Prinsip Kerja PLTA

PLTA

1.     Waduk

2.    Main gate

3.    Bendungan

4.    Penstock

5.    Katup utama

6.    Turbin (mesin penggerak)

7.    Generator (penghasil energy listrik)

8.    Draftube

9.    Tailrace

10. Transformator

11.  Switchyard

12. Kabel transmisi

13. Spillways

PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) adalah pembangkit listrik yang menggunakan energy potensial, mesin penggerak yang digunakan adalah turbin yang akan merubah energu potensial air menjadi gerak mekanis poros yang akan memutar rotor pada generator, sehingga generator menghasilkan energy listrik.

Air yang digunakan bisa diperoleh langsung dari sungai, ataupun dengan cara ditampung dahulu bersama air hujan disebuah kolam atau waduk.

Air ditampung dengan cara dibendung untuk mendapat ketinggian tertentu,  air dari waduk tersebut dialirkan melalui pipa pesat(menyempit) dan akan menggerakkan turbin.

Energi potensial air diubah menjadi energy kinetis dengan adanya head (jarak tinggi air), lalu energy kinetis tersebut diubah menjadi energi mekanis oleh adanya aliran air yang menggerakkan turbin, turbin akan menggerakkan rotor pada generator yang akan mengubah energy mekanis menjadi energy listrik.

Jumlah energy yang dihasilkan tergantung pada head(jarak tinggi air) dan debit air (jumlah air yang mengalir).

Prinsip PLTA :

1.     energy potensial : terjadi akibat adanya beda potensial, yaitu akibat perbedaan ketinggian.

Ep = m.g.h

Ep : energy potensial

m : massa (kg)

g : gravitasi (9,8kg/m2

h : head/jarak tinggi air (m)

2.    energy kinetis : energy yang dihasilkan akibat adanya aliran air sehingga timbul air dengan kecepatan tertentu.

Ek = 0,5 m.v.v

m : massa (kg)

v : kecepatan (m/s)

3.    energy mekanis : energy yang timbul akibat pergerakan turbin. Besarnya energy mekanis tergantung pada besarnya energy potensial dan energy kinetic.

Em = T.sudut putar.t

T : torsi

t : waktu (s/sekon/detik)

4.    Energi listrik : ketika turbin berputar, turbin akan menggerakkan rotor, dan generator akan menghasilkan energy listrik.

El = V.I.t

V : tegangan (Volt)

I : Arus (Ampere)

t : waktu (s)

BENDUNGAN

Bendungan atau dam adalah konstruksi yang digunakan untuk menahan laju air menjadi waduk atau danau atau tempat rekreasi. Bendungan juga digunakan untuk mengalirkan air ke pusat pembangkit listrik. Jenis bendungan antara lain :

1.     Bendungan beton

a.  Bendungan gravitasi

b.  Bendungan rongga

c.    Bendungan busur

2.    Bendungan urugan

a.    Bendungan urugan batu

b.    Bendungan tanah

3.    Bendungan kerangka baja

4.    Vendungan kayu

TURBIN

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

GENERATOR

Generator listrik adalah alat yang memproduksi energy listrik dari sumber energy mekanis, generator terdiri dari 2 bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor terdiri dari 18 buah besi yang dililit kawat dan dipasang secara melingkar sehingga membentuk 9 pasang kutub utara utara dan selatan. Jika kutub ini dialiri arus eksitasi dari automatic voltage regulator (AVR), system AVR berfungsi untuk menjaga agar tegangan generator tetap konstan atau dengan kata lain generator akan tetap megeluarkan tegangan yang stabil tidak terpengaruh olehperubahan beban yang selalu berubah-ubah, dikarenakn beban sangat mempengaruhi out[ut generator, prinsip kerja AVR adalah mengatur arus penguatan (excitacy) pada exciter, apabila tegangan output generator dibawah tegangan nominal tegangan generator, maka AVR akan memperbesar arus penguatan pada exciter, dan sebaliknya, jadi apabila terjadi perubahan tegangan output generator, AVR akan menstabilakannya secara otomatis. maka akan timbul magnet. Rotor terletak satu poros dengan turbin, sehingga jika turbin berputar, makan rotor juga akan ikut berputar. Magnet yang berputar memproduksi tegangan dikawat setiap kali sebuah kutub melewati coil yang erletak distator. Lalu tegangan inilah yang menghasilkan listrik, agar generator bisa menghasilkan listrik, ada 3 hal yang harus diperhatikan :

1.     Putaran : putaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan jumlah pasang kutub pada rotor, sesuai dengan persamaan :

Putaran = 60.f/P

f : frekuensi

P : jumlah pang kutub

Jumlah kutub diPLTA saguling sebanyak 9 pasang, dengan frekuensi 50 Hertz, maka putaran rotornya sebesar 333 rpm.

2.    Kumparan : banyak dan besarnya kumparan pada stator akan mempengaruhi daya listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tersebut.

3.    Magnet : magnet yang berada pada generator bukanlah magnet yang permanen, melainkan dihasilkan dari besi yang dililit kawat, jika lilitan tersebut dialiri aliran eksitasi AVR maka akan timbul magnet dari rotor.

E = B.V.L

E : gaya elektromagnetik

B : kuat medan magnet

L : panjang penghantar

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

Menurut jenis penempatan thrust bearing-nya, generator dibedakan menjadi 4 jenis, yaitu :

1.     Jenis biasa, thrust bearing diletakkan diatas generator dan dua guide bearing

2.    Jenis payung (umbrella generator), thrust bearing dan satu guide bearing diletakkan dibawah rotor

3.    Jenis setengah payung (semi umbrella generator), kombinasi guide dan thrust bearing diletakkan dibawah rotor, dan second guide diletakkan diatas rotor

4.    Jenis penunjang bawah, thrust bearing diletakkan dibawah coupling.

Generator yang digunakan di saguling adalah jenis setengah payung.