BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangMemasuki abad 21, dunia mengalami perkembangan pesat dalam bidang teknologi. Dalam hal lainnya, pertumbuhan penduduk meningkat dari tahun ke tahun. Seiring dengan pertumbuhan penduduk maka kebutuhan akan energi listrik juga semakin meningkat. Peningkatan ini memicu perkembangan teknologi yang pesat untuk dapat memenuhi kebutuhan energi listrik saat ini. Namun dibeberapa negara maju seperti halnya Indonesia, pembangkit listrik yang ada belum mencukupi kebutuhan listrik masyarakat. Kebutuhan energi listrik merupakan hal penting yang tidak dapat di pisahkan dalam kehidupan sehari-hari. Hal ini dikarenakan teknologi saat ini bergantung pada sumber listrik dalam penggunaannya. Tanpa adanya energi listrik, roda kehidupan dunia saat ini akan lumpuh terutama dalam hal perekonomian, telekomunikasi dan pertahanan. Oleh karena itu, beberapa sumber daya listrik seperti PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga Diesel) dan PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir) sangat diperlukan untuk menunjang kebutuhan energi listrik.Pembangkit listrik tenaga diesel (PLTD) adalah salah satu jenis pembangkit listrik yang ada di Indonesia. Pembangkit listrik ini menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber tenaga. Listrik yang dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu dari bahan bakar (minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian menghasilkan energi listrik. Pembangkit listrik lainnya iyalah PLTN. Sesuai dengan namanya pembangkit ini menggunakan tenaga nuklir sebagai pembangkit listrik. PLTN adalah pembangkit yang menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagai sumber panasnya yang berasal dari reaksi fisi inti Uranium. Penggunaan nuklir di Indonesia masih menjadi pro-kontra di masyarakat. Hal ini karena, kegagalan dalam penggunaan pembangkit litrik tenaga nuklir berdampak fatal bagi kehidupan disekitarnya. Salah satu isu internasional yang berdampak kepada penolakan iyalah kasus Chernobyl (Uni Soviet) dan Fukusima (Jepang). Oleh karena itu Indonesia yang ingin mendirikan PLTN untuk memenuhi kebutuhan lisrik harus memiliki sistem keselamatan yang memenuhi standar untuk mengindari dampak fatal yang dihasilkan.

1.2 Rumusan MasalahRumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut:1. Apakah yang dimaksud dengan PLTD dan PLTN?2. Apa saja kah jenis-jenis mesin diesel pada PLTD?3. Apa saja kah jenis-jenis reaktor nuklir pada PLTN?4. Bagaimanakah prinsip kerja PLTD dan PLTN?5. Apakah kelebihan dan kekurang dari PLTD dan PLTN?

1.3 TujuanTujuan Penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:1. Mengetahui apa yang di maksud dengan PLTD dan PLTN2. Mengetahui jenis-jenis mesin diesel pada PLTD3. Mengetahui jenis-jenis reaktor nuklir pada PLTN4. Mengetahui prinsip kerja pada PLTD dan PLTN5. Mengetahui kelebihan dan kekurangan dari PLTD dan PLTN

1.4 ManfaatManfaat yang diharapkan dari makalah ini adalah sebagai berikut:1. Dapat memberikan informasi ilmiah mengenai PLTD dan PLTD secara umum.2. Mendukung perkembangan teknologi PLTN di Indonesia

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)2.1.1 Pengertian PLTDPembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik yang kemudian dikeluarkan oleh Generator. Pada mesin Diesel Energi Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang menggunakannya. Unit PLTD adalah kesatuan peralatan-peralatan utama dan alat-alat bantu serta perlengkapannya yang tersusun dalam hubungan kerja, membentuk sistem untuk mengubah energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan seterusnya tenaga mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi tenaga listrik. PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Untuk melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis karena unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di pasaran sekitar 12,5 MW. Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO).2.1.2 Kegunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan Penggunaan PLTDPembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama di daerah-daerah yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan bisa juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu pabrik atau industri.PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban besarnya adalah seperti yang dapat ditangani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk: Pusat pembangkitan Cadangan (Stand by plant) Beban puncak Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk PLTD antara lain: Jarak dari beban dekat Persediaan areal tanah dan air Pondasi Pengangkutan bahan bakar Kebisingan dan kesulitan lingkungan2.1.3 Jenis-jenis Mesin Diesela. Mesin Diesel 2 LangkahMesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap langkahnya terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran. Secara teoritis mesin 2 Langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama seperti pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan menghasilkan daya 2 kali lebih besar. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya yang di dapat pada mesin diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel 2 langkah tidak sebersih pada mesin diesel 4 langkah sehingga proses pembakarannya tidak sempurna seperti pada mesin diesel 4 langkah. Maka efisiensi mesin 2 langkah ini tidak sebaik efisiensi pada mesin diesel 4 langkah. Pada pemakaian bensinnya pun lebih boros dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2 langkah ini biasanya lebih cocok digunakan pada keperluan yang memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif kereta api atau pada kapal laut.Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah sebagai berikut:

1. Langkah 1A ChargingPada permulaan gerakan, piston akan bergerak keatas sedangkan P dan E dalam keadaan terbuka. Udara bertekanan dari karter akan masuk ke silinder dan meniup sisa gas pembakaran melalui E.

Gambar 2.1 Charging

2. Langkah 1B Compression

Piston akan bergerak ke atas, P dan E dalam keadaan tertutup oleh dinding piston. Udara bersih yang berada dalam silinder akan dimampatkan. Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan terjadi ledakan.

Gambar 2.2 Compression3. Langkah 2A Combustion

Piston akan bergerak ke bawah dengan dorongan gas yang diledakkan

Gambar 2.3 Combustion4. Langkah 2B Exhaust

Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak ke bawah dimana E sudah terbuka sehingga gas hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari aktifitas pemompaan.

Gambar 2.4 Exhaust

b. Mesin Diesel 4 LangkahMesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4 langkah terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil pembakaran/ledakan. Atau dengan kata lain prinsip kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali. Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha berlangsung secara berurutan dan terus menerus maka kegiatan untuk menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut siklus. Proses pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna daripada mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang bakar di silinder mesinnya bersih. Pada mesin diesel 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi persoalan.Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah sebagai berikut:

1. Langkah Isap

Gambar 2.5 Langkah isapPada langkah ini piston bergerak dari TMA (Titik Mati Atas) ke TMB (Titik Mati Bawah). Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui filter udara.2. Langkah Kompresi

Gambar 2.6 Langkah KompresiPada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup. Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston, menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di dalam silinder menjadi sangat panas. Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut.3. Langkah Usaha

Gambar 2.7 Langkah UsahaPada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar di ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang besar tersebut akan mendorong piston ke bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial (putar).4. Langkah Buang

Gambar 2.8 Langkah BuangPada langkah ini, gaya yang masih terjadi di flywhell akan menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust manifold. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus.2.1.4 Jenis-jenis Mesin Injeksi pada Mesin DieselElectronic Petrol Injection (EPI) atau juga disebut Eletronic Fuel Injection (EFI) adalah teknologi pengontrolan penginjeksian bahan bakar yang berkembang saat ini pada mesin bensin menggantikan karburator. Umumnya system EPI/EFI terbagi atas 2 jenis yaitu berdasarkan jumlah injectornya dan berdasarkan penempatan injectornya.2.1.4.1 Berdasarkan Jumlah Injector Mesin EPI/EFIa. Single Point Injection (SPI)

Gambar 2.9 Single Point InjectionSingle Point Injection (SPI) atau biasa disebut Throttle Body Injection (TBI) atau Central Fuel Injection System:yaitu hanya menggunakan satu Fuel Injector untuk beberapa Cylinder. Injektornya dipasang sebelum saluran isap yaitu di atas katup throttle. Prinsip kerjanya yaitu satu injektor memasok bensin untuk keperluan beberapa silinder sekaligus. b. Multi Point Fuel Injection (MPI).

Gambar 2.10 Multi Point InjectionMulti Point Fuel Injection (MPI) disebut juga port fuel injection (PFI), menempatkan injektor di atas lubang isap (intake port). Setiap silinder memiliki satu injektor. Jadi, bila mesin terdiri dari 4 silinder berarti ada 4 injektor yang menyuplai bensin. Konstruksi multi point fuel injection dapat dilihat pada gambar di atas.Teknologi injeksi MPI memiliki kelebihan dibandingkan dengan SPI antara lain:1. Distribusi campuran udara-bahan bakarnya lebih seragam untuk masing-masingsilinder.2. Respons terhadap perubahan posisithrottlepun lebih cepat.3. Lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang diinjeksikan sesuai dengan kondisi operasi.c. Gasoline Direct injection (GDI)

Gambar 2.11 Gasoline Direct InjectionGDI yaitu Injector berada di dalam ruang bakar, sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang bakar tanpa harus melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar. Untuk lebih memperjelas posisi dari ketiga jenis posisi penempatan injektor, seperti gambar disamping.

2.1.4.2 Berdasarkan Penyalaan Bahan Bakara. Indirect InjectionYaitu system penyemprotan bahan bakar ke intake manifold seperti yang digunakan pada system penginjeksian mesin bensin, bensin disemprotkan tidak langsung ke dalam ruang bakar.

Gambar 2.12 Indirect Injection

b. Direct Injection

Gambar 2.13 Direct InjectionYaitu system penyemprotan bahan bakar langsung ke dalam ruang bakar. Injectornya berada di dalam ruang bakar, sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang bakar tanpa harus melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar.2.1.5 Komponen-komponent Penting Mesin Diesela. Mesin / motorMerupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya. Mesin tersebut dirangkai di couple langsung dengan generator.b. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar, saringan alat pemanas dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah bahan bakar membutuhkan pemindahan bahan bakar dari ujung perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar. Alat pemanas untuk minyak diperlukan untuk lokasi yang mempunyai temperature yang dingin yang menganggu aliran fluida.c. Sistem Udara Masuk Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian integral dari mesin). Kegunaan saringan udara adalah untuk membersihkan debu dari udara yang disuplai ke mesin, juga semua ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.d. Sistem Pembuangan GasTermasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur pembuangan gas panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan pemanas minyak atau persediaan udara pada mesin. Peredam mengurangi kegaduhan suara.e. Sistem Pendinginan (Cooler System)Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan air atau mesin penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan system pendinginan adalah untuk meningkatkan panas dari mesin silinder yang menyimpan temperature silinder dalam tempat yang aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala selubung mengangkut panas. Sistem pendinginan membutuhkan sumber air, sebuah pompa dan tempat untuk pembuangan air panas, penyebaran air oleh mesin pendingin ini seperti dalam alat radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan sebagainya.f. Sistem Pelumasan (lube oil system)Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring, pendingin, alat pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem pelumasan yaitu untuk mengurangi pergeseran dari bagian yang bergerak dan mengurangi pemakaian dan sobekan bagian-bagian mesin.g. Sistem Penggerak MulaTermasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya. Fungsi sistem penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem ini memungkinkan mesin pada awalnya berputar dan berjalan sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya untuk memperoleh daya.2.1.6 Prinsip Kerja Pada PLTD

