A. Prinsip kerja dari PLTA
PLTA merupakan salah satu tipe pembangkit yang ramah lingkungan, karena menggunakan air sebagai energi primernya. Energi primer air dengan ketinggian tertentu digunakan untuk menggerakkan turbin yang dikopel dengan generator. Pembangkit Listrik Tenaga Air merupakan pusat pembangkit tanaga listrik yang mengubah energi potensial air ( energi gravitasi air ) menjadi energi listrik. Mesin penggerak yang digunakan adalah turbin air untuk mengubah energi potensial air menjadi kerja mekanis poros yang akan memutar rotor pada generator untuk menghasilkan energi listrik. Air sebagai bahan baku PLTA dapat diperoleh dapat diperoleh dengan berbagai cara misalnya, dari sungai secara langsung disalurkan untuk memutar turbin, atau dengan cara ditampung dahulu ( bersama – sama air hujan ) dengan menggunakan kolam tando atau waduk sebelum disalurkan untuk memutar turbin.
Prinsip kerja PLTA yaitu :
1. Aliran sungai dengan
jumlah debit air sedimikian besar ditampung dalam waduk yang ditunjan dalam betuk
bangunan bendungan
2. Air tersebut dialirkan melalui saringan power intake.
3. Kemudian masuk ke dalam pipa pesat (penstock).
4. Untuk mengubah energi potensial menjadi energi kinetik. Pada
ujung pipa dipasang katup utama (Main Inlet Valve).
5. Untuk mengalirkan air ke turbin ,katub utama akan diutup
secara otomatis apabila terjadi gangguan atau di stop atau dilakukan
perbaikan/pemeliharaan turbin. Air yang telah mempunyai tekanan dan kecepatan
tinggi (energi kinetik) dirubah menjadi energi mekanik dengan dialirkan melalui
sirip – sirip pengarah (sudu tetap) akan mendorong sudu jalan/runner yang
terpasang pada turbin.
6. Pada turbin , gaya jatuh air yng 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 kinetic
yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energy mekanik.
7. Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi – gigi putar
sehingga ketika baling – baling turbin berputar maka generator ikut berputar.
Generator selanjutnya merubah energy mekanik dari turbin menjadi energy
elektrik. listrik pada generator terjadi karena kumparan tembaga yang diberi
inti besi digerakkan (diputar) dekat magnet. bolak-baliknya kutub magnet akan
menggerakkan elektron pada kumparan tembaga sehingga pada ujung-ujung kawat
tembaga akan keluar listriknya.Yang kemudian menhasilkan tenaga lisrik. Air
keluar melalui tail race.
8. Selanjutnya kembali ke sungai.
9. Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator masih rrendah,
maka dari itu tegangan tersebut terlebih dahulu dinaikan dengan trafo utama.
10. Untuk efisiensi penyaluran energi dari pembangkit ke pusat beban , tegangan tinggi tersebut kemudian diatur / dibagi di switch yard.
11. Dan selanjutnya disalurkan /interkoneksi ke sistem tenaga listrik melalui kawat saluran tegangan tinggi. Listrik kemudian dapat disalurkan.
B.
Komponen PLTA
1. Waduk ,berfungsi untuk menahan air.
2. Main gate, katup pembuka
3. Bendungan, berfungsi menaikkan permukaan air sungai untuk
menciptakan tinggi jatuh air. Selain menyimpan air, bendungan juga dibangun
dengan tujuan untuk menyimpan energi.
4. 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 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 Diameter pipa udara ±Æinch.
5. Katup utama (Main Inlet Valve), berfungsi untuk mengubah
energi potensial menjadi energi kinetik.
6. 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.
7. Generator, Generator listrik adalah sebuah alat yang
memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanis. Generator, Generator
listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi
mekanis. Generator terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor
terdiri dari 18 buah besi yang dililit oleh 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.
8. Draftube atau disebut pipa lepas, air yang mengalir berasla
dari turbin.
9. Tailrace atau disebut pipa pembuangan.
10. Transformator adalah trafo untuk mengubah tegangan AC ke
tegangan yang lebih tinggi.
11. Switchyard (controler)
12. Kabel transmisi.
13. Jalur Transmisi, berfungsi menyalurkan energi listrik dari PLTA menuju rumah-rumah dan pusat industri.
14. Spillway adalah sebuah lubang besar di dam (bendungan) yang sebenarnya adalah sebuah metode untuk mengendalikan pelepasan air untuk mengalir dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir.