MAKALAH KAPITA SELEKTA

POWER PLANT

Disusun Oleh :

Nama : Muhammad Taufik

No. Pokok : 111100006

INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

SERPONG

2014

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, atas

limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan makalah

yang berjudul “Power Plant”.

Makalah ini disusun sebagai salah satu syarat bagi penulis untuk memenuhi nilai

pada mata kuliah Pengetahuan Lingkungan pada Program Studi Teknik Elektro.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini tak luput dari

kesalahan dan kekurangan. Karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dari semua pihak.

Akhir kata penulis berharap semoga makalah ini dapat berguna bagi kita semua,

Amin.

Tangerang Selatan, 23 Mei 2014

Penulis

ii | P a g e

DAFTAR ISI

COVER....................................................................................................................i

KATA PENGANTAR.............................................................................................ii

DAFTAR ISI............................................................................................................iii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1

1.1 Latar Belakang..............................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah.........................................................................................2

1.3 Tujuan Penulisan...........................................................................................2

1.4 Manfaat Penulisan.........................................................................................2

BAB II Tinjauan Pustaka.........................................................................................3

2.1 PLTGU..........................................................................................................3

2.1.1 Definisi PLTGU.........................................................................................3

2.1.2 Proses Produksi Listrik Pada PLTGU.......................................................4

2.1.3 Komponen Sistem PLTGU........................................................................6

2.2 PLTA............................................................................................................12

2.2.1 Definisi PLTA............................................................................................12

2.2.2 Bendungan.................................................................................................12

2.2.3 Turbin.........................................................................................................13

2.2.4 Generator...................................................................................................15

2.2.5 Jalur Transmisi...........................................................................................16

2.2.6 Pipa Pesat (Penstock).................................................................................16

2.2.7 Cara Kerja PLTA.......................................................................................17

BAB IV Penutup......................................................................................................19

3.2 Kesimpulan...................................................................................................19

DAFTAR PUSTAKA

iii | P a g e

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan di bidang industri, properti dan lain sebagainya pada dasawarsa

terakhir ini berkembang sangat pesat. Hal ini berdampak pada kenaikan

kebutuhan akan energi listrik. Dengan melihat perkembangan tersebut, maka

tuntutan akan adanya unit-unit pembangkit sebagai pusat penghasil energi listrik

terimbas untuk berkembang, baik disisi besar kapasitas yang mampu dihasilkan

maupun di sisi teknologi khususnya rekayasa permesinan, sistem operasi dan

pemeliharaannya. Tenaga listrik merupakan salah satu faktor yang penting dalam

pembangunan suatu negara. Hal ini terlihat bahwa kemajuan suatu negara dapat

diukur dari konsumsi tenaga listrik per kapita negara tersebut.

Di Indonesia kebutuhan tenaga listrik dari tahun ke tahun terus meningkat.

Sejalan dengan peningkatan kebutuhan tenaga listrik tersebut, produksi tenaga

listrik juga terus meningkat. Pada akhir PELITA IV produksi tenaga listrik

mencapai 46,81 TWh dan sebesar 54,34 % disediakan oleh PLN, yang terdiri atas

produksi sendiri sebesar 24,49 TWh dan pembelian sebesar 0,94 TWh.

Peningkatan produksi tenaga listrik terlihat dari meningkatnya produksi per

kapita dari 150,1 kWh/kapita pada akhir PELITA III menjadi 261,8 kWh/kapita

pada tahun akhir PELITAIV.

Untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik, PLN membangkitkan tenaga listrik

dengan berbagai jenis pembangkit. Besarnya kapasitas terpasang PLN sampai

bulan Maret 1989 mencapai 8,53 GW dengan pangsa yang tertinggi adalah PLTU

sebesar 40,06 %, diikuti PLTA sebesar 23,09 %, PLTD sebesar 20,74 %, PLTG

sebesar 14,46 % dan yang paling kecil pangsanya adalah PLTP sebesar 1,64 %.