Gambar 2.14 Prinsip Kerja PLTD

Keterangan Gambar:1. 27

2. Tangki penyimpanan bahan bakar.3. Penyaring bahan bakar4. Penyimpanan bahan bakar sementara 5. Pengabut6. Mesin diesel.7. Turbo charger.8. Penyaring gas pembuangan9. Tempat pembuangan gas.10. Generator11. Trafo12. Saluran transmisiPrinsip Kerja: Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan kedalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan didalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya. Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Didalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai 600C. Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan kedalam ruang bakar (combustion chamber). Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion chamber) Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar. Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi. Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya gerak listrik (ggl). Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai kebeban. Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim kebeban. Disisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).2.1.7 Kelebihan dan Kekurangan PLTDa. Kelebihan PLTD Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih tersediannya bahan bakar. Dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA. Investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain.b. Kekurangan PLTD Ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun. Menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna. Memerlukan pemeliharaan rutin. Sistem operasi tidak efisien bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN)2.2.1 Pengertian PLTNPembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik. PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat turun hingga setengah dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per unit pembangkit berkisar dari 40 MWe hingga 1000 MWe.Pada dasarnya sistem kerja dari PLTN sama dengan pembangkit listrik konvensional, yaitu: air diuapkan di dalam suatu ketel melalui pembakaran. Ulang yang dihasilkan dialirkan ke turbin yang akan bergerak apabila ada tekanan uap. Perputaran turbin digunakan untuk menggerakkan generator, sehingga menghasilkan tenaga listrik. Satu gram U-235 setara dengan 2650 kg batubara.Pada PLTN panas yang digunakan untuk menghasilkan uap yang sama, dihasilkan dari reaksi pembelahan inti bahan fisil (uranium) dalam reactor nuklir. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN.

2.2.2 Beberapa Jenis Reaktor PLTN2.2.2.1 Reaktor Nuklir dengan Pendingin GasHTGR, high temperatur gas-cooled reactor, reaktor berpendingin gas merupakan salah satu jenis reaktor nuklir yang menggunakan gas inert yang disirkulasi sebagai pendingin reaktor, gas helium sering digunakan sebagai pendingin reaktor pada desain reaktor temperatur tinggi, pada awalnya gas karbon dioksida juga digunakan dalam desain PLTN generasi sebelumnya di Inggris dan Perancis. Gas nitrogen juga digunakan dalam desain reaktor PLTN, gas yang dihasilkan sangat bervariasi tergantung jenis reaktornya. Beberapa reaktor yang menggunakan pendingin nitrogen dapat menggerakkan turbin gas secara langsung dari tekanan gas panas yang dihasilkan tanpa melalui sistem penukar panas (heat exchanger) untuk menghasilkan uap panas yang diperlukan untuk menggerakkan turbin uap. Namun beberapa jenis reaktor berpendingin nitrogen dengan desain lama memerlukan heat exchanger untuk menghasilkan uap yang diperlukan untuk menggerakkan turbin uap.

Gambar 2.15 Reaktor Nuklir Pendingin Gas

2.2.2.2 Reaktor Air BiasaHingga saat ini, di Amerika Serikat telah dibangun dan dioperasikan reaktor berpendingin air sebanyak 104, 69 reaktor berjenis PWR dan 35 reaktor berjenis BWR.

Gambar 2.16 Reaktor PWRPWR, Pressurized Water Reactor merupakan jenis reaktor berteknologi barat yang paling banyak dibangun, karakteristik reaktor jenis ini adalah adanya pressurizer, yang berfungsi mengatur tekanan sistem pendingin primer. Sebagian besar reaktor jenis PWR baik yang digunakan untuk tujuan komersil (PLTN) maupun untuk tujuan militer (kapal militer) menggunakan pressurizer. Dalam kondisi normal, pressurizer sebagian terisi air dan sebagian terisi rongga udara, dan didalam air terdapat pemanas yang berfungsi mengatur suhu air yang kemudian berpengaruh terhadap tekanan rongga udara sehingga tekanan didalam pressurizer ini akan memberikan kontribusi pada tekanan sistem primer, sehingga tekanan yang dibutuhkan pada sistem primer dapat terjaga dengan cara menaik-turunkan tekanan didalam rongga udara pressurizer.

