Rabu, 09 Januari 2013

Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air / PLTA

Spoilerfor PLTA:

1.Waduk=tempat nampung air sungai
2.Main Gate=pintu air utama
3.Bendungan=penahan laju sungai
4.Penstock=pipa yang nyalurin air dr waduk ke pembangkit
5.Katup Utama=katup buka/tutup
6.Turbin=yang digerakan sama air
7.Generator=pengubah E mekanik jadi E listrik
8.Draftube=penampung air sebelum dibuang
9.Tailrace=pembuangan air
10.Transformator=pengubah listrik
11.Switchyard=pengatur listrik
12.Kabel Transmisi=distributor listrik
13.Spillways=air waduk klo lebih kluar lewat sinis

Quote:Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan pusat pembangkit tanaga listrik yang mengubah energi potensial air ( energi gravitasi air ) menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energi listrik.
Air sebagai bahan baku PLTA dapat diperoleh dapat diperoleh dengan berbagai cara misalnya, dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan cara ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.

Quote:

Spoilerfor Waduk:

PLTA dengan Waduk
Air dari sungai atau lebih ditampung disuatu tempat untuk mendapat ketinggian tertentu dengan jalan dibendung. Air dari waduk tersebut dialirkan melalui saluran terbuka melalui pintu air ke saluran tertutup yang selanjutnya melalui pipa pesat menggerakan turbin untuk membangkitkan tenaga listrik.

Quote:PRINSIP PLTA DAN KONVERSI ENERGI

Pada prinsipnya PLTA mengolah energi potensial air diubah menjadi energi kinetis dengan adanya head, lalu energi kinetis ini berubah menjadi energi mekanis dengan adanya aliran air yang menggerakkan turbin, lalu energi mekanis ini berubah menjadi energi listrik melalui perputaran rotor pada generator. Jumlah energi listrik yang bisa dibangkitkan dengan sumber daya air tergantung pada dua hal, yaitu jarak tinggi air (head) dan berapa besar jumlah air yang mengalir (debit).

Spoilerfor Skema:
Quote:Gambar Skema Konversi Energi PLTA

Quote:Untuk bisa menghasilkan energi listrik dari air, harus melalui beberapa tahapan perubahan energi, yaitu:

1.\tEnergi Potensial
Energi potensial yaitu energi yang terjadi akibat adanya beda potensial, yaitu akibat adanya perbedaan ketinggian.
Besarnya energi potensial yaitu:
Ep = m . g . h
Dimana:
Ep : Energi Potensial
m : massa (kg)
g : gravitasi (9.8 kg/m2)
h : head (m)


2.\tEnergi Kinetis
Energi kinetis yaitu energi yang dihasilkan akibat adanya aliran air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu, yang dirumuskan
Ek = 0,5 m . v . v
Dimana:
Ek : Energi kinetis
m : massa (kg)
v : kecepatan (m/s)

3.\tEnergi Mekanis
Energi mekanis yaitu energi yang timbul akibat adanya pergerakan turbin. Besarnya energi mekanis tergantung dari besarnya energi potensial dan energi kinetis. Besarnya energi mekanis
dirumuskan:
Em = T . � . t
Dimana:
Em : Energi mekanis
T : torsi
� : sudut putar
t : waktu (s)

4.\tEnergi Listrik
Ketika turbin berputar maka rotor juga berputar sehingga menghasilkan energi listrik sesuai persamaan:
El = V . I . t
Dimana:
El : Energi Listrik
V : tegangan (Volt)
I : Arus (Ampere)
t : waktu (s)

Quote:BENDUNGAN

Spoilerfor Bendungan:

Quote:Bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air menjadi waduk, danau, atau tempat rekreasi. Bendungan juga digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah Pusat Listrik Tenaga Air. Kebanyakan dam juga memiliki bagian yang disebut pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan. Jenis bendungan antara lain:

1.\tBendungan Beton
a)\tBendungan Gravitasi
b)\tBendungan Busur
c)\tBendungan Rongga
2.\tBendungan Urugan
a)\tBendungan Urugan Batu
b)\tBendungan Tanah
3.\tBendungan Kerangka Baja
4.\tBendungan Kayu

Quote:TURBIN

Spoilerfor Turbin:

Quote:Turbin merupakan peralatan yang tersusun dan terdiri dari beberapa peralatan suplai air masuk turbin, diantaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor listrik. Menurut momentum air turbin dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin reaksi dan turbin impuls. Turbin reaksi bekerja karena adanya tekanan air, sedangkan turbin impuls bekerja karena kecepatan air yang menghantam sudu.