Kapasitas terpasang PLTU keseluruhan sebesar 3.416,95 MW. Untuk itu pada

makalah ini akan dibahas tentang power plant dari PLTGU dan PLTA.

1 | P a g e

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah tersebut, muncul permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana power plant di PLTGU?

2. Bagaimana power plant di PLTA?

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan karya tulis ini sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui power plant pada PLTGU.

2. Untuk mengetahui power plant pada PLTA.

1.4 Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan karya tulis ini sebagai berikut:

1. Memberikan informasi tentang powe plant pada PLTGU beserta sistem

kerjanya.

2. Memberikan informasi tentang powe plant pada PLTA beserta sistem kerjanya.

2 | P a g e

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 PLTGU

2.1.1. Definisi PLTGU

PLTGU adalah gabungan antara PLTG dengan PLTU, dimana panas dari

gas buang dari PLTG digunakan untuk menghasilkan uap yang digunakan

sebagai fluida kerja di PLTU. Dan bagian yang digunakan untuk

menghasilkan uap tersebut adalah HRSG (Heat Recovery Steam

Generator).

PLTGU merupakan suatu instalasi peralatan yang berfungsi untuk

mengubah energi panas (hasil pembakaran bahan bakar dan udara)

menjadi energi listrik yang bermanfaat. Pada dasarnya, sistem PLTGU ini

merupakan penggabungan antara PLTG dan PLTU. PLTU memanfaatkan

energi panas dan uap dari gas

buang hasil pembakaran di PLTG untuk memanaskan air di HRSG (Heat

Recovery Steam Genarator), sehingga menjadi uap jenuh kering. Uap

jenuh kering inilah yang akan digunakan untuk memutar sudu (baling-

baling) Gas yang dihasilkan dalam ruang bakar pada Pusat Listrik

Tenaga Gas (PLTG) akan menggerakkan turbin dan kemudian generator,

yang akan mengubahnya menjadi energi listrik. Sama halnya dengan

PLTU, bahan bakar PLTG bisa berwujud cair (BBM) maupun gas (gas

alam). Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi

pembakaran dan prosesnya. Prinsip kerja PLTG adalah sebagai berikut,

mula-mula udara dimasukkan dalm kompresor dengan melalui air filter /

penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk ke dalam kompresor

tersebut. Pada kompresor tekanan udara dinaikkan lalu dialirkan ke

ruang bakar untuk dibakar bersama bahan bakar. Disini, penggunaan

bahan bakar menentukan apakah bisa langsung dibakar dengan udara

atau tidak. turbin uap.

Jika menggunakan BBG, gas bisa langsung dicampur dengan udara untuk

dibakar. Tapi jika menggunakan BBM harus dilakukan proses pengabutan

3 | P a g e

dahulu pada burner baru dicampur udara dan dibakar. Pembakaran bahan

bakar dan udara ini akan menghasilkan gas bersuhu dan bertekanan tinggi

yang berenergi (enthalpy). Gas ini lalu disemprotkan ke turbin, hingga

enthalpy gas diubah oleh turbin menjadi energi gerak yang memutar

generator untuk menghasilkan listrik. Setelah melalui turbin sisa gas panas

tersebut dibuang melalui cerobong/stack. Karena gas yang disemprotkan

ke turbin bersuhu tinggi, maka pada saat yang sama dilakukan

pendinginan turbin dengan udara pendingin dari lubang udara pada

turbin.Untuk mencegah korosi akibat gas bersuhu tinggi ini, maka bahan

bakar yang digunakan tidak boleh mengandung logam Potasium,

Vanadium, dan Sodium yang melampaui 1 part per mill (ppm).