Gambar 2.17 Reaktor BWRBWR, Boiling Water Reactor merupakan salah satu jenis reaktor daya (penghasil listrik) berpendingin air yang mempunyai karakteristik terjadinya pendidihan air pendingin didalam teras reaktor nuklir (disekitar bahan bakar) dengan porsi yang lebih rendah dibandingkan total keseluruhan air pendingin yang digunakan. Reaktor jenis ini menggunakan Uranium 235 yang diperkaya (enriched uranium) dalam bentuk Uranium Dioxide sebagai bahan bakarnya. Bahan bakar dibentuk dalam rangkaian batangan-batangan yang dibungkus stainless steel yang terendam dalam air. Reaksi fisi (nuklir-fisi) yang terjadi dalam bahan bakar mengakibatkan terjadinya pendidihan air disekitar bahan bakar yang kemudian menghasilkan uap air yang kemudian mengalir keluar dari bejana reaktor melalui pipa yang kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. Dalam kondisi normal, tekanan dikendalikan oleh jumlah uap yang mengalir dari bejana tekan reaktor menuju turbin.2.2.2.3 Reaktor Air Berat (Heavy Eater Reaktor)Reaktor Air Berat merupakan jenis Reaktor yag menggunakan D2O (Air Berat) sebagai moderator sekaligus pendingin. Reaktor ini menggunakan bahan bakar Uranium alam sehingga harus digunakan air berat yang penampang lintang serapanya terhadap neutron sangat kecil.

Gambar 2.18 PLTN CANDU PLTN dengan reaktor Air berat paling terkenal adalah CANDU (Canadian Deuterium Uranium) yang pertama dikembangkan oleh Canada. Seperti halnya Reaktor Air Tekan, Reaktor CANDU juga mempunyai sistem pendingin primer dan skunder, pembangkit uap dan pengontrol tekanan untuk mempertahankan tekanan tinggi pada sistem pendingin primer, sedangkan sistem pendingin skunder menggunakan H2O.Dalam pengoperasian Reaktor CANDU, kemurnian D2O harus di jaga pada tingkat 95-99,8%. Air berat merupakan bahan yang harganya sangat mahal dan secara fisik maupun kimia tidak dapat dibedakan secara langsung dengan H2O. Oleh sebab itu, perlu adanya penanggulangan kebocoran D2O baik dalam bentuk uap ataupun cairan. Aliran ventilasi dari ruangan dilakukan secara tertutup dan dipantau tingkat kebasahanya, sehingga kemungkinan adanya kebocoran D2O dapat diketahui secara dini.2.2.2.4 Reaktor Pembiak CepatReaktor pembiak cepat (Fast Breeder Reactor/FBR) adalah reaktor yang memiliki kemampuan untuk melakukan "pembiakan", yaitu suatu proses di mana selama reaktor beroperasi (terjadi reaksi fisi) akan dihasilkan bahan dapat belah baru (Plutonium-239) yang lebih banyak dari pada bahan dapat belah yang dikonsumsi. Plutonium-239 yang dihasilkan dan uranium-238 yang belum ber-reaksi dapat dipisahkan dari perangkat bahan bakar bekas untuk dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar. Reaktor pembiak cepat perlu dikembangkan untuk menghasilkan kesetabilan pasokan energi dan memanfaatkan bahan bakar fertil (U-238) yang melimpah di alam.

Gambar 2.19 Reaktor Pembiak Dewasa ini, di seluruh dunia beroperasi sebanyak 434 unit PLTN. Sebanyak 345 unit (80 %) di antaranya adalah jenis reaktor air ringan yang menggunakan uranium sebagai bahan bakarnya, 35 unit (8%) adalah jenis reaktor air berat dan 35 unit (8%) lainnya adalah jenis reaktor gas (Data Desember 1996). Semua PLTN di atas merupakan reaktor neutron termal atau lebih singkat disebut reaktor termal. Pada reaktor termal, energi yang dihasilkan berasal dari pembelahan inti uranium-235. Neutron berenergi tinggi (neutron cepat) diturunkan energinya dengan bahan moderator air ringan, air berat atau grafit, sehingga menjadi neutron berenergi rendah (neutron termal), sebelum diserap oleh inti U-235. Di dalam pembelahan inti dihasilkan 2-3 neutron baru yang dapat bereaksi dengan inti uranium yang lain dan seterusnya menghasilkan reaksi berantai.2.2.3 Keselamatan NuklirBerbagai usaha pengamanan dilakukan untuk melindungi kesehatan dan keselamatan masyarakat, para pekerja reaktor dan lingkungan PLTN. Usaha ini dilakukan untuk menjamin agar radioaktif yang dihasilkan reaktor nuklir tidak terlepas ke lingkungan baik selama operasi maupun jika terjadi kecelakaan. Tindakan protektif dilakukan untuk menjamin agar PLTN dapat dihentikan dengan aman setiap waktu jika diinginkan dan dapat tetap dipertahanan dalam keadaan aman, yakni memperoleh pendinginan yang cukup. Untuk ini panas peluruhan yang dihasilkan harus dibuang dari teras reaktor, karena dapat menimbulkan bahaya akibat pemanasan lebih pada reaktor.a. Keselamatan terpasangKeselamatan terpasang dirancang berdasarkan sifat-sifat alamiah air dan uranium. Bila suhu dalam teras reaktor naik, jumlah neutron yang tidak tertangkap maupun yang tidak mengalami proses perlambatan akan bertambah, sehingga reaksi pembelahan berkurang. Akibatnya panas yang dihasilkan juga berkurang. Sifat ini akan menjamin bahwa teras reaktor tidak akan rusak walaupun sistem kendali gagal beroperasi.b. Penghalang GandaPLTN mempunyai sistem pengaman yang ketat dan berlapis-lapis, sehingga kemungkinan terjadi kecelakaan maupun akibat yang ditimbulkannya sangat kecil. Sebagai contoh, zat radioaktif yang dihasilkan selama reaksi pembelahan inti uranium sebagian besar (> 99%) akan tetap tersimpan di dalam matriks bahan bakar, yang berfungsi sebagai penghalang pertama. Selama operasi maupun jika terjadi kecelakaan, kelongsongan bahan bakar akan berperan sebagai penghalang kedua untuk mencegah terlepasnya zat radioaktif tersebut keluar kelongsongan. Dalam hal zat radioaktif masih dapat keluar dari dalam kelongsongan, masih ada penghalang ketiga yaitu sistem pendingin. Lepas dari system pendingin, masih ada penghalang keempat berupa bejana tekan dibuat dari baja dengan tebal 20 cm. Penghalang kelima adalah perisai beton dengan tebal 1,5 - 2 m. Bila zat radioaktif itu masih ada yang lolos dari perisai beton, masih ada penghalang keenam, yaitu sistem pengungkung yang terdiri dari pelat baja setebal 7 cm dan beton setebal 1,5-2 m yang kedap udara. Jadi selama operasi atau jika terjadi kecelakaan, zat radioaktif benar-benar tersimpan dalam reaktor dan tidak dilepaskan ke lingkungan. Kalaupun masih ada zat radioaktif yang terlepas jumlahnya sudah sangat diperkecil sehingga dampaknya terhadap lingkungan tidak berarti.

