor kecepatan internet di Indonesia yang mahal namun lambat dan harga scanner yang juga mahal sehingga banyak orang dengan kreatifitas tinggi (untuk membajak buku) kehilangan semangat. Apalagi di dukung dengan berbagai keperluan lain yang dirasa lebih penting dari sekedar share ebook.
Saya sebagai seseaorang mahasiswa yang beruntung memperoleh koneksi internet merasa terpanggil untuk membuat blog ini agar bias berbagi ilmu seperti judul blog. Disini saya hanya akan berbagi mengenai buku-buku tentang teknik listrik atau teknik elektro dan sebagian tentang matematika. Daripada buang waktu membaca artikel yang ini lebih baik langsung saja cari ebook yang anda butuhkan dan selamat membaca :D
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR
(PLTA)
Disusun sebagai salah satu tugas Mata Kuliah Energi dan Konversi
Disusun oleh:
NAMA : DIAN ANGGUN TRISNADI
NIM : 0801375
JURUSAN : S-1 TEKNIK TENAGA ELEKTRIK
JURUSAN PEDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
2008
BAB I
LATAR BELAKANG MASALAH
Keadaan Kelistrikan indonesi sekarang ini sangat memperhatinkan apalagi sekarang ini sumber migas yang terdapat di Bumi kita sangat terbatas, dan pada suatu saat akan habis, oleh karena itu berbagai penelitian dilakukan para peneliti untuk menemukan sumber energi diluar migas, sebagai sumber energi alternatif yang dapat dimanfaatkan sesuai kebutuhannya. Indonesia sebagai negara yang terletak digaris khatulistiwa, yang mempunyai daratan yang ditumbuhi hutan belantara yang luas beserta gunung / pegunungan yang di dalamnya banyak sungai-sungai mengalirkan air dari hulu ke hilir sampai ke lautan lepas yang terhampar luas disertai gemuruhnya ombak , dengan penyinaran sinar surya sepanjang tahun, dengan hembusan angin yang terdapat di seluruh wilayah Indonesia. Keberadaan wilayah Indonesia yang begitu beragamnya sumber energi alternatif yang dapat dimanfaatkan, merupakan tantangan bagi kita untuk melakukan penelitian/ kajian agar memperoleh sumber energi alternatif yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi yang terus meningkat. Salah satu sumber energi alternatif yang dapat dikembangkan adalah PLTA.
PLTA dapat beroperasi sesuai dengan perancangan sebelumnya, bila mempunyai Daerah Aliran Sungai (DAS) yang potensial sebagai sumber air untuk memenuhi kebutuhan dalam pengoperasian PLTA tersebut. Pada operasi PLTA tersebut, perhitungan keadaan air yang masuk pada waduk / dam tempat penampungan air, beserta besar air yang tersedia dalam waduk / dam dan perhitungan besar air yang akan dialirkan melalui pintu saluran air untuk menggerakkan turbin sebagai penggerak sumber listrik tersebut, merupakan suatu keharusan untuk dimiliki, dengan demikian kontrol terhadap air yang masuk maupun yang didistribusikan ke pintu saluran air untuk menggerakkan turbin harus dilakukan dengan baik, sehingga dalam operasi PLTA tersebut, dapat dijadikan sebagai dasar tindakan pengaturan efisiensi penggunaan air maupun pengamanan seluruh sistem, sehingga PLTA tersebut, dapat beroperasi sepanjang tahun, walaupun pada musim kemarau panjang.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit listrik yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan dari ini biasa disebut sebagai hidroelektrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh air.
Dalam pembangkitan listrik tenaga air energi yang banyak digunakan adalah energi potansial. Sebagai mana menurut ilmu fisika, setiap benda yang berada di atas permukaan bumi memiliki energi potensial, sehingga kita dapat menyatakan bahwa rumus dasar PLTA adalah sebagai berikut:
Dengan E = Energi Potensial
m = Massa
g = Percapatan Grapitasi
h = Tinggi relatif terhadap permukiaan bumi
Atau bisa juga ditulis:
Dimana dE merupakan energi yang dibangkitkanoleh elemen masa dm yang melalui jarak h.
Jika Q didefinisikan sebagai debit air menurut rumus:
Dengan Q = debit air
Dm = elemen massa air
Dt = elemen waktu
Dari rumus-rumus di atas maka dapat ditulis:
P = 
= 
. h
= Q . g . h
Atau P = g . Q . h
Bila dihubungkan dengan efisiensi maka:
Dengan P = daya
η = efisiensi
g = Percapatan Grapitasi
Q = Debit air
h = Tinggi relatif terhadap permukiaan bumi
Untuk keperluan estimasi pertama secara kasar, dipergunakan rumus sederhana barikut:
Dengan P = Daya
f = Faktor efisiensi (antara 0,7 dan 0,8)
Q = Debit air
h = Tinggi relatif terhadap permukiaan bumi
Hukum kedua Newton menggambarkan transfer energi untuk turbin impuls.
Turbin impuls paling sering digunakan pada aplikasi turbin tekanan sangat tinggi.
Tenaga yang didapat dari aliran air adalah,
Dimana
P = Daya (J/s or watts)
η = Efisiensi turbin
ρ = Massa jenis air (kg/m3)
g = Percepatan gravitasi (9.81 m/s2)
h = Head (m). Untuk air tenang, ada perbedaan berat antara permukaan masuk dan keluar. Perpindahan air memerlukan komponen tambahan untuk ditambahkan untuk mendapatkan aliran energi kinetik. Total head dikalikan tekanan head ditambah kecepatan head.
i = Aliran rata-rata (m3/s)
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Keadaan Kelistrikan Indonesia
Total pembangkit kelistrikan yang dimiliki Indonesia saat ini adalah sebesar 25.218 MW, yang terdiri atas 21.769 MW milik PLN dan 3.450 MW milik swasta. Kondisi tersebut sampai dengan saat ini masih menyisakan banyak persoalan.
Pertama, rendahnya pertumbuhan penyediaan tenaga listrik yang rata-rata hanya 6%-9% per tahun, sehingga sangat kurang untuk dapat memenuhi permintaan akan energi listrik nasional. Sejak tahun 2001 terdapat 24 wilayah yang tersebar hampir di semua propinsi di Indonesia yang masih mengalami kekurangan pasokan listrik. Berdasarkan data dari Departemen Dalam Negeri, dari jumlah 66.215 desa di Indonesia baru 79% yang telah mendapat pasokan listrik dari PLN.
Kedua, tingkat ketergantungan terhadap Bahan Bakar Minyak (BBM) sebagai bahan pembangkit tenaga listrik. Sebelum tahun 1980 porsi pemakaian BBM berkisar 77%, pada 1993 54%, dan pada 1997 21%. Tetapi, masih relatif tingginya pada 2005 melonjak kembali menjadi 37,4%. Dan pada 2006 porsi penggunaan BBM saja meleset dari target 22% menjadi 32%. Hal ini menunjukkan ketidakkonsistenan PLN dalam menerapkan kebijakan diversifikasi bahan bakar. Secara umum penggunaan BBM sebagai bahan bakar pembangkit listrik tentu akan memberatkan biaya produksi listrik nasional karena BBM merupakan bahan bakar yang mahal. Kondisi ini tentu pada akhirnya akan berpengaruh terhadap kemampuan PLN untuk menyuplai listrik.
Ketiga, masih tingginya subsidi listrik, pada 2006 pengeluaran pemerintah untuk subsidi dan terus meningkatnya mencapai Rp. 32,2 triliun (terutama diakibatkan kenaikan BBM yang signifikan pada bulan Oktober 2005), jauh meningkat dibandingkan tahun-tahun sebelumnya yang sebesar Rp. 8,85 triliun pada 2005, Rp 3,3 triliun pada 2004 dan Rp 3,36 triliun pada 2003.
Keempat, masih relatif tingginya tingkat susut jaringan (losses) PLN pada 2006 susut jaringan di PLN mencapai 11,4%, meleset dari target yang ditetapkan (10,2%).
