Pembangkit Listrik
Pamala
Pembangkit listrik adalah sekumpulan peralatan dan mesin yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik melalui proses transformasi energi dari berbagai sumber energi. Sebagian besar jenis pembangkit listrik menghasilkan tegangan listrik arus bolak-balik 3-fasa. Selain itu, sebagian besar pembangkitan listrik menggunakan generator sinkron yang didukung oleh penggerak mula yang memperoleh energi dari bahan bakar atau sumber daya alam. [1] Komponen utama di dalam pembangkit listrik meliputi instalasi energi primer, instalasi penggerak mula, instalasi pendingin dan instalasi listrik.[2] Jenis pembangkit listrik umumnya dinamakan sesuai dengan tenaga penggerak mula yang digunakan, antara lain air (PLTA), diesel (PLTD), uap (PLTU), gas (PLTG), gas dan uap (PLTGU), panas bumi (PLTP), dan nuklir (PLTN).[3]
Pembangkit listrik memerlukan bahan bakar sebagai sumber energi untuk melakukan proses pembangkitan energi listrik. Pemilihan bahan bakar disesuaikan dengan kebutuhan nilai kalor.[4] Bahan bakar yang digunakan oleh pmebangkit listrik beragam bentuknya. Ada bahan bakar dalam bentuk zat padat misalnya batu bara dan ada pula bahan bakar berbentuk cair misalnya bahan bakar fosil. Selain itu, reaksi kimia dan reaksi nuklir juga dapat menjadi penggerak turbin atau generator listrik yang kemudian membangkitkan energi listrik.[5] Penggunaan batu bara sebagai bahan bakar penghasil energi listrik telah dimulai sejak awal abad ke-20 Masehi. Selanjutnya manusia mulai menggunakan bahan bakar fosil secara luas untuk pembangkitan energi listrik. Pemakaian bahan bakar fosil dan batu bara mulai berkurang ketika dunia dilanda krisis minyak pada tahun 1973 M.[6]
Bahan bakar fosil bersifat terbatas ketersediannya di alam, khususnya jenis bahan bakar minyak dan batu bara. Selain itu, dampak lingkungan yang ditimbulkan dari penggunaan bahan bakar fosil bersifat tidak ramah lingkungan. Pemakaian batu bara termasuk salah satu penyumbang peningkatan pemanasan global dan perubahan iklim. Penyebabnya adalah emisi gas yang dihasilkannya antara lain karbon dioksida, Belerang dioksida dan Nitrogen dioksida. Sumber energi terbarukan mulai dikembangkan untuk mengatasi masalah ketersediaan bahan bakar fosil dan dampak lingkungan yang ditimbulkannya. Jenis energi terbarukan yang mulai dikembangkan dan diterapkan sebagai pengganti bahan bakar fosil antara lain bahan bakar hayati, tenaga angin, tenaga air, energi panas bumi dan nuklir.[7]
Negara Denmark merintis penggunaan tenaga angin dan turbin angin untuk membangkitkan energi listrik setelah krisis minyak 1973. Di sisi lain, teknologi fotovoltaik yang dikembangkan dalam bentuk sel surya pada tahun 1954 telah mulai digunakan pada program satelit. Satelit pertama yang menggunakan sel surya adalah Vanguard 1 pada tahun 1958. Sementara penerapan sel surya pada pembangkit listrik tenaga surya pertama kali dilakukan pada tahun 1958 di Desa Tohono O'odham. Desa ini masuk dalam wilayah salah satu negara bagian Amerika Serikat, Arizona. [6] Negara-negara lain mulai membangun pembangkit listrik tenaga surya dengan memanfaatkan sel surya sejak tahun 1996 M.[8]
Penggerak mula merupakan mesin yang berfungsi memutar poros generator agar dapat membangkitkan energi listrik. Penggerak mula memperoleh energi dari bahan bakar atau dari sumber daya alam yang tersedia. Beberaja jenis penggerak mula antara lain mesin diesel, turbin uap, turbin air dan turbin gas.[1]
Pembangkit turbin uap menggunakan tekanan dinamis yang dihasilkan oleh desakan uap untuk menggerakkan lengan kipas. Hampir semua pembangkit listrik non-hidro yang besar menggunakan sistem ini. Kira-kira 80% semua energi listrik yang dibuat di dunia menggunakan turbin uap.
Pembangkit turbin gas menggunakan tekanan dinamis dari gas yang mengalir (udara dan hasil pembakaran) untuk menggerakkan turbin secara langsung. Pembangkit turbin bakar gas alam (juga minyak bumi) dapat segera memulai gerakan dan biasa digunakan untuk memasok energi "puncak" selama masa padat penggunaan, kendati berbea lebih mahal daripada pembangkit biasa. Biasanya berupa satuan-satuan yang cukup kecil, dan kadang-kadang tak berawak, dioperasikan dari kejauhan. Jenis ini dirintis oleh Britania Raya, Princetown.[10]
Motor bahan bakar torak yang biasanya digunakan dalam Pembangkit listri rumahan seperti yang digunakan pada kantor,perumahan rumah sakit, maupun skala besar seperti perindustrian. biasnya berupa Pembangkit Listrik Tenaga Diesel
Saat turbin memutar rotor dihasilkanlah energi listrik. Listrik yang dihasilkan harus dinaikkan dulu tegangan listriknya menjadi 150 KV s/d 500 KV melalui transformator penaik tegangan. Penaikan tegangan ini berfungsi untuk mengurangi kerugian akibat hambatan pada kawat penghantar sela proses transmisi. Dengan tegangan yang ekstra tinggi maka arus yang mengalir pada kawat penghantar menjadi kecil.
