Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

PLTA Secara umum

Pusat pembangkit tenaga listrik adalah tempat dimana proses pembangkitan tenaga listrik dilakukan. Pada pembangkitan tenaga listrik terjadi proses konversi energi primer (bahan bakar atau potensi tenaga listrik) menjadi energi mekanik (dihasilkan mesin penggerak generator atau biasa disebut penggerak utama/prime mover) yang selanjutnya energi mekanik diubah menjadi energi listrik oleh generator.
Pada umumnya pada pusat pembangkit tenaga listrik terdapat:

1. Instalasi Energi Primer, yaitu instalasi bahan bakar atau instalasi tenaga air.

2. Instalasi mesin penggerak generator, yaitu instalasi yang berfungsi sebagai pengubah energi primer menjadi energi mekanik penggerak generator. Mesin penggerak generator ini dapat berupa ketel uap beserta turbin uap, mesin diesel, turbin gas dan turbin air.

3. Instalasi pendingin, yaitu instalasi yang berfungsi mendinginkan mesin penggerak yang menggunakan bahan bakar.

Instalasi Listrik, yaitu instalasi yang secara garis besar terdiri dari:

• Instalasi tegangan tinggi, yaitu instalasi yang menyalurkan energi listrik oleh generator
• Instalasi tegangan rendah yaitu instalasi alat-alat bantu dan instalasi penerangan.
• Instalasi arus searah yaitu instalasi yang terdiri dari baterai/aki beserta pengisinya dan jaringan arus searah yang terutama digunakan untuk proteksi, kontrol dan telekomunikasi.

Keandalan PLTA

• Energi primer

Energi primer untuk PLTA adalah air. Pengadaannya dari sungai dan hujan, sedangkan penyimpanannya di waduk. Untuk PLTA, konservasi hutan pada daerah aliran (DAS) sangat penting agar hutan berfungsi sebagai penyimpan air sehingga tidak timbul banjir di musim hujan dan tidak kekeringan pada waktu musim kemarau.

• Pengembangan pembangkit

Pada umumnya pusat listrik yang berdiri sendiri maupun yang dihungkan dalam interkoneksi memerlukan pengembangan karena beban yang dipasok pasti selalu bertambah sedangkan dilain pihak pembangkit yang ada semakin tua dan perlu dikeluarkan dari operasi. Pengembangan pembangkitan khususnya dalam interkoneksi selain memperhatikan gangguan dan kerusakan (jaringan semakin luas) juga harus diperhatikan masalah saluran transmisi dalam sistem.

• Perkembangan teknologi pembangkit

Perkembangan teknologi pembangkitan umumnya mengarah ke perbaikan efisiensi dan penemuan konversi energi baru dan penemuan bahan bakarbaru. Perkembangan ini meliputi perangkat keras (hardware) seperti komputer dan perangkat lunak (sofware) seperti pengembangan model matematika untuk optimasi.

Teknologi Pembangkitan Listrik

Indonesia saat ini memiliki penduduk sekitar 216 juta jiwa dengan kecepatan pertumbuhan penduduk pertahunnya sebesar 1,3 %. Lebih dari 50 % jumlah penduduk tsb berada di pulau Jawa, yang luas teritorinya hanya 1/15 dari luas teritori dataran Indonesia

Sumber energi bahan bakar untuk listrik seperti bahan bakar minyak batubara dan gas mayoritas tersebar luas di luar pulau jawa. Hal-hal tersebut merupakan problem tersendiri dalam hal pemenuhan kebutuhan hidup se-hari2 penduduk seperti kebutuhan sandang, pangan dan papan . Dengan jumlah penduduk sebegitu basarnya, tentu sangat membutuhkan kecepatan produksi yang memadai dalam semua sektor industri di segala bidang. Guna menunjang kebutuhan industri, maka listrik adalah sarat utama yang diperlukan keberadaanya disetiap komunitas penduduk diseluruh wilayah Indonesia .

Sementara ini pemenuhan kebutuhan listrik di wilayah pulau Jawa-Bali dan Madura dipasok oleh perusahaan 2 Pemerintah seperti :

1. Indonesia Power sebesar 8,885 MW

2. PJB sebesar 6,567 MW

3. IPP sebesar 3,155 MW

Data jumlah total tenaga listrik terpasang di Indonesia sekitar ± 20.000 MW, dan kebutuhan puncak listrik, beberapa tahun lalu tercatat sekitar ± 14.500 MW.Tentu dengan jumlah tersebut tidak mencukupi kebutuhan listrik untuk keperluan industri barang keperluan se- hari2 kehidupan masyarakat Indonesia

Pada dasarnya listrik dapat diproduksi dengan cara memutar poros as generator pembangkit listrik yang biasa dipasaran umum disebut dinamo listrik. Tenaga air dapat dimanfaatkan untuk memutar poros as dinamo tersebut dengan beberapa cara :

1. Arus air sungai dapat dibendung dan air disalurkan dipakai untuk memutar kipas 2 turbin. Putaran tersebut diteruskan ke as dynamo-generator pembangkit listrik. Tehnolologi dengan cara ini disebut PLTA (pembangkit listrik tenaga air.Contohnya seperti di Jatiluhur, Kedungombo, Cirata dan lain2nya.

