Pengertian, Prinsip, dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

Pengertian, Prinsip, dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) 41

Halo, apa kabar Sobat Zenius?

Kalian pasti sadar kalau kita sering banget menggunakan listrik, bahkan membaca artikel ini pun juga memerlukan listrik untuk mengisi daya gadget kalian. Pas banget nih, materi yang akan kita bahas kali ini mengenai salah satu tenaga yang membangkitkan listrik yaitu air.

Air merupakan salah satu sumber energi yang sangat penting bagi seluruh makhluk hidup, termasuk bagi kehidupan manusia. Salah satu manfaat air yang sangat besar adalah untuk menghasilkan energi listrik. Jumlah yang melimpah menjadikan air sebagai salah satu sumber energi terbarukan.

Pengertian, Prinsip, dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) 42
Sumber : https://desdm.kaltaraprov.go.id/

Pembangkit Listrik Tenaga Air

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit listrik yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik.  Hidroelektrik adalah energi listrik yang dibangkitkan dari pembangkit ini. PLTA mempunyai empat komponen utama yaitu waduk atau bendungan, saluran pelimpah (pembawa air), gedung sentral (powerhouse), dan serandang hubung (switchyard) atau unit transmisi yang mengalirkan produksi listrik ke konsumen.

Kapasitas PLTA di seluruh dunia sekitar 675.000 Megawatt (MW), setara dengan 3,6 miliar barel minyak atau sama dengan 24% kebutuhan listrik dunia. Sedangkan di Indonesia sendiri, potensi energi yang dapat dimanfaatkan dari air adalah sebesar 45,379 MW dari total 75,091 MW energi yang terpakai.

Komponen utama dari PLTA adalah motor yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik air. Secara luas, pembangkit listrik tenaga air tidak hanya berupa air dari sebuah waduk atau air terjun, tetapi juga meliputi pembangkit listrik yang menggunakan tenaga air dalam bentuk lain seperti ombak. Nah, apa yang dimaksud turbin? Yuk, kita bahas di bagian prinsip kerja PLTA.

Prinsip Kerja PLTA

Gimana sih tenaga air bisa diubah menjadi listrik? Jadi, PLTA ini bekerja dengan cara mengubah energi potensial air menjadi listrik mekanik untuk menggerakkan motor dari energi mekanik menjadi energi listrik dengan bantuan generator. 

Di sini PLTA memerlukan komponen berupa turbin yang berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul sudut-sudut dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin dihubungkan ke generator. Kemudian generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan porosan dan gearbox

Perputaran turbin dimanfaatkan untuk memutar kumparan magnet yang ada di dalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus AC atau arus listrik bolak-balik.

Pengertian, Prinsip, dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) 43
Sumber: Tennessee Valley Authority (https://www.eia.gov/energyexplained/hydropower/)

Diperlukan transformator untuk menaikkan tegangan AC dan mengurangi atau menambah arus supaya energi arus yang digunakan sesuai dan tidak mengalami kerugian. 

Baca juga : Sumber Energi Tak Terbarukan dan Terbarukan – Materi Fisika Kelas 12

Komponen Pembangun PLTA

Pengertian, Prinsip, dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) 44

Pembangkit Listrik Tenaga Air yang paling konvensional memiliki komponen sebagai berikut :

1. Tampungan (reservoir atau waduk)

Waduk berfungsi untuk menyediakan simpanan (tampungan), sehingga ciri fisik yang paling penting adalah  memiliki kapasitas simpanan. Kapasitas waduk yang bentuknya beraturan dapat dihitung dengan rumus menghitung volume benda padat.  

2. Bangunan Bendungan (Bendungan)

Bendungan adalah salah satu bangunan air yang dibangun melintangi sungai yang berfungsi menahan aliran air hingga energi besar sebagai daya penggerak turbin yang besar. Bendungan dapat dibangun dalam berbagai bentuk serta berbagai bahan. 

3. Bangunan pelimpah

Bangunan pelimpah merupakan bangunan pengaman dari suatu bendungan yang harus mempunyai kapasitas sehingga mampu menyalurkan air yang dialirkan sungai masuk ke bendungan pada waktu bendungan penuh.

4. Bangunan Pemasok Air (Intake)

Bangunan pemasok air atau intake adalah suatu bangunan yang digunakan untuk mengambil air dari bendungan ke dalam pipa tekan kemudian disalurkan ke turbin.  . 

5. Pipa Pesat (Penstock)

Merupakan pipa tekan yang dipakai untuk mengalirkan air dari tangki atas (head tank) atau langsung dari bangunan yang mengambil air.  Pipa ini berfungsi sebagai alat pengantar air ke turbin. Syarat untuk menjalankannya adalah pipa harus rapat atau kedap air dan kuat menahan atau mengimbangi tekanan air dalam pipa. 