2.1.2 Proses Produksi Listrik Pada PLTGU

Secara umum sistem produksi tenaga listrik pada PLTGU dibagi menjadi

dua siklus, yaitu sebagai berikut :

a. Siklus Terbuka (Open Cycle)

Siklus Terbuka merupakan proses produksi listrik pada PLTGU dimana

gas buangan dari turbin gas langsung dibuang ke udara melalui

cerobong saluran keluaran. Suhu gas buangan di cerobong saluran

keluaran ini mencapai 550C. Proses seperti ini pada PLTGU dapat

disebut sebagai proses pembangkitan listrik turbin gas yaitu suatu

proses pembangkitan listrik yang dihasilkan oleh putaran turbin gas.

Proses produksi listrik pada PLTGU ditunjukkan pada gambar 2.

b. Siklus Tertutup (Closed Cycle)

Jika pada Siklus Terbuka gas buang dari turbin gas langsung dibuang

melalui cerobong saluran keluaran, maka pada proses Siklus Tertutup,

gas buang dari turbin gas akan dimanfaatkan terlebih dahulu untuk

memasak air yang berada di HRSG (Heat Recovery Steam Generator).

Kemudian uap yang dihasilkan dari HRSG tersebut akan digunakan

untuk memutar turbin uap agar dapat menghasilkan listrik setelah

terlebih dahulu memutar generator. Jadi proses Siklus Tertutup inilah

yang disebut sebagai proses Pembangkitan Listrik Tenaga Gas Uap

yaitu proses pembangkitan listrik yang dihasilkan oleh putaran turbin

4 | P a g e

gas dan turbin uap.

Daya listrik yang dihasilkan pada proses Siklus Terbuka tentu lebih

kecil dibandingkan dengan daya listrik yang dihasilkan pada proses

produksi listrik Siklus Tertutup. Pada prakteknya, kedua siklus diatas

disesuaikan dengan kebutuhan listrik masyarakat. Misalnya hanya

diinginkan Siklus Terbuka karena pasokan daya dari Siklus Terbuka

sudah memenuhi kebutuhan listrik masyarakat. Sehingga damper (stack

holder) yang membatasi antara cerobong gas dan HRSG dibuat close,

dengan demikian gas buang dialirkan ke udara melalui cerobong

saluran keluaran. Dan apabila dengan Siklus Terbuka kebutuhan listrik

masyarakat belum tercukupi maka diambil langkah untuk menerapkan

Siklus Tertutup. Namun demikian dalam sistem mekanik elektrik, suatu

mesin akan lebih baik pada kondisi selalu beroperasi, karena apabila

mesin berhenti akan banyak mengakibatkan korosi, perubahan

pengaturan (setting), mur atau baut yang mulai kendur dan sebagainya.

Selain itu dengan selalu beroperasi lebih mengefektifkan daya,

sehingga daya yang dihasilkan menjadi lebih besar. Jadi secara garis

besar untuk produksi listrik di Pembangkit Listrik Tenaga Gas Uap

dibagi menjadi 2 proses berikut ini :

1) Proses Pembangkitan Listrik Turbin Gas.

2) Proses Pembangkitan Listrik Turbin Uap.

Gambar 1. Diagram Alir PLTGU

5 | P a g e

2.1.3 Komponen Sistem PLTGU

Sistem PLTGU dapat dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: sistem

GTG, HRSG dan STG.

a. Sistem Generator Turbin Gas (Gas Turbine Generator)

Turbin adalah suatu pesawat pengubah daya dari suatu media yang

bergerak misalnya air, udara, gas dan uap, untuk memutar generator

sehingga menghasilkan tenaga listrik. Pada PLTG/U, media yang

digunakan untuk memutar turbin adalah gas panas yang didapatkan dari

pembakaran bahan bakar yang sudah dicampur udara dalam ruang

bakar.

Udara pembakaran didapat dari kompresor yang terpasang satu poros

dengan turbin. Karena konstruksinya yang demikian, maka daya yang

dihasilkan tidak sepenuhnya untuk memutarkan generator, tetapi

sebagian besar untuk memutarkan kompresor sehingga menyebabkan

efisiensi PLTG/U rendah.