3.2. PLTA
Banyak jenis pembangkit listrik di dunia ini dari mulai yang paling sederhana sampai yang paling mutakhir. Sumber energinya pun macam-macam ada yang menggunakan energi angin, surya, air, nuklir, gas, bahan bakar minyak, dsb. Nama dari pembangkit listrik itupun bermacam-macam, ada yang namanya PLTU, PLTG, PLTS, PLTN, PLTA, dll. PLTU menggunakan energi yang berasal dari angin. PLTG menggunakan energi yang berasal dari gas, PLTS menggunakan energi yang berasal dari energi matahari. PLTN menggunakan energi yang berasal dari reaksi nuklir.
PLTA adalah singkatan dari Pembangkit Listrik Tenaga Air. PLTA sangat banyak digunakan di dunia karena ekonomis. Biasanya PLTA dibuat di daerah pegunungan yang mempunyai banyak sumber air seperti di Jatiluhur Kab. Purwakarta. Di di Kab Purwakarta ini diberi nama Waduk Jatiluhur. Waduk jatiluhur mempunyai banyak kegunaan selain sebagai pembangkit listrik yaitu sebagai sarana pengairan pertanian, penanggulangan banjir, objek wisata, dll.
Gambar .1. Waduk Jatiluhur
Pembangkit tinggi tenaga air (PLTA) bekerja dengan cara merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator). Kapasitas PLTA diseluruh dunia ada sekitar 675.000 MW ,setara dengan 3,6 milyar barrel minyak atau sama dengan 24 % kebutuhan listrik dunia yang digunakan oleh lebih 1 milyar orang.
Gambar 2. Komponen-komponen PLTA
Komponen – kompnen dasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan transmisi. Dam berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. contoh waduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.
Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul sudu – sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini dikopel ke generator sehningga generator ikut berputar dan menghasilkan listrik. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dll.
Gambar 3. Bagian-bagian turbin dan generator
Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox. Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus AC. Dari generator ini arus AC di alirkan ke trafo transmisi. Trafo transmisi digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Karena terbukti transmisi lebih ekonomis jika menggunakan listrik tegangan tinggi. Trafo Transmisi ini yang digunakan adalah trafo step up. Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke gardu distribusi. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan trafo step down di gardu distribusi. Arus yang keluar dari trafo distribusi adalah sebesar tegangan yang biasa digunakan di rumah-rumah yaitu sekitar 220 Volt. ini dilakukan karena tegangan pada Transmisi sangat besar jadi semua alat ruamh tangga pasti langsung rusak bila diberi tegangan langsung dari Transmisi
Pembangkit listrik tenaga air konvensional bekerja dengan cara mengalirkan air dari dam ke turbin setelah itu air dibuang. Saat ini ada teknologi baru yang dikenal dengan pumped-storage plant. Pumped-storage plant memiliki dua penampungan yaitu:
· Waduk Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA konvensional. Air dialirkan langsung ke turbin untuk menghasilkan listrik.
· Waduk cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin ditampung di lower reservoir sebelum dibuang disungai.
Dengan cara ini pada saat beban puncak air dalam lower reservoir akan di pompa ke upper reservoir sehingga cadangan air pada Waduk utama tetap stabil
Contoh waduk yang ada di Indonesia adalah Waduk Jatiluhur. Waduk Jatiluhur terletak di Kecamatan Jatiluhur, Kabupaten Purwakarta (±9 km dari pusat Kota Purwakarta). Bendungan itu dinamakan oleh pemerintah Waduk Ir. H. Juanda, dengan panorama danau yang luasnya 8.300 ha. Bendungan ini mulai dibangun sejak tahun 1957 oleh kontraktor asal Perancis, dapat menampung tidak kurang 3 milyar m3 air Sungai Citarum dan merupakan waduk serbaguna pertama di Indonesia.