6. Turbin

Merupakan peralatan yang  tersusun dan terdiri dari peralatan suplai air yang masuk turbin, di antaranya sudu (runner), pipa pesat (penstock), rumah turbin (spiral chasing), katup utama (inlet valve), pipa lepas (draft tube), alat pengaman, poros, bantalan (bearing), dan distributor.

7. Generator

Merupakan 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 sembilan pasang kutub utara dan selatan. Sedangkan stator adalah bagian yang  berfungsi sebagai tempat menerima induksi magnet dari rotor.

8. Transformator

Merupakan komponen sistem tenaga listrik yang dapat memindahkan daya listrik arus bolak-balik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian listrik lainnya berdasarkan induksi elektromagnetik pada frekuensi yang tetap.

9. Transmisi

Merupakan saluran udara atau kabel yang dapat diwakili oleh konstanta rangkaian yang terdistribusi. Fungsi dari transmisi adalah untuk menyalurkan energi listrik dari pusat pembangkit ke pusat beban-beban.

Baca juga : Menelusuri Konsep Energi Pada Fisika

 Kelebihan PLTA

1.       Energi terbarukan

PLTA menggunakan sumber energi air yang sepenuhnya dapat diperbarui dan tidak akan habis kecuali jika air berhenti mengalir. Hal yang ini membuat PLTA dapat bertahan dalam jangka waktu lama bahkan hingga ratusan tahun.

2.       Bebas emisi

Emisi merupakan ancaman terbesar terhadap lingkungan karena dapat mempengaruhi kualitas udara dan merusak lapisan ozon sebagai pelindung bumi. Sementara dibanding pembangkit listrik yang lain PLTA tidak melepaskan emisi ke atmosfer.

3.       Dapat diandalkan

Tenaga air merupakan energi terbarukan paling handal yang tersedia di dunia. Berbeda dengan matahari yang terbenam atau angin yang dapat mereda, air memiliki aliran yang konstan dan stabil selama 24 jam.

4.       Dapat disesuaikan

PLTA mampu mengatur aliran air. Hal ini memungkinkan PLTA untuk menghasilkan lebih banyak energi saat dibutuhkan ataupun mengurangi saat energi tidak dibutuhkan.

5.       Danau buatan

Untuk membangun PLTA diperlukan tempat penampungan air dalam jumlah banyak , dan hal ini dapat dilakukan dengan membuat danau buatan. Selain bertujuan untuk pembangunan PLTA, danau buatan juga bisa digunakan untuk rekreasi dan pengembangan tempat wisata.

6.       Mendorong pembangunan daerah

Karena bendungan air hanya dapat dibangun di lokasi tertentu, maka kehadiran pembangunan bendungan tersebut dapat membantu mempercepat pembangunan pada lokasi tempat PLTA dibangun.

Kekurangan PLTA

1.       Berdampak kepada habitat ikan di sungai.

Karena sumber air yang mengalir harus dibendung, hal ini mencegah ikan mencapai tempat berkembang biaknya yang alami.

2.       Lokasi PLTA terbatas.

Tempat yang terbatas karena sulit untuk menemukan tempat  dengan debit air cukup, kemiringan yang tepat, dan mudah diakses.

3.       Biaya awal yang lebih tinggi

Untuk membangun PLTA diperlukan pembangunan bendungan untuk menahan aliran air. Sehingga biayanya lebih mahal daripada pembangkit listrik bahan bakar fosil untuk kapasitas output yang sama. 

4.       Risiko banjir dan tanah longsor

Banyak PLTA yang roboh dan menyebabkan air mengalir dalam jumlah yang sangat besar hingga menenggelamkan segala yang ada di bagian hilir seperti rumah, lahan, dll.

5.       Rentan terhadap kekeringan.

PLTA merupakan energi terbarukan paling handal yang tersedia, tapi hal itu juga bergantung pada jumlah air di lokasi tertentu. Maka, kinerja pembangkit listrik tenaga air bisa sangat terpengaruh oleh faktor kekeringan.

Nah, itu dia materi mengenai PLTA dari gue. Gimana? Masih kurang? Lo bisa banget nih klik banner di bawah ini, untuk tahu materi lebih lengkapnya! 

Pengertian, Prinsip, dan Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) 45

Biar makin mantap, lo bisa pakai Zenius untuk menemani proses belajar lo. Gue ada beberapa rekomendasi paket belajar yang dapat lo pilih sesuai kebutuhan lo! Langsung aja klik banner di bawah ini

Sekian dari gue, semoga bermanfaat dan semangat belajarnya!

Penulis : Yunita Widyaningsih

Bagikan Artikel Ini!