Pada prinsipnya turbin gas di PLTG Muara Karang menggunakan

sistem terbuka. Pada sistem ini gas buang yang telah dipakai untuk

memutar turbin masih mempunyai suhu 514 0C dan tekanan yang

tinggi sekitar 1 atm, yang nantinya pada sistem tertutup digunakan

untuk memanaskan HRSG (Heat Recovery Steam Generator).

Mula-mula rotor (kompresor dan turbin) di putar oleh alat penggerak

awal yaitu motor listrik. Kemudian kompresor menghisap udara

atmosfer dan menaikan tekanan beberapa kali lipat (1-8) tekanan

semula. Udara bertekanan tinggi tersebut masuk ke dalam ruang bakar

dimana ruang bakar itu pula ditempatkan sejumlah bahan bakar dan

dinyalakan oleh busi. Untuk ruang bakar lainnya cukup dengan

disambung penyalanya dan busi hanya menyala beberapa detik saja.

Akibat dari pembakaran akan menaikan suhu dan volume dari gas

bahan bakar tersebut, sekali terjadi percikan maka terjadi pembakaran

selama bahan bakar disemprotkan ke dalamnya. Gas yang yang

dihasilkan mempunyai tekanan dan temperatur tinggi kemudian

berekspansi dalam sebuah turbin dan selanjutnya ke atmosfir (melalui

saluran keluaran) untuk Siklus Terbuka. Pembakaran akan terus

6 | P a g e

berlangsung selama aliran bahan bakar tidak berhenti. Pada saat gas

panas masuk ke dalam turbin gas, gas tersebut memutarkan turbin,

kompresor, alat bantu dan generator.

Komponen–komponen utama sistem GTG adalah sebagai berikut.

1) Cranking Motor adalah motor yang digunakan sebagai penggerak

awal atau start up sistem GTG. Motor cranking mendapat suplai

listrik tegangan 6 kV yang berasal dari switch gear.

2) Filter Udara merupakan filter yang berfungsi untuk menyaring udara

bebas agar udara yang mengalir menuju ke kompresor merupakan

udara yang bersih.

3) Kompresor berfungsi mengkompresi udara dalam turbin gas.

4) Ruang bakar, berfungsi sebagai tempat pembakaran di dalam sistem

turbin gas. Dapat berupa ruang bakar tunggal atau terdiri dari ruang

– ruang bakar yang banyak.

5) Turbin, berfungsi untuk mengekspansi gas panas hingga

menghasilkan energi mekanis untuk menggerakkan generator.

6) Generator berfungsi sebagai pembangkit energi listrik dimana di

dalamnya terjadi proses perubahan dari energi mekanik ke listrik.

Sedangkan untuk peralatan pendukung sistem turbin gas, adalah

sebagai berikut :

1) Sistem Pelumas (Lube Oil Sistem)

Fungsi utama sistem pelumas ini adalah untuk melumasi bearing–

bearing baik untuk bearing turbin gas maupun bearing generator. Di

samping itu juga digunakan sebagai penyuplai minyak untuk sistem

hidrolik pada Pompa Minyak Hidrolik (hydraulic Oil Pump). Mula–

mula sebelum turbin gas dioperasikan, maka Pompa Minyak

Pembantu ( AOP = Auxiliary Oil Pump) dihidupkan untuk

menyuplai minyak pelumas ke dalam bearing turbin gas dan

generator untuk selanjutnya diputar pada putaran turning gear atau

dalam keadaan pendinginan (on cooldown) pada putaran lebih dari

30 rpm, dengan tujuan agar ketika pengidupan (start up), gaya geser

(friction force) yang terjadi antara metal bearing dengan poros

7 | P a g e

turbin gas dan generator dapat dikurangi. Kemudian setelah turbin

gas mulai berjalan dan putaran mulai naik sampai putaran normal,

maka suplai minyak pelumas akan diambil alih dari AOP ke Main

Lube Oil Pump (MOP), di mana pompa ini diputar melalui

hubungan antara Accessories gear atau Load Gear dengan poros

turbin gas.

