Pengenalan PLTA (Pusat Listrik Tenaga Air) - Hydropower

Pendahuluan.

  Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir). Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Pemanfaatan tenaga air  untuk berbagai keperluan telah dilakukan sejak ribuan tahun yang lalu, seperti misalnya untuk menaikkan air keperluan irigasi, menggiling padi dan lain sebagainya.  Pada jaman dahulu pemanfaatan tenaga air ini masih menggunakan roda air sederhana yang berbahan kayu dan bambu. Effisiensi  roda air ini tentunya masih sangat kecil. Perbaikan metode ini terus dilakukan dengan cara membuat saluran tersendiri sehingga air menumbuk roda dengan lebih efektif.

  Dengan semakin berkembangnya ilmu pengetahuan, tenaga air mulai digunakan sebagai pembangkit listrik. Pembangkit ini tentunya dibuat dengan lebih maju dibandingkan pemanfaatan sebelumnya sehingga diharapkan bisa menaikan efisiensi tenaga air. Akan tetapi konsep cara kerjanya masih tetap sama, yaitu pemanfaatan energi potensial air untuk memutar roda air yang disini lebih dikenal dengan turbin. Turbin inilah yang kemudian dihubungkan dengan generator yang berfungsi untuk membangkitkan energi listrik.

PLTA (Pusat Listrik Tenaga Air) dengan kapasitas berarti di Eropa yang pertama adalah di Neuhausen pada sungai Rhine dengan kapasitas 600 HP. PLTA pertama di Amerika, dengan kapasitas besar didirikan pada sungai Merrimack dekat Lowell (1822) dengan daya 10.000HP (catatan : 1 HP, horsepower = 0,745 kW). Di Indonesia sendiri, PLTA pertama kali dibangun di sungai Catur di Giringan daerah Ponorogo, Jawa Timur (sekitar tahun 1910) (sumber: Tenaga Air, O.F Patty). PLTA lain yang telah dibangun di Indonesia dapat dilihat di : http://id.wikipedia.org/wiki/Daftar_pembangkit_listrik_di_Indonesia.

Skema Kerja Pembangkit Tenaga Air

Gambar1. Skema PLTA

  Secara garis besar (yang paling konvensional), PLTA yang sering disalahartikan kepanjangannya sebagai pembangkit listrik tenaga air ini dibagi menjadi 4 komonen utama yaitu: Bendungan, Turbin, Generator dan Jalur Transmisi. Masing-masing komponen ini dijelaskan sebagai berikut:

1.       Bendungan

Bendungan atau DAM  adalah suatu bangunan yang berfungsi untuk menampung air sungai atau sekedar mengalihkan air ssupaya masuk ke intake (menuju power house). Selain dibangun untuk membangkitkan tenaga atau penyimpanan air, DAM  juga dibangun untuk pengendalian sediment (endapan lumpur) sehingga diharapkan air yang nantinya memutar turbin terjaga kebersihannya.

2.       Turbin

Air dari bendungan kemudian dialirkan menuju power house  yang didalamnya terdapat turbin dan generator. Gaya tekanan air kemudian menumbuk baling-baling turbin sehingga turbin kemudian berputar (gambar 1b.). Pada Intinya Turbin brfungsi untuk mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis berupa putaran poros turbin. Turbin sendiri ada bermacam-macam, namun yang biasanya dipakai adalah jenis turbin impuls dan turbin reaksi.

3.       Generator

Komponen selanjutnya adalah generator. Generator dan turbin berada pada satu poros yang sama. Ketika turbin berputar karena gaya tekan air pada baling-balingnya maka gaya mekanis komponen generator yang bernama rotor juga ikut berputar. Selanjutnya dari putaran rotor ini akan dibangkitkan energi listrik.

4.       Jalur Transmisi

berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.

  Besarnya tenaga air yang tersedia pada suatu sumber air tergantung kepada ketinggian (head) dan debit aliran air. Dalam hubungan dengan skema diatas maka head adalah beda ketinggian antara muka air pada bendung dengan muka air keluar dari kincir air/turbin air. Total energi yang tersedia dari suatu bendungan adalah merupakan energi potensial air yaitu :

E = m.g.h

Dimana :

m adalah massa air (kg)

h adalah head (m)

g adalah percepatan gravitasi (m/s2)

Daya merupakan energi tiap satuan waktu (E/t), sehingga persamaan diatas dapat dinyatakan sebagai :

Dimana (E/t) merupakan daya yang dibangkitkan air (P), dan massa persatuan waktu (m/t) disubstitusi dengan persamaan berikut:

Sehingga Daya yang dibangkitkan adalah :

P = ρ.Q.g.h

P adalah daya (watt)

Q adalah kapasitas aliran

ρ adalah densitas air 

Daya yang dibangkitkan pada sebuah PLTA tentunya tidak sebesar rumus diatas, namun masih harus dikurangi effisiensi-effisiensi tiap komponen yang dilalui air dan effisiensi pada mesin.

  Pada saat ini dengan adanya proyek percepatan pembangunan pembangkit 10000MW pemerintah yang telah memasuki tahap kedua, pembangunan pusat listrik tenaga air atau hydropower pada saat ini semakin digiatkan. Hal ini dikarenakan pusat listrik tenaga air adalah salah satu pembangkit bidang energi baru dan terbaharukan yang menjadi sasaran utama proyek 10000MW tahap kedua ini disamping tenaga panas bumi, gasifikasi dan energi alternatif lainnya.