SESSION 8 HYDRO POWER PLANT 1. Potensi PLTA 2. Jenis PLTA 3. Prinsip Kerja 4. Komponen PLTA 5. Perencanaan PLTA 6. Kelebihan dan Kekurangan PLTA
1. POTENSI PLTA Teoritis Jumlah potensi tenaga air di permukaan tanah Teknis Sumber-sumber air yang dapat dikembangkan ditinjau dari segi teknis Ekonomis Sumber-sumber yang dapat dikembangkan secara ekonomi
Potensi PLTA Kapasitas PLTA saat ini Total output 715,000 MW 19% dari semua energi yang diproduksi By 2006
Negara Uni Soviet Amerika Serikat Kanada Jepang Norwegia Swedia Perancis Italia Austria Swiss Jerman Barat Potensi ekonomis tenaga air (GW) 1.100 648 218 130 105 85 76 60 43 33 25
2. JENIS PLTA Berdasarkan tinggi terjun yang ada Jenis terusan air Jenis bendungan Jenis bendungan dan terusan air Berdasarkan aliran sungai Jenis aliran sungai langsung Jenis dengan kolom pengatur Jenis kolom kompensasi Jenis waduk Jenis dipompa
3. PRINSIP DASAR Turbin mengkonversi energi potensial gravitasi air menjadi energi mekanik. Generator mengkonversi energi mekanik dari turbin menjadi energi listrik.
4. KOMPONEN PLTA Bendungan Jalanan Air Turbin Air
Bendungan atau dam adalah konstruksi yang dibangun untuk menahan laju air. Seringkali bendungan juga digunakan untuk mengalirkan air ke sebuah pembangkit listrik tenaga air. Kebanyakan bendungan juga memiliki bagian yang disebut pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan.
Tipe Bendungan Bendungan beton Bendungan gravitasi Bendungan busur Bendungan rongga Bendungan urugan Bendungan urugan batu Bendungan urugan tanah Bendungan besi Bendungan kayu
Bendungan Beton Bendungan gravitasi Bendungan ini menahan tekanan air semata-mata dengan kekuatan gravitasi dari masa bendungan tersebut Bendungan busur Bendungan yang cocok untuk lembah yang berbentuk U atau bentuk bendungan rendah, tidak cocok untuk bendungan tinggi Bendungan rongga Bendungan ini biasanya ekonomis karena lebih sedikit menggunakan bahan-bahan, tetapi lebih rendah nilainya daripada bendungan gravitasi dilihat dari segi kemanannya
Bendungan Beton
Bendungan Beton
Bendungan Beton
Bendungan Urugan Bendungan urugan merupakan bendungan yang dibuat dengan urugan batu, bendungan tanah, dan bendungan campuran dari kedua jenis tersebut. Bendungan ini tidak membutuhkan pondasi yang baik. Bendungan tanah Bendungan batu
Bendungan Urugan
Bendungan Urugan
Bendungan Besi
Bendungan Kayu
Saluran curam banjir Saluran yang dibangun dalam bendungan untuk mengalirkan air yang berlebih, seperti banjir, dan lain sebagainya Pipa kuras Komponen Pendukung Pipa yang dibangun untuk membersihkan bendungan dari kotoran seperti tanah, pasir, batu, dll Pintu dan Katup Pintu air geser tegak Pintu air limpah silindrik Pintu tainter Pintu air gerigi Bendungan
Komponen Pendukung Bendungan
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 nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan. Contoh : Turbin Pelton
Klasifikasi Turbin Air Pelton 300 m (high), turbin kecepatan tinggi lokasi; gunung-gunung tinggi
Klasifikasi Turbin Air Francis 50-300 m (medium), turbin kecepatan sedang Dilengkapi dengan dam yang besar guna mendapatkan debit air yang besar
Klasifikasi Turbin Air Kaplan <50 m (low), turbin kecepatan rendah(francis) Memerlukan sungai dengan debit yang besar Cross flow turbine Adjustable blade
Kecepatan Spesifik Kecepatan spesifik adalah kecepatan turbin model, yang bekerja pada tinggi 1 satuan tinggi jatuh dan dengan debit 1 satuan debit dan menghasilkan daya (output) 1 satuan daya Dimana : n : putaran turbin (rpm) ns n P : daya yang keluar (kw) H : tinggi jatuh efektif (m) P H 5/ 4
Efisiensi pada Turbin Air
5. PERENCANAAN PLTA Tinggi inersia (head) yang mudah diperoleh, jumlah air yang berlimpah, dan keadaan aliran yang bagus Letak geografis dan geologis yang baik untuk bendungan, gedung sentral dan konstruksi lainnya Material untuk beton, bendungan, dan lain-lain mudah diperoleh untuk proyek Letaknya baik untuk pengangkutan bahan-bahan bangunan dan alat-alat berat Masalah-masalah yang timbul karena adanya proyek tersebut mudah dipecahkan Biaya transmisi rendah
Curah hujan dinyatakan dengan tingginya air dalam suatu tabung, biasanya dalam mm Aliran sungai atau debit adalah jumlah air yang mengalir melalui suatu penampang sungai tertentu per satuan waktu
Curah Hujan Tahunan di Beberapa Kota di Dunia Tempat Curah hujan tahunan (mm) Tempat Curah hujan tahunan (mm) Bandung Bangkok Berlin Bogor Denver Jakarta Kairo Karachi Melbourne Moskow 2.399 1.247 587 3.592 361 1.899 28 207 652 34 New York Peking Rangoon Roma San Fransisco San paolo Shanghai Stockholm Surabaya Taipei 1.068 586 2.812 828 521 922 1.134 548 1.197 1.778
Hidrograf adalah lengkung yang menunjukkan aliran air sehari-hari, diukur pada suatu titik pengamatan 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, P = η ρ g h Q dimana : P = daya (watt) η = efisiensi turbin ρ = massa jenis air (kg/m 3 ) g = percepatan gravitasi (9,81 m/s 2 ) h = ketinggian (m). Q = debit air (m 3 /s)
6. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTA 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