2) Sistem bahan Bakar (Fuel Oil Sistem)

Sistem pembakaran untuk PLTG/U ini menggunakan minyak HSD

(High Speed Diesel). Pada proses penyaluran bahan bakar,

dilakukan melalui instalasi perpipaan yang menghubungkan tangki

penampungan sampai ke ruang bakar. Aliran bahan bakar dari

tangki penampung dipompa dengan transfer pump melalui

flowmeter untuk perhitungan pemakaian. Kemudian untuk

mendapakan hasil pembakaran yang maksimal maka dipasang Main

Oil Pump yang terpasang dan berputar melalui hubungan dengan

poros turbin gas dengan Accessories Gear. Dan untuk mengatur

jumlah aliran bahan bakar yang masuk ke ruang bakar diatur dengan

Katup Kendali (control valve) yang berfungsi sebagai governor.

3) Sistem Pendingin (Cooling Sistem)

Ketika minyak pelumas digunakan untuk melumasi bearing –

bearing pada turbin gas dan generator, mengakibatkan temperatur

dari minyak pelumas ini menjadi lebih tinggi, sehingga minyak

pelumas tersebut perlu pendinginan. Adapun sebagai media

pendingin minyak pelumas digunakan air melalui sirkulasi di dalam

heat exchanger dan untuk mendinginkan air yang bertemperatur

lebih tinggi akibat transfer panas di dalam heat exchanger, maka air

pendingin ini akan didinginkan dengan dihembuskan di kisi – kisi

radiator. Demikian sirkulasi ini berlangsung secara tertutup dan

untuk mensirkulasi air pendingin digunakan Water Cooling

Circulating Pump.

8 | P a g e

4) Sistem Hidrolik (Hydraulic Sistem)

Sistem hidraulik digunakan untuk menggerakkan Main Stop Valve,

di mana didalam mekanisme operasinya untuk membuka dan

menutup main stop valve diperlukan hidrolik yang diambil dari

Piping Sistem pelumas turbin gas kemudian dipompa dengan

hydraulic oil pump. Adapun fungsi dari main stop valve adalah

untuk menghentikan laju aliran bahan bakar minyak saat unit terjadi

gangguan atau untuk membuka saluran bahan bakar pada sistem

perpindahan bahan bakar (katub utama bahan bakar).

b. Sistem Generator Turbin Uap (Steam Turbine Generator)

Turbin uap adalah suatu penggerak mula yang mengubah energi

potensial uap menjadi kinetik, energi kinetik ini selanjutnya diubah

menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin. Poros

turbin, langsung atau dengan bantuan roda gigi reduksi, dihubungkan

dengan mekanisme yang digerakannya. Tergantung dari jenis mekanik

yang dipisahkan, turbin uap dapat digerakan pada berbagai bidang

industri, dan untuk pembangkit listrik.

Pengubahan energi potensial menjadi energi kinetik dalam bentuk

poros dilakukan dalam berbagai cara. Turbin uap secara umum

diklasifikasikan ke dalam tiga jenis, impuls, reaksi dan gabungan,

tergantung pada cara perolehan pengubahan energi potensial menjadi

energi kinetik akibat semburan uap.

Komponen utama Sistem STG adalah sebagai berikut.

1) Turbin Uap (Steam Turbine), berfungsi untuk mengekspansi uap

superheat hingga menghasilkan energi mekanis untuk

menggerakkan generator.

2) Generator, berfungsi untuk menghasilkan energi listrik di

mana di dalamnya terjadi proses perubahan energi mekanis menjadi

energi listrik.

