Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air dan Komponen Utamanya dalam Menghasilkan Energi Listrik

Ilustrasi prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dan komponennya.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pada topik kali ini kami akan membahas prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Berdasarkan kapasitas energi listrik yang dihasilkan, pembangkit yang memanfaatkan aliran air ini memiliki jenis lain, yaitu Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH).

Berdasarkan penyebutan namanya, PLTMH sendiri memanfaatkan sumber daya air yang tergolong lebih kecil. Hal ini berbanding lurus dengan kapasitas energi yang nantinya akan dihasilkan, jauh lebih kecil dari PLTA pada umumnya.

PLTA dan PLTMH memiliki konsep kerja yang sama. Pembangkit listrik mikrohidro masuk ke dalam jenis energi terbarukan dengan beberapa pertimbangan faktor yang tentu saja berhubungan dengan aspek lingkungan.

Sebelum masuk ke dalam inti pembahasan kami tentang PLTA, tentu saja akan kami awali dengan teori dasar "pembangkit energi air" itu sendiri.

Selain itu, tidak lupa juga akan kami sertakan skema Pembangkit Listrik Tenaga Air, serta yang terakhir adalah jenis bendungan dan perbandingannya sebagai salah satu kriteria teknis dalam perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Air.

Teori Dasar Pembangkit Listrik Tenaga Air

Langusng saja kita masuk pada pembahasan prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air. PLTA itu pada dasarnya mengubah energi potensial dari air mengalir dengan berbagai macam proses yang pada hasil akhirnya adalah energi listrik.

Air memiliki sifat utama yaitu selalu mengalir ke daerah atau permukaan yang lebih rendah. Jadi, yang dimanfaatkan adalah energi dari air yang berupa kecepatan "air yang jatuh" dari ketinggian tertentu.

Nah, dari air yang awalnya jatuh tersebut dari suatu ketinggian akan dapat memutar turbin dengan memberikan gaya dorong pada sudu-sudunya. Tentunya dengan konfigurasi dan rekayasa tata letak yang optimal.

Turbin tersebut kemudian dihubungkan dengan generator. Untuk menghubungkannya dan memutar generator, maka diperlukan serangkaian komponen mekanik seperti shaft (poros) dan gearbox.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air Didukung Komponen Penting

Bangunan atau konstruksi merupakan salah satu komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air terpenting. Bangunan-banguan pada PLTA tersebut terdiri dari beberapa jenis dan memiliki fungsinya masing-masing.

Bangunan yang mendukung operasional pada PLTA tersebut terdiri dari bendungan atau bendung, bangunan pengambilan, saluran pembawa air, pipa pesat (penstock), dan saluran belakang (trailrace).

Bagaimana Proses Pembangkit Listrik Tenaga Air Berlangsung?

Berikut ini bagaimana proses Pembangkit Listrik Tenaga Air berlangsung berdasarkan urutan yang benar:

1. Reservoir

Pada sistem jaringan PLTA, keseluruhan prosesnya itu adalah berawal dari reservoir atau waduk untuk mengumpulkan air, kemudian ada bendungan (dam). Jadi dari air yang dibendung akan menjadikan suatu bendungan seperti danau gitu ya atau sering disebut waduk atau reservoir.

2. Pipa Intake

Nah dari air yang dibendung ini lalu ada pipa di bagian bawah dam, kemudian ada saluran air (intake) yang berfungsi untuk mengambil air.

3. Control Gate

Ada juga control gate (pintu pengatur) untuk mengontrol aliran air. Jadi ketika gate dibuka, maka secara otomatis air akan mengalir melalui penstock atau pipa pesat menuju areal turbin.

Air yang mengalir memiliki kecepatan tertentu yang dipengaruhi oleh titik ketinggian dari sumber airnya, dalam hal ini adalah beda permukaan air yang ada di waduk dengan permukaan air di trailrace.