2. Demikian juga dapat dilakukan pada arus laut di selat 2 kepulauan kita dan juga arus pasang surut rutin yang terjadi di pantai 2 negeri ini, pada dasarnya dapat dimanfaatkan., Pembangunan pembangkitan listrik dengan tenaga ini tentu memerlukan perhitungan 2 efisiensi yang tepat antara perb andi ngan biaya dan hasil yang diperolehnya.

Sistem Kontrol PLTA

Berdasarkan pemaran di pendahuluan di atas, Pengoperasian PLTA ini, harus dilakukan perhitungan yang teliti terhadap besar bukaan pintu saluran air yang mengalirkan air ke turbin, sesuai air yang tersedia dalam waduk / dam, dan sesuai dengan kebutuhan.

Berapa besar bukaan pintu saluran air yang dibuka dan berapa besar listrik yang dihasikan, telah diperhitungan pada perancangan seluruh sistem PLTA, baik konstruksi secara menyeluruh, perangkat keras pendukung lainnya maupun dalam proses sistem perangkat lunaknya. Jadi keseimbangan air yang tersedia dalam

waduk / dam, merupakan parameter penting yang harus diperhatikan dengan baik. Untuk menghindari atau pengendalian terhadap kemungkinan masalah di atas, maka dibutuhkan sistem kontrol untuk mengontrol dan mengendalikan setiap orang yang mengoperasikan sistem PLTA tersebut.

Sistem kontrol ini merupakan sistem yang mengklasifikasikan para pemakai sistem operasi PLTA, untuk mengoperasikan sistem PLTA ini, sesuai wewenang dan tanggung jawab yang diberikan. Jadi setiap orang yang akan mengoperasikan sistem PLTA tersebut, hanya dapat memberikan instruksi sesuai wewenang dan tanggung jawabnya. Untuk mengklasifikasikan setiap orang dalam pengoperasian sistem PLTA tersebut, dilakukan berdasarkan sistem kunci (password).

Parameter Operasi PLTA

Pada prinsipnya ada beberapa parameter yang mempengaruhi operasi PLTA, disebabkan oleh :

o Keberadaan Air

o Konstruksi pintu saluran air

Keberadaan Air, Untuk dapat mengoptimalkan pengoperasian PLTA, baik dalam keadaan musim penghujan maupun musim kemarau panjang, diperlukan perhitungan besar volume air yang tersedia dalam waduk / dam, guna perhitungan berapa besar debit air yang harus dialirkan melalui pintu air yang dialirkan ke turbin. Bila terjadi banjir, berapa besar volume air yang harus dibuang keluar dari waduk / dam melalui pintu pembungan air, sehingga tetap terjadi keseimbangan air dalam waduk / dam, dengan demikian dapat dihindari kerusakan bangunan waduk / dam maupun perangkat keras pendukung lainnya.

Untuk kebutuhan perhitungan keadaan air baik yang akan masuk maupun yang berada dalam waduk / dam, dilakukan pengukuran terhadap parameter yang mempengaruhi keadaan air yang akan masuk maupun yang ada dalam waduk/dam. Pengukuran tersebut dilakukan pada berbagai stasiun ukur yang tersebar pada DAS dalam waduk / dam tersebut. Data hasil pengukuran yang diperoleh pada stasiun pengukuran, ditransmisikan melalui media komunikasi yang digunakan ke pusat kontrol operasi PLTA untuk diproses sesuai fungsinya dalam sistem kontrol tersebut.

Pada perhitungan keberadaan air tersebut, ada beberapa parameter yang harus diperhatikan antara lain:

a. Aliran permukaan ( surface flow)

b. Aliran dasar ( Base flow)

c. Tinggi muka air

Aliran permukaan dan aliran dasar dipengaruhi intensitas curah hujan dan lama turunnya hujan. Semakin tinggi intensitas curah hujan dan semakin lama waktu turunnya hujan, semakin besar aliran permukaan dan aliran dasar sungai.

Tinggi permukaan dipengaruhi aliran permukaan dan aliran dasar. Semakin besar aliran permukaan dan aliran dasar, semakin tinggi muka air yang terjadi, sehingga semakin besar volume air yang mengalir ke dalam waduk / dam.

d. Kehilangan air karena keadaan lingkungan

Parameter kehilangan air yang disebabkan keadaan lingkungan, dipengaruhi antara lain :

o Suhu udara : semakin tinggi suhu udara, semakin besar kehilangan air

o Kelembaban : semakin kecil kelembaban (humidity),semakin besar kehilangan air

o Kecepatan angin : semakin cepat kecepatan angin berhembus, semakin besar kehilangan air

o Penyinaran Matahari : semakin panas dan semakin lama penyinaran matahari, semakin besar kehilangan air.