3) Kondensor (Condenser), berfungsi sebagai penampung air

condensate sekaligus sebagai tempat pendinginan uap bekas hasil

ekspansi turbin uap dimana media air laut digunakan sebagai media

9 | P a g e

pendinginnya.

4) Tangki air Pengisi (Feed Water Tank), tangki ini berisi air murni

sebagai tandon pengisi air condenser.

5) Pompa air Pengisi (Feed Water Pump), pompa ini memindahkan air

pengisi dari tangki air pengisi ke condenser dan menjaga level

condenser tetap pada kondisi normal.

Peralatan Pendukung Sistem Turbin Uap adalah sebagai berikut.

1) Sistem minyak pelumas turbin uap digunakan untuk melumasi

bearing turbin uap dan bearing generator, dimana pada sistem ini

terdapat peralatan Main Lube Oil Pump (MOP), Lube Oil Pump

(LOP), Emergency Oil Pump (EOP) dan Lube Oil Cooler. Mula–

mula pada kondisi dimana turbin uap masih dalam putaran turning

gear, maka sistem pelumasan akan didistribusikan dan disirkulasi

minyak, dengan main lube oil pump. Selanjutnya setelah turbin uap

berputar dan sampai kondisi berbeban, maka seluruh sistem

pelumasan akan didistribusikan dan disirkulasikan minyak pelumas

ini dengan menggunakan main lube oil pump (MOP) dan lube oil

pump (LOP).

2) Sistem Pendingin Minyak Pelumas digunakan untuk mendinginkan

temperatur minyak pelumas yang tinggi setelah digunakan untuk

melumasi bearing – bearing turbin uap dan generator yang kemudian

dialirkan masuk ke dalam lube oil cooler, di mana media pendingin

yang digunakan adalah air (Closed Cycle Cooling Water). Air yang

bertemperatur tinggi setelah digunakan untuk mendinginkan minyak

pelumas akan didinginkan di dalam heat exchanger dengan media

pendinginnya diambil dari air laut melalui Pompa Sirkulasi Air

(discharge circulating water pump).

3) Sistem Hidrolik pada sistem turbin uap digunakan untuk membuka

maupun menutup Katup Penghenti Utama (main stop valve) dan

menggerakkan control valve (Governor) pada pipa suplai uap

superheat untuk memutar turbin. Di mana yang digunakan untuk

sistem hidrolik ini merupakan minyak hidrolik yang tertampung di

dalam tangki dan disuplai dengan menggunakan pompa minyak

10 | P a g e

hidrolik (hydraulic oil pump).

4) Sistem Pendingin Siklus Tertutup ini terdiri dari Closed Cycle

Cooling Water Heat Exchanger (CCCW), Closed Cycle Cooling

Water Pump (CCCWP). Sirkulasi air pendingin ini digunakan untuk

mendinginkan turbin uap Lube Oil Cooler (LOC), turbin uap

Generator Hydrogen Cooler (GHC) dan Hydraulic Oil Cooler serta

bearing – bearing pompa di HRSG. Air dari sisi outlet CCCW yang

bertemperatur lebih rendah setelah didinginkan dengan air laut yang

diambil dari sisi discharge CWP akan digunakan sebagai media

pendingin di dalam LOC dan GHC selanjutnya dari sisi outlet

peralatan ini, air yang bertemperatur lebih tinggi dipompa

menggunakan CCCWP masuk ke dalam CCCW, demikian siklus air

ini berlangsung secara tertutup.

c. Heat Recovery Steam Generator Sistem (HRSG)

Energi panas yang terkandung dalam gas buang/saluran keluaran turbin

gas yang temperaturnya masih cukup tinggi (sekitar 5630C) dialirkan

masuk ke dalam HRSG untuk memanaskan air di dalam pipa–pipa

pemanas (evaporator), selanjutnya keluar melalui cerobong dengan

temperatur sekitar 1500C. Air di dalam pipa–pipa pemanas yang berasal

dari drum mendapat pemanasan dari gas panas tersebut, sebagian besar

akan berubah menjadi uap dan yang lain masih berbentuk air.