Gambar 2.20 Sistem Keselamatan Reaktor dengan Penghalang Gandac. Pertahanan BerlapisDesain keselamatan suatu PLTN menganut falsah pertahanan berlapis (defence in depth). Pertahanan berlapis ini meliputi: lapisan keselamatan pertama, PLTN dirancang, dibangun dan dioperasikan sesuai dengan ketentuan yang sangat ketat, mutu yang tinggi dan teknologi mutakhir; lapis keselamatan kedua, PLTN dilengkapi dengan sistem pengaman/keselamatan yang digunakan untuk mencegah dan mengatasi akibat-aibat dari kecelakaan yang mungkin dapat terjadi selama umur PLTN dan lapis keselamatan ketiga, PLTN dilengkapi dengan sistem pengamanan tambahan, yang dapat diperkirakan dapat terjadi pada suatu PLTN. Namun demikian kecelakaan tersebut kemungkinan terjadinya sedemikian sehingga tidak akan pernah terjadi selama umu uperasi PLTN.d. Limbah RadioaktifSelama operasi PLTN, pencemaran yang disebabkan oleh zat radioaktif terhadap linkungan dapat dikatakan tidak ada. Air laut atau sungai yang dipergunakan untuk membawa panas dari kondensor sama sekali tidak mengandung zat radioaktif, karena tidak bercampur dengan air pendingin yang bersirkulasi di dalam reaktor. Gas radioaktif yang dapat keluar dari sistem reaktor tetap terkungkung di dalam system pengungkung PLTN dan sudah melalui sistem ventilasi dengan filter yang berlapis-lapis. Gas yang dilepas melalui cerobong aktivitasnya sangat kecil (sekitar 2 milicurie/tahun), sehingga tidak menimbulkan dampak terhadap lingkungan. Pada PLTN sebagian besar limbah yang dihasilkan adalah limbah aktivitas rendah (70 80 %). Sedangkan limbah aktivitas tinggi dihasilkan pada proses daur ulang elemen bakar nuklir bekas, sehingga apabila elemen bakar bekasnya tidak didaur ulang, limbah aktivitas tinggi ini jumlahnya sangat sedikit. Penangan limbah radioaktif aktivitas rendah, sedang maupun aktivitas tinggi pada umumnya mengikuti tiga prinsip, yaitu: Memperkecil volumenya dengan cara evaporasi, insenerasi, kompaksi/ditekan. Mengolah menjadi bentuk stabil (baik fisik maupun kimia) untuk memudahkan dalam transportasi dan penyimpanan. Menyimpan limbah yang telah diolah, di tempat yang terisolasi. Pengolahan limbah cair dengan cara evaporasi/pemanasan untuk memperkecil volume, kemudian dipadatkan dengan semen (sementasi) atau dengan gelas masif (vitrifikasi) di dalam wadah yang kedap air, tahan banting, misalnya terbuat dari beton bertulang atau dari baja tahan karat. Pengolahan limbah padat adalah dengan cara diperkecil volumenya melalui proses insenerasi/pembakaran, selanjutnya abunya disementasi. Sedangkan limbah yang tidak dapat dibakar diperkecil volumenya dengan kompaksi/penekanan dan dipadatkan di dalam drum/beton dengan semen. Sedangkan limbah padat yang tidak dapat dibakar atau tidak dapat dikompaksi, harus dipotong-potong dan dimasukkan dalam beton kemudian dipadatkan dengan semen atau gelas masif. Selanjutnya limbah radioaktif yang telah diolah disimpan secara sementara (10-50 tahun) di gudang penyimpanan limbah yang kedap air sebelum disimpan secara lestari. Tempat penyimpanan lembah lestari dipilih di tempat/lokasi khusus, dengan kondisi geologi yang stabil dan secara ekonomi tidak bermanfaat. Gambar 2.22 Pengolahan limbah

2.2.4 Prinsip Kerja PLTNPrinsip kerja PLTN sebenarnya mirip dengan pembangkit listrik lainnya, misalnya Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi. Uap bertekanan tinggi pada PLTU digunakan untuk memutar turbin. Tenaga gerak putar turbin ini kemudian diubah menjadi tenaga listrik dalam sebuah generator.Perbedaan PLTN dengan pembangkit lain terletak pada bahan bakar yang digunakan untuk menghasilkan uap, yaitu Uranium. Reaksi pembelahan (fisi) inti Uranium menghasilkan tenaga panas (termal) dalam jumlah yang sangat besar serta membebaskan 2 sampai 3 buah neutron. Sebagai pemindah panas biasa digunakan air yang disirkulasikan secara terus menerus selama PLTN beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO, atau NOx, juga tidak melepaskan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Satu gram U-235 setara dengan 2650 Kg batubara.Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan dilokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara lestari.