Di dalam Waduk Jatiluhur, terpasang 6 unit turbin dengan daya terpasang 187 MW dan produksi tenaga listrik rata-rata 1.000 juta kwh setiap tahun. Selain dari itu, memiliki fungsi penyediaan air irigasi untuk 242.000 ha sawah (dua kali tanam setahun), air baku air minum, budi daya perikanan dan pengendali banjir.
Selain berfungsi sebagai PLTA dengan sistem limpasan terbesar di dunia, kawasan Jatiluhur memiliki banyak fasilitas rekreasi yang memadai, seperi hotel dan bungalow, bar dan restaurant, lapangan tenis, bilyard, perkemahan, kolam renang, ruang pertemuan, sarana rekreasi dan olahraga air, playground dan fasilitas lainnya. Sarana olahraga dan rekreasi air misalnya mendayung, selancar angin, kapal pesiar, ski air, boating dan lainnya.
Di perairan Danau Jatiluhur ini juga terdapat budidaya ikan keramba jaring apung, yang menjadi daya tarik tersendiri. Di waktu siang atau dalam keheningan malam kita dapat memancing penuh ketenangan sambil menikmati ikan bakar.
Contoh Kedua Adalah PLTA Besai yang ada di Bandar Lampung. PLTA Besai adalah salah satu unit pembangkit di Sektor Pembangkitan Bandar Lampung dengan daya terpasang 2 x 45 MW
3.3. Bagian PLTA
Bagian-bagian PLTA yang biasanya ada pada sebagian besar PLTA diantaranya adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Bagian-Bagian PLTA
Ket:
1. Sungai/ bendungan/ tempat penampungan air
2. Intake yaitu pintu masuk air dari sunga
3. Katup pengaman berfungsi sebagai katup pengatur intake
4. Headrace tunnel
5. Penstock
6. Surge tank berfungsi sebagai pengaman tekanan air yang tiba-tiba naik saat katup ditutup
7. Main Stop Valpe berfungsi sebagai katup pengatur turbin
8. Turbin berfungsi mengubah energi potensial air menjadi energi gerak
9. Generator berfungsi sebagai penghasil energi listrik dan energi gerak yanh dihasilkan turbin
10. Main transformer berfunsi sebagai conventer listrik yang dihasilkan oleh turbin menjadi listrik yang akan di transmisikan.
11. Transmission line berfungsi sebagai penyalur energi listrik ke konsumen
Dibawah ini akan diuraikan beberapa bagian-bagian vital
3.3.1. Sungai/ bendungan/ tempat penampungan air
Air yang menjadi sumber energi dari PLTA menjadi syarat wajib yang sangat dibutuhkan dan harus ada dengan jumlah yang memadai agar PLTA bisa membangkitkan listrik sebesar-besarnya.
3.3.2. 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.
Kincir air sudah sejak lama digunakan untuk tenaga industri. Pada mulanya yang dipertimbangkan adalah ukuran kincirnya, yang membatasi debit dan head yang dapat dimanfaatkan.
Perkembangan kincir air menjadi turbin modern membutuhkan jangka waktu yang cukup lama. Perkembangan yang dilakukan dalam waktu revolusi industri menggunakan metode dan prinsip ilmiah. Mereka juga mengembangkan teknologi material dan metode produksi baru pada saat itu.
Kata "turbine" ditemukan oleh seorang insinyur Perancis yang bernama Claude Bourdin pada awal abad 19, yang diambil dari terjemahan bahasa Latin dari kata "whirling" (putaran) atau "vortex" (pusaran air). Perbedaan dasar antara turbin air awal dengan kincir air adalah komponen putaran air yang memberikan energi pada poros yang berputar. Komponen tambahan ini memungkinkan turbin dapat memberikan daya yang lebih besar dengan komponen yang lebih kecil. Turbin dapat memanfaatkan air dengan putaran lebih cepat dan dapat memanfaatkan head yang lebih tinggi. (Untuk selanjutnya dikembangkan turbin impulse yang tidak membutuhkan putaran air).
Gambar 5. Turbin Francis
Sebuah sudu turbin Francis yang menghasilkan daya hampir 1 juta hp. Sedang dipasang pada bendungan Grand Coulee.
Ján Andrej Segner mengembangkan turbin air reaksi pada pertengahan tahun 1700. turbin ini mempunyai sumbu horizontal dan merupakan awal mula dari turbin air modern. Turbin ini merupakan mesin yang simpel yang masih diproduksi saat ini untuk pembangkit tenaga listrik skala kecil. Segner bekerja dengan Euler dalam membuat teori matematis awal untuk desain turbin.
Pada tahun 1820, Jean-Victor Poncelet mengembangkan turbin aliran kedalam.
Pada tahun 1826, Benoit Fourneyon mengembangkan turbin aliran keluar. Turbin ini sangan efisien (~80%) yang mengalirkan air melalui saluran dengan sudu lengkung satu dimensi. Saluran keluaran juga mempunyai lengkungan pengarah.
Pada tahun 1844, Uriah A. Boyden mengembangkan turbin aliran keluar yang meningkatkan performa dari turbin Fourneyon. Bentuk sudunya mirip dengan turbin Francis.
Pada tahun 1849, James B. Francis meningkatkan efisiensi turbin reaksi aliran kedalam hingga lebih dari 90%. Dia memberikan test yang memuaskan dan mengembangkan metode engineering untuk desain turbin air. Turbin Francis dinamakan sesuai dengan namanya, yang merupakan turbin air modern pertama. Turbin ini masih digunakan secara luas di dunia saat ini.
Turbin air aliran kedalam mempunyai susunan mekanis yang lebih baik dan semua turbin reaksi modern menggunakan desain ini. Putaran massa air berputar hingga putaran yang semakin cepat, air berusaha menambah kecepatan untuk membangkitkan energi. Energi tadi dibangkitkan pada sudu dengan memanfaatkan berat jatuh air dan pusarannya. Tekanan air berkurang sampai nol sampai air keluar melalui sirip turbin dan memberikan energi.
Sekitar tahun 1890, bantalan fluida modern ditemukan, sekarang umumnya digunakan untuk mendukung pusaran turbin air yang berat. Hingga tahun 2002, bantalan fluida terlihat mempunyai arti selama lebih dari 1300 tahun
Sekitar tahun 1913, Victor Kaplan membuat turbin Kaplan, sebuah tipe mesin baling-baling. Ini merupakan evolusi dari turbin Francis tetapi dikembangkan dengan kemampuan sumber air yang mempunyai head kecil.
Pada umumnya semua turbin air hingga akhir abad 19 (termasuk kincir air) merupakan mesin reaksi; tekanan air yang berperan pada mesin dan menghasilkan kerja. Sebuah turbin reaksi membutuhkan air yang penuh dalam proses transfer energi.
Pada tahun 1866, tukang pembuat gilingan di California, Samuel Knight menemukan sebuah mesin yang mengerjakan tuntas sebuah konsep yang berbeda jauh. Terinspirasi dari system jet tekanan tinggi yang digunakan dalam lapangan pengeboran emas hidrolik, Knight mengembangkan ceruk kincir yang dapat menangkap energi dari semburan jet, yang ditimbulkan dari energi kinetik air pada sumber yang cukup tinggi (ratusan kaki) yang dialirkan melalui sebuah pipa saluran. Turbin ini disebut turbin impulse atau turbin tangensial. Aliran air mendorong ceruk disekeliling kincir turbin pada kecepatan maksimum dan jatuh keluar sudu dengan tanpa kecepatan.
Pada tahun 1879, Lester Pelton, melakukan percobaan dengan kincir Knight, dikembangkanlah desain ceruk ganda yang membuang air kesamping, menghilangkan beberapa energi yang hilang pada kincir Knight yang membuang sebagian air kembali melawan kincir. Sekitar tahun 1895, William Doble mengembangkan ceruk setengah silinder milik Pelton menjadi ceruk berbentuk bulat memanjang, termasuk sebuah potongan didalamnya yang memungkinkan semburan untuk membersihkan masukan ceruk. Turbin ini merupakan bentuk modern dari turbin Pelton yang saat ini dapat memberikan efisiensi hingga 92%. Pelton telah memprakarsai desain yang efektif, kemudian Doble mengambil alih perusahaan Pelton dan tidak mengganti namanya menjadi Doble karena nama Pelton sudah dikenal.