Campuran air dan uap selanjutnya masuk kembali ke dalam drum. Di

dalam drum, uap dipisahkan dari air dengan menggunakan pemisah uap

yang disebut Separator. Uap yang sudah terpisah dari air selanjutnya

dipanaskan lebih lanjut, sehingga kemudian dapat digunakan untuk

menggerakkan turbin uap, sedangkan air yang tidak menjadi uap

disirkulasikan kembali ke pipa–pipa pemanas, bersama–sama dengan

air pengisi yang baru. Demikian proses ini berlangsung terus menerus

selama unit beroperasi.

11 | P a g e

2.2 PLTA

2.2.1.Definisi PLTA

Hydropower lebih dikenal di Indonesia dengan sebutan Pembangkit

Listrik Tenaga Air (PLTA). Pembangkit tersebut menghasilkan tenaga

listrik dengan menfaatkan kekuatan gravitasi dari air terjun atau arus air.

PLTA ini termasuk bentuk energi terbarukan (renewable energy) yang

digunakan secara luas. Dibandingkan pembangkit listrik tipe lain, PLTA

tergolong pembangkit yang tidak menghasilkan limbah secara langsung.

Kelebihan lain adalah level emisi gas rumah kaca karbondioksida (CO2)

dari PLTA yang sangat rendah dibandingkan dengan pembangkit yang

menggunakan bahan bakar dari fosil.

Dengan besarnya keuntungan tersebut, banyak negara membangun

PLTA untuk memenuhi kebutuhan listrik mereka.

2.2.2 Bendungan

berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk menciptakan tinggi

jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun dengan tujuan

untuk menyimpan energi. 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.

12 | P a g e

Gambar 3 Bendungan

2.2.3 Turbine

berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. gaya

jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar.

Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi

dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar

turbin. Selanjutnya turbin merubah energi kenetik yang disebabkan gaya

jatuh air menjadi energi mekanik. 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

13 | P a g e

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.

Berikut bagian – bagian turbin secara umum :

a) Rotor yaitu bagian yang berputar pada sistem yang terdiri dari :

- Sudu-sudu berfungsi untuk menerima beban pancaran yang

disemprotkan Oleh nozzle.

- Poros berfungsi untuk meneruskan aliran tenaga yang berupa

gerak putar\ yang dihasilkan oleh sudu.

- Bantalan berfungsi sebagai perapat-perapat komponen-

komponen dengan tujuan agar tidak mengalami kebocoran

pada sistem.

b) stator yaitu bagian yang diam pada sistem yang terdiri dari :

- Pipa pengarah/nozzle berfungsi untuk meneruskan alira

fluida sehinggatekanan dan kecepatan alir fluida yang

digunakan di dalam sistem besar.

- Rumah turbin berfungsi sebagai rumah kedudukan komponen

komponen dari turbin.

14 | P a g e

2.2.4 Generator

Gambar 4 Generator

Dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika

baling-baling turbin berputar maka generator juga ikut berputar.

Generator selanjutnya merubah energi mekanik dari turbin menjadi energi

elektrik. Generator di PLTA bekerja seperti halnya generator pembangkit

listrik lainnya. Putaran rotor dipengaruhi oleh frekuensi dan jumlah

pasang kutub pada rotor, sesuai dengan persamaan: Generator listrik

adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi

mekanis. Generator terdiri leh 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.

15 | P a g e

Menurut jenis penempatan thrust bearingnya, generator dibedakan menjadi

empat, yaitu:

1. Jenis biasa – thrust bearing diletakkan diatas generator dengan 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 bearing

diletakkan diatas rotor.

4. Jenis Penunjang Bawah – thrust bearing diletakkan dibawah coupling.

Generator yang digunakan di Saguling adalah jenis Setengah Payung.

2.2.5 Jalur Transmisi

berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah

dan pusat industry (lihat gambar 5).

Gambar 5 Jalur transmisi

2.2.6 Pipa Pesat (Penstock)

berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin.

Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm

diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan

pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak 16 | P a g e

penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 m diatas permukaan

air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk

mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung

pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnya pipa

pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara

dari dalam pipa pesat pada saat start awal PLTMH mulai dioperasikan. ½

inch.Diameter pipa udara ± .

2.2.7 Cara Kerja PLTA

Aliran sungai dengan sejumlah anak sungainya dibendung dengan sebuah

Dam. Airnya ditampung dalam waduk yang kemudian dialirkan melaui

Pintu Pengambilan Air (Intake Gate) yang selanjutnya masuk ke dalam

Terowongan Tekan (Headrace Tunnel). Sebelum memasuki Pipa Pesat

(Penstock), air harus melewati Tangki Pendatar (Surge Tank) yang

berfungsi untuk mengamankan pipa pesat apabila terjadi tekanan kejut

atau tekanan mendadak yang biasa disebut sebagai pukulan air (water

hammer) saat Katup Utama (Inlet Valve) ditutup seketika. Setelah Katup

Utama dibuka, aliran air memasuki Rumah Keong (Spiral Case). Aliran air

yang bergerak memutar Turbin dan dari turbin, air mengalir keluar melalui

Pipa Lepas (Draft Tube) dan selanjutnya dibuang ke Saluran Pembuangan

(Tail Race). Poros turbin yang berputar tersebut dikopel dengan poros

Generator sehingga menghasilkan energi listrik. Melalui Trafo Utama

(Main Transformer), energi listrik disalurkan melewati Saluran Udara

Tegangan Tinggi (SUTT) 70 kV ke konsumen melalui Gardu Induk.

Komponen – kompnen dasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan

transmisi. Dam berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar

karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu

dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. contoh waduk Jatiluhur

yang berkapasitas 3 miliar kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6

miliar kubik.

Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi

mekanik. gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan

turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan

17 | P a g e

menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling

digantikan air untuk memutar turbin. Perputaran turbin ini di hubungkan

ke generator. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis,

Kaplan, Pelton, dll.

Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox.

Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet

didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang

membangkitkan arus AC.

Travo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar

listrik tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Travo yang

digunakan adalah travo step up.

Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah –

rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan

lagi dengan travo step down.

18 | P a g e

BAB III

PENUTUP

3. Kesimpulan

Hal yang dapat disimpulkan dari karya tulis ini, sebagai berikut :

1. Secara umum sistem produksi tenaga listrik pada PLTGU dibagi menjadi dua

siklus, yaitu siklus terbuka dan tertutup.

2. Sistem PLTGU dapat dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: sistem GTG,

HRSG dan STG.

3. Hydropower lebih dikenal di Indonesia dengan sebutan Pembangkit Listrik

Tenaga Air (PLTA). Pembangkit tersebut menghasilkan tenaga listrik dengan

menfaatkan kekuatan gravitasi dari air terjun atau arus air.Dari hasil komposisi

bahan yang telah didapat kualitas bahan dasar semen yang dibuat dari sampah

lebih baik dari bahan semen biasa.

4. Bagian utama dari sistem PLTA yaitu bendungan, turbine, generator, jalur

transmisi, dan pipa pesat.

19 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sejarah Hydropower dari Perancis hingga Indonesia.

http://www.listrikindonesia.com / Diakses pada tanggal 16.03.2013

[2] Departemen Pertambangan dan Energi, Repelita V Sektor Pertambangan dan

Energi, 1 April 1989.

[3] Hans Rudolf Gubser, The Combined Cycle Power Plant, 4th Conference on Electric

Power Supply Industry, Vol.2, Bangkok 1982.