4. Turbin

Air yang mengalir dengan cepat dan bertekanan tersebut akan memutar turbin. Kecepatan putaran turbin itulah yang akan menggerakkan generator untuk dikonversi menjadi energi listrik.

5. Transformer

Listrik yang telah dihasilkan akan disimpan di transformer yang berada pada power house, kemudian didistribusikan menggunakan power lines (jaringan penyaluran listrik) untuk digunakan pelanggan.

6. Outflow

Kemana air yang sebelumnya memutar turbin? Setelah memutar turbin, maka aliran air terebut akan mengalir melalui saluran outflow yang nantinya akan masuk ke sungai.

Keseluruhan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air dan Fungsinya

Seperti yang sudah dijelaskan pada skema proses yang terjadi dalam PLTA sebelumnya. Di bawah ini merupakan rangkuman keseluruhan komponen utama Pembangkit Listrik Tenaga Air beserti fungisnya secara singkat:

• Reservoir (kolam air) untuk menampung air.
  
  
• Dam (bendungan) untuk membendung atau menahan air.
  
  
• Intake (saluran masuk) sebagai jalur masuk utama air ke penstock.
  
  
• Control Gate (pintu kontrol) untuk membuka atau menutup saluran air ke penstock.
  
  
• Penstock (pipa pesat) media aliran air menuju turbin.
  
  
• Turbin air mentransmisikan energi mekanik ke generator agar dapat berputar.
  
  
• Generator sebagai alat konversi energi listrik.
  
  
• Transformer untuk menyimpan energi listrik sebelum didistribusikan ke pelanggan.
  
  
• Powerhouse sebagai rumah dari generator dan komponen pendukung pembangkit lainnya.
  
  
• Power Lines merupakan jaringan distribusi listrik ke pelanggan.
  
  
• Draft Tube yang berfungsi sebagai saluran pembuangan aliran air yang telah melewati turbin.
  
  
• Outflow sebagai saluran keluar aliran air menuju sungai.

Jenis Bendungan PLTA Berdasarkan Lokasinya

Daya listrik yang dibangkitkan atau dihasilkan dari PLTA itu bergantung pada debit (Q) dan tinggi jatuh aliran air (H). Terdapat dua jenis bendungan berdasarkan lokasinya, yaitu bendungan hulu sungai dan bendungan hilir sungai. Penjelasannya adalah sebagai berikut:

Bendungan Hulu Sungai

Yang pertama adalah bendungan yang berada di hulu sungai dan bendungan yang berada di hilir sungai. Bendungan di bagian hulu (daerah perbukitan atau pegunungan) pasti kemiringannya cukup curam dan konturnya cukup tinggi.

Akan tetapi, bendungan yang berada di hulu daerah tangkapan airnya biasanya kecil. Debitnya juga sama yaitu terbilang kecil, sedangkan Head (H) atau tinggi jatuhnya itu besar.

Oleh sebab itu, seringkali kita melihat mayoritas bendungan itu dibangun di daerah pedesaan dengan kontur pegunungan atau perbukitan. Jadi lebih ke wilayah yang elevasinya cukup tinggi.

Bendungan Hilir Sungai

Hal ini berbanding terbalik dengan bendungan yang berada di daerah hilir sungai. Kalu di hilir, kemiringannya kecil, jadi antara bendungan dan bagian hilir (PLTA) elevasinya kecil.

Akan tetapi daerah tangkapan hujannya besar disertai dengan debit yang besar juga, namun Head (H) atau tinggi jatuhnya kecil.

Seperti itu kira-kira perbandingan antara bendungan yang berada di hulu sungai dengan bendungan yang berada di hilir sungai. Jadi, besarnya daya listrik yang dihasilkan oleh sebuah Pembangkit Listrik Tenaga Air itu nantinya bergantung pada debit dan tinggi jatuh air.

Demikianlah penjelasan singkat tentang prinsip kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dan  komponen utama yang mendukung operasional agar dapat berjalan optimal. Terima kasih telah membaca, semoga penjelasan dari kami bermanfaat.