Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air dan Jenis Pembangkit Listrik Tenaga Air

Read Also

Apa itu Pembangkit Listrik Tenaga Air?

Prospek energi tidak terlihat cerah dengan sumber energi berbasis fosil seperti batu bara, minyak dan gas alam. Prospek suram ini dalam hubungannya dengan populasi global yang terus berkembang dan industrialisasi yang cepat dari ekonomi dunia ketiga meninggalkan manusia dalam bahaya besar kekurangan energi di masa depan. Jika peristiwa saat ini terus berlanjut, tidak akan ada kekuatan yang cukup untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari umat manusia. Pemerintah telah bertindak cepat untuk menetralisir ancaman ini dengan mengusulkan solusi luas termasuk menempatkan lebih banyak sumber daya dalam eksplorasi lebih banyak minyak, perluasan energi nuklir, meningkatkan penelitian teknologi hemat energi, dan investasi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam energi terbarukan. Yang terakhir dapat dibagi menjadi beberapa area, yang meliputi tenaga angin, tenaga surya, dan tenaga air. Dari ketiganya, tenaga air menyajikan kemungkinan terbaik untuk adopsi yang luas. Hal ini terlihat dari banyaknya pembangkit listrik tenaga air yang beroperasi.

Tenaga air adalah energi yang dihasilkan dengan memanfaatkan kekuatan alami air (energi kinetik). Energi dimanfaatkan oleh sistem pembangkit listrik tenaga air dan diubah menjadi listrik menggunakan turbin dan generator. Tenaga air diklasifikasikan sebagai sumber energi terbarukan karena pasokan air terus diisi ulang oleh matahari. Ini berarti bahwa itu adalah sumber daya yang tidak pernah berakhir. Ini juga ramah lingkungan karena tidak mengeluarkan gas rumah kaca ke atmosfer yang berkontribusi besar terhadap polusi dan pemanasan global. Cina membanggakan produsen tenaga air terbesar saat ini, diikuti oleh Kanada, Brasil dan AS Karena kelimpahannya, tenaga air diproyeksikan menjadi sumber energi yang dominan di dunia selama bertahun-tahun yang akan datang.

Bagaimana Pembangkit Listrik Tenaga Air Bekerja?

Untuk menghasilkan pembangkit listrik tenaga air, tiga hal harus ada; menggerakkan air, turbin, dan generator. Pembangkit listrik tenaga air dirancang untuk memanfaatkan energi kinetik dari air yang bergerak. Idealnya, mereka adalah pabrik yang mengubah energi air yang jatuh menjadi aliran elektron, yang biasa disebut listrik. Dalam sebagian besar skenario, bendungan dibangun di seberang sungai untuk meningkatkan permukaan air dan menawarkan penurunan yang diperlukan untuk mengembangkan kekuatan pendorong. Air yang jatuh kemudian disalurkan ke roda turbin di tingkat yang lebih rendah. Air yang mengalir memutar roda turbin yang dihubungkan dengan generator. Generator memiliki rotor, yang diputar oleh turbin. Pemutaran rotor generator menghasilkan listrik.

Fungsi generator dipatok pada prinsip-prinsip yang diungkapkan oleh Faraday. Penemuannya menyatakan bahwa ketika magnet digerakkan melewati konduktor, itu memicu elektron untuk mengalir. Dalam pembangkit listrik tenaga air skala besar, elektromagnet dibuat dengan mensirkulasikan arus searah melalui loop kawat yang melilit tumpukan laminasi baja magnetik yang dikenal sebagai kutub medan. Kutub medan dipasang di sekeliling rotor. Rotor terhubung ke poros turbin dan berputar pada kecepatan yang ditentukan. Ketika rotor berputar, itu memicu elektromagnet (kutub medan) untuk melampaui konduktor yang dipasang di stator, menyebabkan elektron (listrik) mengalir dan tegangan terjadi pada terminal output generator.

Listrik yang dihasilkan kemudian dinaikkan tegangannya melalui transformator pembangkit listrik tenaga air dan dikirim melalui saluran transmisi. Air bekas pakai yang telah memenuhi peruntukannya dialirkan keluar dari stasiun pembangkit listrik ke aliran sungai untuk melanjutkan siklus pembangkitan tenaga listrik.

 

Jenis Pembangkit Listrik Tenaga Air

Banyak pembangkit listrik tenaga air ada saat ini. Klasifikasi mereka bergantung pada volume bersih dan aliran air. Klasifikasi juga bergantung pada ketersediaan area untuk mendirikan pembangkit listrik dan jumlah modal yang disuntikkan ke dalam proyek. Namun, tiga jenis utama pembangkit listrik tenaga air termasuk fasilitas impoundment, pengalihan sungai, dan pembangkit listrik tenaga air yang dipompa. Mari kita lihat secara komprehensif:

Fasilitas Penahanan

Ini adalah jenis pembangkit listrik tenaga air yang paling populer. Fasilitas impoundment pada dasarnya adalah sistem tenaga air besar yang memanfaatkan bendungan untuk menyimpan sejumlah besar air sungai di reservoir. Tumpukan air yang keluar dari reservoir dialirkan melalui turbin sehingga berputar. Turbin yang berputar mengaktifkan generator untuk menghasilkan listrik. Air mungkin dilepaskan karena dua alasan utama; untuk menyesuaikan berbagai kebutuhan listrik atau untuk memastikan reservoir mempertahankan ketinggian air yang konstan.