Tegangan yang sudah dinaikkan kemudian ditransmisikan melalui jaringan saluran udara ekstra tinggi ke gardu induk, untuk diturunkan voltasenya menjadi tegangan menengah 20 KV, kemudian tegangan menengah tersebut disalurkan melalui jaringan tegangan menengah ke transformator distribusi Di transformator distribusi, tegangan listrik diturunkan kembali dari 20 KV menjadi 220 volt dan disalurkan melalui jaringan tegangan rendah menuju ke pelanggan listrik.
Pembangkit listrik tenaga gas adalah pembangkit listrik yang menghasilkan energi listrik menggunakan turbin gas yang digerakkan oleh fluida berbentuk gas. Komponen penyusun pembangkit listrik tenaga gas meliputi kompresor, ruang bakar, turbin gas dan generator listrik.[11] Jenis bahan bakar yang digunakan adalah gas alam atau minyak bumi. Sementara itu, pembakaran menggunakan motor pembakaran dalam.[12]
Pembangkit listrik tenaga nuklir merupakan pembangkit listrik yang mengubah energi nuklir melalui transformasi energi untuk menghasilkan energi listrik. Peralatan di dalam pembangkit listrik tenaga nuklir meliputi reaktor nuklir, pendidih, turbin uap, kondense, generator listrik, dan bangunan pendukung. Transformasi energi dilakukan dengan memanfaatkan energi panas hasil reaksi fisi di dalam reaktor nuklir. Pembangkitan listrik diadakan dengan memindahkan panas ke dalam pendidih dalam bentuk uap yang mampu memutar turbin. Perputaran turbin kemudian menggerakkan generator listrik sehingga menghasilkan energi listrik. Uap turbin kemudian disalurkan pada kondenser yang mengubahnya kembali menjadi air. Air ini dipompa lagi ke pendidih.[13]
Di dalam pembangkit listrik termal, daya mekanik dihasilkan oleh mesin panas yang mengubah energi panas, sering kali dari pembakaran bahan bakar, menjadi energi putar. Sebagian besar pembangkit listrik panas menghasilkan uap, dan oleh karenanya ia sering juga disebut pembangkit listrik tenaga uap. Tidak semua energi panas dapat dialihbentukkan menjadi energi listrik, menurut hukum kedua termodinamika. Sehingga, selalu terdapat panas terbuang ke lingkungan. Jika buangan panas ini dimanfaatkan, untuk proses industri atau pemanasan distrik, maka pembangkit listrik biasa disebut sebagai pembangkit listrik kogenerasi atau pembangkit listrik kombinasi. Di negara-negara di mana pemanasan distrik menjadi hal biasa, terdapat pembangkit panas yang disebut pembangkit didih panas saja. Suatu jenis pembangkit listrik yang penting di Timur Tengah menggunakan produk sampingan panas untuk desalinasi air laut menjadi air minum.
Pembangkit listrik tenaga hibrida merupakan jenis pembangkit listrik yang memenuhi kebutuhan energi listrik pada beban listrik yang sama dengan menggabungkan beberapa jenis energi sekaligus. Penggabungan energi dalam pembangkit listrik hibrida dapat diperoleh dari tenaga angin, energi surya dan energi dari mesin diesel.[14] Kapasitas daya pada beban listrik menentukan desain pembangkit listrik tenaga hibrida. Faktor lain yang turut menentukan bentuk desain pembangkit listrik tenaga hibrida adalah profil beban harian dan intensitas sinar matahari. Presentase kontribusi energi terbarukan yang dapat digunakan dapat diketahui dari pengumpulan dan pengolahan data pada ketiga faktor tersebut.[15] Pembangkit listrik tenaga hibrida diperuntukkan pada wilayah terpencil dan terisolasi karena sifat pengoperasiannya yang mandiri dan tidak terhubung dengan jala-jala listrik.[16]
Merupakan pembangkit listrik tenaga air yang mengandalkan tenaga air yang melewat turbin dari bendungan yang terhubung dengan generator. Daya listrik yang teripta tergantung pada ketinggian air yang ada di danau atau bendungan
Pembangkit listrik tenaga surya adalah salah satu pembangkit yang tidak menggerakkan mesin dalam menciptakan arus. PLTS menggunakan perbedaan tegangan akibat proses fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Solar panel terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Proses fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik.
Pada prisipnya panel surya mengubah sinar matahari menjadi energi listrik yang kemudia disimpan dalam batterei atau aki untuk digunakan setiap saat. Digunakan secara besar-besaran, untuk lingkungan tertentu atau satu unit rumah atau bangunan.
Komponen utama di dalam pembangkit listrik tenaga surya meliputi modul surya, inverter, dan baterai listrik. Sistem pembangkit listrik tenaga surya terbagi menjadi sistem terhubung jala listrik, sistem tidak terhubung jala listrik, sistem tersebar, sistem terpusat dan sistem hibrida. Masing-masing jenis sistem mempunyai kondisi penerapannya tersendiri.[17] Pembangkit listrik tenaga surya dapat dibuat dengan beberapa jenis sistem penerapan antara lain sistem pencatu daya satelit, pencahayaan listrik, komunikasi, pompa air dan pendinginan.[18]
Unjuk kerja pembangkit listrik tenaga surya dapat diketahui dengan pemodelan spesifikasi panel surya yang digunakan. Dua parameter penting untuk menilai unjuk kerja pembangkit listrik tenaga surya adalah hubungan antara arus listrik terhadap tegangan listrik serta hubungan antara tegangan listrik terhadap daya listrik yang dihasilkan.[19]
c80f0f1006