Prinsip Kerja Turbin Reaksi yaitu Sudu-sudu (runner) pada turbin francis dan propeller berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisi sudunya tetap (tidak bisa digerakkan). Sedangkan sudu-sudu pada turbin kaplan berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisi sudunya bisa digerakkan (pada sumbunya) yang diatur oleh servomotor dengan cara manual atau otomatis sesuai dengan pembukaan sudu atur. Proses penurunan tekanan air terjadi baik pada sudu-sudu atur maupun pada sudu-sudu jalan (runner blade). Prinsip Terja Turbin Pelton berbeda dengan turbin rekasi Sudu-sudu yang berbentuk mangkok berfungsi sebagai sudu-sudu jalan, posisinya tetap (tidak bisa digerakkan). Dalam hal ini proses penurunan tekanan air terutama terjadi didalam sudu-sudu aturnya saja (nosel) dan sedikit sekali (dapat diabaikan) terjadi pada sudu-sudu jalan (mangkok-mangkok runner).
Air yang digunakan untuk membangkitkan listrik bisa berasal dari bendungan yang dibangun diatas gunung yang tinggi, atau dari aliran sungai bawah tanah. Karena sumber air yang bervariasi, maka turbin air didesain sesuai dengan karakteristik dan jumlah aliran airnya. Berikut ini merupakan berbagai jenis turbin yang biasa digunakan untuk PLTA.

Quote:GENERATOR

Spoilerfor Generator:

Quote:GKonstruksi generator AC adalah sebagai berikut:

1. Rangka stator
Terbuat dari besi tuang, rangka stator maerupakan rumah dari bagian-bagian generator yang lain.

2. Stator
Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator berfungsi sebagai tempat GGL induksi.

3. Rotor
Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan sikat-sikat.

4. Cincin geser
Terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor.

5. Generator penguat
Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai sumber arus.


Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan medanmagnet berputar. Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam, dapat dilihat pada gambar berikut. Keuntungan generator kutub dalam bahwa untuk mengambil arus tidak dibutuhkan cincin geser dan sikat arang. Karena lilitan-lilitan tempat terjadinya GGL itu tidak berputar. Generator sinkron sangat cocok untuk mesin-mesin dengan tegangan tinggi danarus yang besar. Secara umum kutub magnet generator sinkron dibedakan atas: 1. Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol (salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran rendah, dengan jumlah kutub yang banyak. Diameter rotornya besar dan berporos pendek. 2. Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol (non salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran tinggi (1500 rpm atau 3000 rpm), dengan jumlah kutub yang sedikit. Kira-kira 2/3 dari seluruh permukaan rotor dibuat alur-alur untuk tempat lilitan penguat. Yang 1/3 bagian lagi merupakan bagian yang utuh, yang berfungsi sebagai inti kutub.

Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari Automatic Voltage Regulator (AVR), maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jika turbin berputar maka rotor juga ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksi tegangan di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil" yang terletak di stator. Lalu tegangan inilah yang kemudian menjadi listrik. Agar generator bisa menghasilkan listrik, ada tiga hal yang harus diperhatikan, yaitu:

1.\tPutaran
Putaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan jumlah pasang kutub pada rotor, sesuai dengan persamaan:
� = 60 . f / P
dimana:
� : putaran
f : frekuensi
P : jumlah pasang kutub
Jumlah kutub pada rotor di PLTA Saguling sebanyak 9 pasang, dengan frekuensi system sebesar 50 Hertz, maka didapat nilai putaran rotor sebesar 333 rpm.

2.\tKumparan
Banyak dan besarnya jumlah kumparan pada stator mempengaruhi besarnya daya listrik yang bisa dihasilkan oleh pembangkit

3.\tMagnet
Magnet yang ada pada generator bukan magnet permanen, melainkan dihasilkan dari besi yang dililit kawat. Jika lilitan tersebut dialiri arus eksitasi dari AVR maka akan timbul magnet dari rotor.
Sehingga didapat persamaan:
E = B . V . L
Dimana:
E : Gaya elektromagnet
B : Kuat medan magnet
V : Kecepatan putar
L : Panjang penghantar

Dari ketiga hal tersebut, yang bernilai tetap adalah putaran rotor dan kumparan, sehingga agar beban yang dihasilkan sesuai, maka yang bisa diatur adalah sifat kemagnetannya, yaitu dengan mengatur jumlah arus yang masuk. Makin besar arus yang masuk, makin besar pula nilai kemagnetannya, sedangkan makin kecil arus yang masuk, makin kecil pula nilai kemagnetannya.

Menurut jenis penempatan thrust bearingnya, generator dibedakan menjadi empat, yaitu:

a)\tJenis biasa - thrust bearing diletakkan diatas generator dengan dua guide bearing.
b)\tJenis Payung (Umbrella Generator) - thrust bearing dan satu guide bearing diletakkan dibawah rotor.
c)\tJenis setengah payung (Semi Umbrella Generator) – kombinasi guide dan thrust bearing diletakkan dibawah rotor dan second guide bearing diletakkan diatas rotor.
d)\tJenis Penunjang Bawah – thrust bearing diletakkan dibawah coupling.
Generator yang digunakan di Saguling adalah jenis Setengah Payung.

Diposting oleh di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)