Sistem Pembangkit Tenaga Listrik

Berikut skema dan cara kerja pembangkit listrik tenaga air (PLTA) :

pltaSkema PLTA

Keterangan gambar:

  1. Sungai/Kolam Tandon, untuk tempat penampungan air
  2. Intake, pintu masuk air sungai/tandon
  3. Katup pengaman, berfungsi sebagai katup pengatur intake
  4. Headrace tunnel, pipa antara tandon dan sebelum masuk penstock
  5. Surge tank, berfungsi sebagai pengaman tekanan air yang tiba-tiba naik saat katup pengatur ditutup.
  6. Penstock (pipa pesat), untuk mengalirkan dan mengarahkan air ke turbin serta untuk mendapatkan tekanan hidrostatis yang besar.
  7. Main stop valce, berfungsi sebagai katup pengatur turbine
  8. Turbine, mengubah energi potensial air menjadi energi gerak
  9. Generator, menghasilkan energi listrik dari energi gerak
  10. Main transformer, untuk transfer energi listrik antar dua sirkuit dengan induksi elektromagnetik.
  11. Transmission line, penyalur energi listrik ke konsumen

Cara kerja PLTA dapat dilihat dari siklus di atas, air dari tandon/sungai masuk pada turbin melalui penstock untuk memperbesar tekanan hidrostatis. Katup pengaman berguna untuk mengatur aliran air yang masuk ke headrace tunnel, juga untuk menghentikan aliran air. Energi potensial air menggerakkan turbin sehingga menghasilkan energi gerak yang dikonversi menjadi energi listrik oleh generator. Energi listrik dari generator ini diatur dan ditransfer oleh main transformer agar sesuai dengan kapasitas transmission line (tegangan, daya, dll) untuk dibagikan ke rumah-rumah.

Steam power plant atau pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) merupakan suatu sistem terintegrasi untuk membangkitkan listrik dengan uap air (thermal-mekanis). Biasanya PLTU berada di tepi pantai karena bahan dasarnya adalah air laut yang akan diuapkan. Berikut adalah skema PLTU milik PJB yang ada di Indonesia, sebagai contoh akan dipaparkan PLTU Gresik :

pltuSkema dan Cara Kerja PLTU

Ketarangan gambar:

  1. Circulating water pump, berfungsi untuk memompa air
  2. Desalination evaporator
  3. Destilate pump
  4. Make up water tank
  5. Denim water tank
  6. Condenser
  7. Low pressure heater
  8. Deaerator, untuk mendapatkan tambahan air akibar kebocoran dan juga mengolah air agar memenuhi mutu air ketel (Boiler) berkandungan NaCl , Cl, 02 dan pH.
  9. Boiler feed pump
  10. High pressure heater
  11. Economizer
  12. Steam drum
  13. Boiler
  14. Super heater
  15. Steam turbine
  16. Barge (kapal), alat angkut bahan bakar minyak (BBM)
  17. Pumping house
  18. Fuel Oil Tank
  19. Fuel Oil Heater
  20. Burner
  21. Forced Draught fan, menghasilkan udara untuk pembakaran
  22. Air heater, berfungsi sebagai pemanas udara
  23. Smoke stack, berfungsi membuang sisa gas panas
  24. Generator, menghasilkan energi listrik
  25. Main transformer, untuk transfer energi listrik antar dua sirkuit dengan induksi elektromagnetik.
  26. Switch yard
  27. Transmission line, penyalur energi listrik ke konsumen

Salah satu PLTU yang ada adalah PLTU Gresik yang berada di wilayah kota Gresik, Jawa Timur.Peralatan utama PLTU Gresik adalah Boiler, Turbin dan Generator. Peralatan lainnya adalahDesalination plant, water treatment, Deaerator, dll. Dalam proses produksi energi listrik, Air Tawar yang digunakan sebagai fluida kerja diperoleh dari air laut yang diolah melalui peralatan desalination plant, diolah lagi melalui peralatan water treatment hingga air tersebut memenuhi syarat untuk masuk ke boiler. Air tawar yang memenuhi syarat, disalurkan dan dipanaskan ke dalam boiler dengan menggunakan bahan bakar gas dan atau bahan bakar residu/MFO. Uap kering hasil produksi Boiler dengan tekanan dan temperatur tinggi (superheated) disalurkan ke turbin akan menghasilkan tenaga mekanis untuk memutar generator dan menghasilkan tenaga listrik untuk disalurkan ke sistem Jawa-Bali.

Pada PLTU Gresik, bahan bakar HSD (High Speed Diesel)/ MFO (Marine Fuel Oil) dipasok dengan kapal tanker sedangkan bahan bakar gas (gas alam) dipasok melalui pipa bawah laut yang berasal dari sumur gas Pagerungan (ARCO) dan dari Madura Utara (KODECO). 
Selama satu tahun (data kerja praktek saya tahun 2008), PJB UP Gresik membutuhkan bahan bakar gas 108.739.449 MMBTU, MFO 80.617 Kiloliter, Air penambahan Boiler 360.000 ton dan Air servis 700.000 ton. Air servis berasal dari proses distilasi air laut atau bisa juga menggunakan air PDAM, dan air penambah (make up water) boiler diambilkan dari air distilasi yang diproses menjadi air demineral. Air pendingin kondensor menggunakan air laut dengan sistem sirkulasi terbuka dan satu kali haluan (one through).