Turgo dan turbin aliran silang merupakan desain turbin impulse selanjutnya
Bagian – bagian Turbin:
PLTA Batutegi dengan kapasitas terpasang 2 x 14,3 MW dengan spesifikasi turbin berikut:
* Type : Francis
* Putaran : 375 rpm
* Daya Keluar : 14.8 MW
* Head Efektif : 90 M
* Kapasitas Aliran Air : 18,5 m3
Bagian – bagian utama turbin ditunjukkan seperti pada gambar Di atas
3.3.3. Generator
Listrik seperti kita ketahui adalah bentuk energi sekunder yang paling praktis penggunaannya oleh manusia, di mana listrik dihasilkan dari proses konversi energi sumber energi primer seperti batu bara, minyak bumi, gas, panas bumi, potensial air dan energi angin. Sistem pembangkitan listrik yang sudah umum digunakan adalah mesin generator tegangan AC, di mana penggerak utamanya bisa berjenis mesin turbin, mesin diesel atau mesin baling-baling.
Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanikal, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Proses ini dikenal sebagai pembangkit listrik. Walau generator dan motor punya banyak kesamaan, tapi motor adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Generator mendorong muatan listrik untuk bergerak melalui sebuah sirkuit listrik eksternal, tapi generator tidak menciptakan listrik yang sudah ada di dalam kabel lilitannya. Hal ini bisa dianalogikan dengan sebuah pompa air, yang menciptakan aliran air tapi tidak menciptakan air di dalamnya. Sumber enegi mekanik bisa berupa resiprokat maupun turbin mesin uap, air yang jatuh melakui sebuah turbin maupun kincir air, mesin pembakaran dalam, turbin angin, engkol tangan, energi surya atau matahari, udara yang dimampatkan, atau apapun sumber energi mekanik yang lain.
Dalam pengoperasian pembangkit listrik dengan generator, karena faktor keandalan dan fluktuasi jumlah beban, maka disediakan dua atau lebih generator yang dioperasikan dengan tugas terus-menerus, cadangan dan bergiliran untuk generator-generator tersebut. Penyediaan generator tunggal untuk pengoperasian terus menerus adalah suatu hal yang riskan, kecuali bila bergilir dengan sumber PLN atau peralatan UPS.
Untuk memenuhi peningkatan beban listrik maka generator-generator tersebut dioperasikan secara paralel antar generator atau paralel generator dengan sumber pasokan lain yang lebih besar misalnya dari PLN.Sehingga diperlukan pula alat pembagi beban listrik untuk mencegah adanya sumber tenaga listrik terutama generator yang bekerja paralel mengalami beban lebih mendahului yang lainnya.
3.3.3.1. Operasi Generator Secara Paralel
Pasokan listrik ke beban dimulai dengan menghidupkan satu generator, kemudian secara sedikit demi sedikit beban dimasukkan sampai dengan kemampuan generator tersebut, selanjutnya menghidupkan lagi generator berikutnya dan memparalelkan dengan generator pertama untuk memikul beban yang lebih besar lagi. Saat generator kedua diparalelkan dengan generator pertama yang sudah memikul beban diharapkan terjadinya pembagian beban yang semula ditanggung generator pertama, sehingga terjadi kerjasama yang meringankan sebelum beban-beban selanjutnya dimasukkan. Seberapa besar pembagian beban yang ditanggung oleh masing-masing generator yang bekerja paralel akan tergantung jumlah masukan bahan bakar dan udara untuk pembakaran mesin diesel, bila mesin penggerak utamanya diesel atau bila mesin-mesin penggeraknya lain maka tergantung dari jumlah (debit) air ke turbin air, jumlah (entalpi) uap/gas ke turbin uap/gas atau debit aliran udara ke mesin baling-baling.Jumlah masukan bahan bakar/ udara, uap air/ gas atau aliran udara ini diatur oleh peralatan atau katup yang digerakkan governor yang menerima sinyal dari perubahan frekuensi listrik yang stabil pada 50Hz,yang ekivalen dengan perubahan putaran (rpm) mesin penggerak utama generator listrik. Bila beban listrik naik maka frekuensi akan turun, sehingga governor harus memperbesar masukan ( bahan bakar/udara, air, uap/gas atau aliran udara) ke mesin penggerak utama untuk menaikkan frekuensinya sampai dengan frekuensi listrik kembali ke normalnya. Sebaliknya bila beban turun, governor mesin-mesin pembangkit harus mengurangi masukan bahan bakar/udara, air, uap air/gas atau aliran udara ke mesin-mesin penggerak sehingga putarannya turun sampai putaran normalnya atau frekuensinya kembali normal pada 50 Hz. Bila tidak ada governor maka mesin-mesin penggerak utama generator akan mengalami overspeed bila beban turun mendadak atau akan mengalami overload bila beban listrik naik.
3.3.3.2. Prinsip Alat Pembagi Beban Generator
Governor beroperasi pada mesin penggerak sehingga generator menghasilkan keluaran arus yang dapat diatur dari 0 % sampai dengan 100% kemampuannya. Jadi masukan ke mesin penggerak sebanding dengan keluaran arus generatornya atau dengan kata lain pengaturan governor 0 % sampai dengan 100 % sebanding dengan arus generator 0% sampai dengan 100 % pada tegangan dan frekuensi yang konstan.Governor bekerja secara hidrolik/mekanis, sedangkan sinyal masukan dari keluaran arus generator berupa elektris, sehingga masukan ini perlu diubah ke mekanis dengan menggunakan elektric actuator untuk menggerakkan motor listrik yang menghasilkan gerakan mekanis yang diperlukan oleh governor. Pada beberapa generator yang beroperasi paralel, setelah sebelumnya disamakan tegangan, frekuensi, beda phasa dan urutan phasanya, perubahan beban listrik tidak akan dirasakan oleh masing-masing generator pada besaran tegangan dan frekuensinya selama beban masih dibawah kapasitas total paralelnya, sehingga tegangan dan frekuensi ini tidak digunakan sebagai sumber sinyal bagi governor.
Untuk itu digunakan arus keluaran dari masing-masing generator sebagai sumber sinyal pembagian beban sistem paralel generator-generator tersebut.Saat diparalelkan pembagian beban generator belum seimbang/sebanding dengan kemampuan masing-masing generator. Alat pembagi beban generator dipasangkan pada masing-masing rangkaian keluaran generator, dan masing-masing alat pembagi beban tersebut dihubungkan secara paralel satu dengan berikutnya dengan kabel untuk menjumlahkan sinyal arus keluaran masing-masing generator dan menjumlahkan sinyal kemampuan arus masing-masing generator.
Arus keluaran generator yang dideteksi oleh alat pembagi beban akan merupakan petunjuk posisi governor berapa % , atau arus yang lewat berapa % dari kemampuan generator. Hasil bagi dari penjumlahan arus yang dideteksi alat-alat pembagi beban dengan jumlah arus kemampuan generator -generator yang beroperasi paralel dikalikan 100 (%) merupakan nilai posisi governor yang harus dicapai oleh setiap mesin penggerak utama sehingga menghasilkan keluaran arus yang proprosional dan sesuai dengan kemampuan masing-masing generator.
Bila ukuran generator sama maka jumlah arus yang dideteksi oleh masing-masing alat pembagi beban dibagi jumlah generator merupakan arus beban yang harus dihasilkan oleh generator setelah governornya diubah oleh electric actuator yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sesaat setelah generator diparalelkan .
3.3.3.3. Instalasi Teknis
Dalam prakteknya alat pembagi beban generator dipasang dengan bantuan komponen-komponen seperti berikut : trafo arus, trafo tegangan (sebagai pencatu daya), electric actuator, potensiometer pengatur kecepatan dan saklar-saklar bantu.