Pengalihan sungai

Pembangkit listrik tenaga air semacam ini kadang-kadang dikenal sebagai run-of-river. Istilah run-of-river muncul di benak kita sebagai gambaran turbin kecil yang berputar di sungai untuk menghasilkan listrik berdampak rendah. Namun, istilah ''pengalihan sungai" cenderung mendefinisikan proyek-proyek ini secara lebih akurat. Pengalihan melibatkan produksi listrik dengan mengalihkan sebagian besar (sekitar 90%) dari setiap aliran sungai ke dalam pipa atau terowongan untuk memutar turbin sebelum menyalurkan air kembali ke arus utama sungai. Dalam model ini, turbin tidak dipasang di sungai itu sendiri.

Proyek pengalihan sungai berbeda besarnya. Namun, setiap proyek membutuhkan infrastruktur yang cukup besar seperti:

Sebuah bendungan untuk mengembangkan reservoir berukuran kecil yang disebut head pond

Terowongan atau pipa, disebut sebagai penstock, dibangun sepanjang beberapa kilometer untuk mengalirkan air dari headpond ke turbin.

Bangunan pembangkit tenaga listrik yang dibentengi untuk penyimpanan generator

Anak sungai tailrace di mana air bekas keluar dari pembangkit listrik

Jalan akses yang dibangun dengan baik ke pembangkit tenaga listrik dan headpond

Saluran transmisi yang berasal dari pembangkit tenaga listrik ke saluran transmisi BC Hydro yang berdekatan

Dalam beberapa kesempatan, gardu listrik

 

Pembangkit listrik tenaga air pengalihan sungai memiliki dampak yang lebih kecil terhadap lingkungan dibandingkan dengan proyek pembangkit listrik tenaga air tradisional yang membutuhkan bendungan dan waduk besar. Namun, sejumlah besar proyek pengalihan sungai dapat sangat berdampak pada lingkungan.

Pembangkit listrik tenaga air penyimpanan yang dipompa

Jenis pembangkit listrik tenaga air ini bekerja sangat mirip dengan baterai. Ini menyimpan listrik yang dihasilkan oleh sumber energi lain seperti angin, matahari dan nuklir untuk digunakan nanti. Teknologi ini bekerja dengan memompa air ke reservoir level yang lebih tinggi dari reservoir level yang lebih rendah. Pemompaan air ke reservoir elevasi tinggi terjadi ketika kebutuhan listrik berada pada titik terendah. Ketika permintaan listrik meroket, air dibiarkan mengalir kembali ke reservoir yang lebih rendah untuk memutar turbin dan menghasilkan listrik.

Pembangkit listrik tenaga air lepas pantai

Ini adalah jenis sistem tenaga air yang kurang dieksplorasi yang memanfaatkan kekuatan gelombang atau arus pasang surut untuk menghasilkan listrik. Ini memiliki keuntungan besar karena tidak ada sebidang tanah yang didedikasikan untuk pemasangannya.

Pembangkit listrik tenaga air juga diklasifikasikan menurut ukurannya antara lain:

Pembangkit listrik tenaga air mikro

Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terkecil dan memiliki kapasitas untuk menghasilkan sekitar 100 kilowatt listrik. Itu mampu memasok listrik yang cukup untuk desa, rumah, pertanian atau peternakan.

Pembangkit listrik tenaga air kecil

Ini adalah proyek pembangkit listrik tenaga air yang memiliki kapasitas untuk menghasilkan daya paling banyak 10 mega watt

Pembangkit listrik tenaga air besar

Ini adalah proyek pembangkit listrik tenaga air yang memiliki kapasitas untuk menghasilkan listrik setidaknya 30 megawatt.

Tenaga air adalah metode pembangkit listrik yang paling efisien dan nyaman. Turbin hidro kontemporer sangat inovatif sehingga mampu mengubah lebih dari 90% energi yang tersedia menjadi listrik. Ini jauh lebih baik jika dibandingkan dengan fasilitas bahan bakar fosil terbaik, yang hanya 50% efisien. Pembangkit listrik tenaga air memainkan peran penting dalam campuran listrik modern, menghubungkan lebih dari 16% dari pembangkit listrik di seluruh dunia. Meskipun sumber energi terbarukan lainnya seperti matahari, angin, dan panas bumi mengumpulkan uap dengan cepat, tenaga air diperkirakan akan memberi daya pada sebagian besar ekonomi dunia selama bertahun-tahun yang akan datang.