Sebagai kelanjutan skema dan cara kerja pembangkit listrik tenaga uap (PLTU) yang saya posting di sini, kali ini saya akan memposting skema dan cara kerja pembangkit listrik tenaga gas (PLTG). Berikut adalah skema cara kerja PLTG:

pltg-btaSkema cara kerja PLTG

Keterangan gambar:

  1. Barge/Kapal, alat pengangkut bahan bakar minyak (BBM)
  2. Pumping house
  3. Fuel Pump
  4. Electric/diesel motor
  5. Air filter, penyaring udara agar partikel debu tidak masuk ke dalam compressor
  6. Compressor, menaikkan tekanan udara untuk dibakar bersama bahan bakar
  7. Combustion system, Membakar bahan bakar dan udara serta menghasilkan  gas dengan suhu dan tekanan dan energi tinggi.
  8. Gas turbine, mengubah energi gas menjadi energi gerak yang memutar generator..
  9. Stack/Cerobong asap, membuang sisa gas panas dari turbine
  10. Generator, menghasilkan energi listrik
  11. Main transformer
  12. Switch yard
  13. Transmission line, penyalur energi listrik ke konsumen.

Cara kerja PLTG tersebut bisa dijelaskan dalam satu siklus terbuka sebagai berikut: Siklus PLTG berawal melalui udara yang masuk ke kompressor. Kompressor yang berfungsi menaikkan tekanan udara kemudian memasukkan udara ke dalam ruang bakar (Combustion room) bercampur dengan bahan bahan bakar (gas / bbm). Pembakaran di ruang pembakaran menghasilkan gas bersuhu tinggi dan bertekanan sehingga dapat memutar turbin gas. Turbin yang berputar mendrive generator  berputar. Luaran sistem tersebut menghasilkan produksi listrik dan setelah itu, gas akan dibuang ke atmosfir melalui stack (cerobong asap).

Berikut skema dan cara kerja pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP):

pltpSkema PLTP

Keterangan gambar:

  1. Sumur uap, mengambil uap panas yang didapatkan dari kantung uap di perut bumi
  2. Steam receiving header
  3. Separator
  4. Demister
  5. Governing valve
  6. Turbine, mengubah energi uap menjadi energi gerak yang memutar generator
  7. Generator, menghasilkan energi listrik
  8. Main transformer
  9. Transmission line, penyalur energi listrik ke konsumen
  10. Condenser, mengembunkan uap menjadi air
  11. Sumur reinjection, menyuntikkan air kembali ke perut bumi (tanah).
  12. Tanah
Sebagai contoh PLTP adalah PLTP Padang Aro. Berdasaran sumber dari JarrakOnline, Proses pengeboran untuk pembangkit listrik tenaga panas bumi (geothermal) di Pekonina, Nagari Pauh Duo, Kecamatan Pauah Duo, Kabupaten Solok Selatan, Sumatera Barat sudah dimulai Agustus 2012.
Dari survei yang telah dilakukan ditemukan tujuh titik pengeboran geotermal di Solok Selatan, tetapi satu sumur di antaranya berada di kawasan perkebunan teh dan sudah dipastikan tidak dapat dimanfaatkan. Empat titik lagi akan dilihat dari hasil yang diperoleh dari penggalian dua sumur pada tahap awal tahap survey. Dari enam sumur yang direncanakannya akan dibor, diperkirakan dapat menghasilkan tenaga listrik sedikitnya 400 mega watt (MW). Untuk tahap awal akan dibor dua sumur dengan target tenaga listrik yang dihasilkan 1×120 MW.
Pengeboran akan dilakukan hingga kedalaman dua sampai tiga kilometer dengan jangka waktu pengeboran selama satu bulan untuk masing-masing sumur. Dia menyebutkan, tenaga listrik yang dihasilkan oleh geothermal itu diperkirakan baru dapat dimanfaatkan pada 2016.
Survei untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi di Pekonina tersebut sudah dilakukan sejak tahun 2008, tetapi baru dapat terlaksana tahun ini. Lahan yang akan digunakan untuk pembangunan pembangkit listrik tenaga panas bumi tersebut seluruhnya mencapai 7.000 hektare, dimana sebagian besar di antaranya untuk pembuatan jalan baru.
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Motor diesel dinamai juga motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dilakukan dengan menyemprotkan bahan baker kedalam udara bertekanan dan temperature tinggi, sebagai akibat dari proses didalam ruang baker kepala silinder.
Selain motor diesel dikenal juga jenis motor baker lainnya yaitu motor bensin yang biasanya dinamai motor penyalaan bunga api (spark ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dengan pertolongan bunga api (listrik).
Perhatikan gambar Dibawah ini :
pltd
Skema PLTD
Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, yaitu :
1. Tangki penyimpanan bahan baker.
2. Penyaring bahan bakar.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring).
4. Pengabut (nozel)
5. Mesin diesel.
6. Turbo charger.
7. Penyaring gas pembuangan.
8. Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
9. Generator.
10. Trafo.
11. Saluran transmisi.