Trafo arus berfungsi sebagai transducer arus keluaran generator sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100 % kemampuan maksimum generator)
Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi beban, umumnya dengan tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu adapter untuk keperluan tegangan DC.
Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sehingga mampu menggerakkan motor DC di governor sampai dengan arus keluaran generator mencapai yang diharapkan.
Potensiometer pengatur kecepatan adalah alat utama untuk mengatur frekuensi dan tegangan saat generator akan diparalelkan atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur oleh AVR, sehingga naik turunnya tegangan hanya dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin penggerak. Setelah generator dioperasikan paralelkan atau sudah sinkron dengan yang telah beroperasi kemudian menutup Mccb generator, fungsi potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh alat pembagi beban generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual, biasanya terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer pengatur kasar.
Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat dilakukan oleh SPM (modul pemaralel generator) dengan mengatur tegangan dan frekuensi keluaran dari generator, kemudian mencocokan dengan tegangan dan frekuensi sistem yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok memberikan sinyal penutupan ke Mccb generator sehingga bergabung dalam operasi paralel. Untuk mencocokkan tegangan dan frekuensi dapat dilihat dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk beberapa generator dimana masing-masing panel generator mempunyai saklar sinkron disamping SPM-nya.
Cara penggunaan alat pembagi beban generator dalam suatu sistem kontrol tenaga generator adalah mengontrol mesin penggerak dan managemen beban.(file power generation control).f. Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi sebagai alat manual proses pembagian (pelepasan & pengambilan) beban oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem paralel. Misalnya *saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti melepaskan beban.* Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan beban dari generator yang perlu diringankan beban listriknya.Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan alat pembagi bebannya selalu merespon secara aktif segala tindakan penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing-masing generator menanggung beban dengan prosentasi yang sama diukur dari kemampuan masing-masing
BAB IV
KESIMPULAN
Keadaaan kelistrikan Indonesia dan dunia saat ini sedang mengalami keterpurukan. kondisi ini diperparah dengan sumber migas yang menjadi sumber energi listrik yang banyak digunakan di dunia yang makin menipis. Karena itulah saat ini sangat diperlukan sumber energi lastrik yang baru dan terbarukan salah satunya adalah dengan penggunaan PLTA.
Selain ramah lingkungan dan lebih aman dari pembangkit lain PLTA juga menggunakan sumber energi yang dapat diperbaharui sehingga PLTA menjadi salah satu pembangkit paling banyak digunakan di dunia khususnya indonesia.
BAB IV
DAFTAR PUSTAKA
1. Kadir, Abdul. “ENERGI sumber daya,inovasi tenaga listrik dan potensi ekonomi”. Edisi kedua. UI Pers. Jakarta. 1989
2. http://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrik. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
3. http://mohabi.wordpress.com/2008/01/13/generator-listrik/. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
4. http://pinginpintar.com/?p=65. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
5. http://rafflesia.wwf.or.id/library/admin/attachment/clips/2006-08-02-006-00C4-001-04-0904.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
6. http://jurnal.bl.ac.id/wp-content/uploads/2007/01/TELTRON-v3-n1-artikel5-april2006.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
7. http://www.patria.or.id/downloads/LBDjuara1.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
8. http://pt-inco.co.id/pdf/PReleaseQ42005_INDONESIA.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
9. http://www.bni.co.id/Portals/0/Document/PERMASALAHAN%20DAN%20PROSPEK%20LISTRIK%20NASIONAL.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
10. http://www.pelangi.or.id/publikasi/2002/Listrik.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
11. http://www.pu.go.id/Publik/IND/Produk/Seminar/Kolokium2005/Kolokium2005_ 05.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
12. http://118.98.163.244/materi/teknik_pelayaran_perkapalan/pelayaran/teknika_perikanan_laut/pengoperasian_instalasi_listrik_pada_kapal_perikanan.pdf. Di akses pada tanggal : 17/11/2008.