Gambar 2.23 Prinsip Kerja PLTN

Gambar 2.24 Prinsip kerja dari PLTN

2.2.5 Kelebihan dan Kekurangan PLTNa. Kelebihan PLTN Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal). Gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas). Tidak mencemari udara, tidak menghasilkan gas-gas berbahaya seperti karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate, atau asap fotokimia. Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal). Biaya bahan bakar rendah, hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan. Ketersedian bahan bakar yang melimpah, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan.b. Kekurangan PLTN Menghasilkan bahan sisa radioaktif yang berumur sangat panjang sehingga harus disimpan dan diamankan untuk jangka waktu yang sangat lama. Dapat melepaskan bahan-bahan radioaktif. Perlu ditambahkan bahwa pelepasannya adalah sedemikian rendahnya sehingga tidak begitu berarti apabila dibandingkan dengan latar belakang radiasi yang sudah ada dalam alam. Pelepasan bahan-bahan radioaktif dari suatu Pusat Listrik Tenaga Batu-bara yang berasal dari radio-aktivitas alam dalam batubara dapat melebihi pelepasan radioaktif dari Pusat Listrik Tenaga Nuklir. Dalam PLTN terdapat himpunan bahan-bahan radioaktif dalam jumlah amat besar yang harus dikungkung, dalam keadaan bagaimanapun juga. Oleh karena itu, segi-segi keselamatan yang bersangkutan dengan kemungkinan terjadinya kecelakaan dapat lebih berat dibandingkan dengan PLT-Batubara. Modal yang diperlukan untuk pembangunan PLTN lebih besar dan waktu pembangunannya lebih lama dibandingkan dengan PLT-Batubara. Selain itu Energi nuklir juga dapat digunakan sebagi senjata. Dalam hal ini senjata nuklir ini sudah di gunakan 2 kali, yaitu oleh amerika dalam perang dunia II untuk menghancurkan Kota Hiroshima dan Nagasaki. Yang paling berbahaya dari Energi Nuklir ini (Jika PLTN meledak, Atau dalam senjata) adalah Radiasi Radioaktif. Radiasi tersebut dapat menyebabkan kanker, baik kanker kulit, tulang, darah, dsb. Selain itu Radiasi tersebut juga menyebakan mutasi gen, bahkan menyebabkan kematian. Kecelakan Nuklir terparah sepanjang sejarah terjadi di rusia pada Tanggal 26 April 1986, tepatnya di Chernobyl. Jumlah korban kecelakaan di Chernobyl yang mencapai 1 juta jiwa.

BAB IIIPENUTUP3.1 KesimpulanBerdasarkan isi makalah ini maka dapat disimpulkan bahwa sumber energi listrik merupakan hal penting untuk menunjang kehidupan manusia. Oleh karena itu, pembangkit listrik seperti halnya PLTD dan PLTN sangat diperlukan untuk mencukupi kebutuhan listrik dunia. PLTD dalam penggunaannya adalah pembangkit listrik yang dapat menggunakan BBM dan BBG sebagai sumber energinya untuk menggerakan piston yang kemudian dikonversi menjadi gerakan berputar. Hasil konversi tadi digunakan untuk memutar generator dan menghasilkan listrik. Pembangunan dan perawatannya yang murah membuat PLTD paling banyak di bangun di Indonesia. Namun seiring dengan waktu harga bahan bakar Mesin Diesel yaitu BBM mengalami kenaikan harga dan BBM merupakan sumber daya tak terbarukan sehingga apabila suatu saat minyak dunia habis maka Mesin Diesel tidak dapat diterapkan lagi sebagai PLTD. PLTN merupakan salah satu pembangkit listrik masa depan yang diharapkan dapat menggantikan pembangkit listrik yang masih menggunakan bahan bakar fosil sebagai sumber tenaganya. PLTN merupakan pembangkit listrik yang menggunakan Uranium-235 sebagai sumber energinya. Sumber energi 1 gr Uranium setara dengan 2650 kg batubara, hal ini membuat penggunaan PLTN lebih hemat energi. Dalam Penggunaanya Reaktor nuklir tempat terjadinya reaksi inti menghasilkan uap panas yang dapat digunakan untuk menggerakan turbin sehingga hasil akhirnya akan menghasilkan energi listrik. Dalam pemikiran masyarakat banyak PLTN merupakan pengaruh buruk bagi lingkungan, hal ini akibat adanya kecelakaan dari beberapa PLTN di dunia (contoh: Chernobyl-Uni Soviet) yang menggemparkan dunia waktu itu. Belajar dari pengalaman buruk yang pernah terjadi membuat banyak PLTN dunia memasang pertahanan berlapis untuk menanggulangi kejadi buruk terulang kembali.3.2 SaranKritik dan Saran yang bersifat membangun selalu saya harapkan demi kesempurnaan makalah. Bagi para pembaca yang ingin mengetahui lebih jauh mengenai PLTD dan PLTN, penulis mengharapkan agar para pembaca membaca buku-buku lainnya yang berkaitan dengan judul PLTD dan PLTN.