Meskipun pembangkit listrik tenaga air dengan cepat menghilang, sumber energi terbarukan seperti matahari dan angin dengan cepat menyusul, dan masih merupakan bagian terbesar dari listrik dunia.
Pembangkit listrik tenaga air begitu lazim di abad ke-20 sehingga mendapat julukan "batubara putih" karena kekuatan dan kelimpahannya.
Metode asli dan paling dasar untuk menghasilkan energi adalah pembangkit listrik tenaga air.
Secara sederhana, pembangkit listrik tenaga air adalah penciptaan energi dari air yang jatuh atau bergerak. Di sungai, bendungan dibangun untuk menghasilkan listrik.
Turbin kemudian diputar oleh aliran air yang terus menerus.
Yang paling populer energi terbarukan sumber di awal abad ke-21 adalah pembangkit listrik tenaga air, yang pada tahun 2019 menyumbang lebih dari 18% dari total kapasitas produksi listrik dunia.
Dalam "bagaimana cara kerja energi hidroelektrik", kita melihat prinsip kerja energi hidroelektrik.
Daftar Isi
Apa itu Energi Listrik Tenaga Air?
Pembangkit listrik tenaga air adalah energi yang ramah lingkungan dan sumber energi terbarukan yang menghasilkan tenaga dengan menggunakan bendungan atau struktur pengalihan untuk mengubah aliran alami sungai atau badan air lainnya.
Pembangkit listrik tenaga air, juga disebut tenaga air menghasilkan listrik dari generator yang digerakkan oleh turbin mengubahsedang energi potensial jatuh atau mengalir cepat air ke energi mekanik.
Keuntungan dari Energi Listrik Tenaga Air
Tidak ada jenis pembangkit energi, menurut US Geological Service (USGS), yang menawarkan solusi sempurna, namun pembangkit listrik tenaga air masih menawarkan beberapa manfaat.
Sumber: Apa Kelebihan dan Kekurangan Energi Listrik Tenaga Air? (Situs Web Surya)
1. Sumber Energi Terbarukan
Karena memanfaatkan air di planet ini untuk menghasilkan listrik, pembangkit listrik tenaga air dipandang sebagai sumber daya terbarukan.
Saat matahari bersinar, air di permukaan bumi menguap, menciptakan awan, dan akhirnya kembali ke planet sebagai hujan dan salju.
Karena kami tidak dapat menghabiskannya, kami tidak khawatir tentang kenaikan harganya sebagai akibat dari kelangkaan.
Oleh karena itu, pembangkit listrik tenaga air dibuat untuk bertahan lama. Dalam situasi lain, mesin yang dimaksudkan untuk bertahan 25 tahun masih digunakan setelah digunakan gunakan untuk dua kali lebih lama.
2. Sumber Energi Bersih
Salah satu dari sekian banyak sumber energi alternatif yang “hijau” dan “bersih” adalah listrik tenaga air. Pembangkit listrik tenaga air tidak mencemari lingkungan.
Fasilitas pembangkit listrik tenaga air tidak melepaskan gas berbahaya atau gas rumah kaca ke atmosfer saat mereka menghasilkan energi.
Periode ketika polusi paling parah adalah ketika pembangkit listrik sedang dibangun.
Karena tidak melepaskan polutan udara, pembangkit listrik tenaga air membantu meningkatkan kualitas udara yang kita hirup.
Selain itu, tanaman tidak menghasilkan produk sampingan yang berbahaya.
Saat ini, penggunaan tenaga air mencegah pelepasan emisi rumah kaca yang setara dengan lebih dari 4.5 juta barel minyak, yang akan mempercepat laju pemanasan global.
3. Sumber Energi Terjangkau
Terlepas dari biaya konstruksi awal yang mahal, pembangkit listrik tenaga air merupakan sumber energi yang hemat biaya.
Air sungai adalah sumber daya tak terbatas yang tidak terpengaruh oleh fluktuasi pasar.
Harga sumber energi berbasis bahan bakar fosil termasuk batu bara, minyak, dan gas bumi sangat dipengaruhi oleh volatilitas pasar, yang dapat menyebabkannya naik atau turun tajam.
Dengan umur rata-rata 50 hingga 100 tahun, fasilitas pembangkit listrik tenaga air merupakan investasi jangka panjang yang dapat bermanfaat bagi banyak generasi mendatang.
Mereka juga menawarkan biaya operasi dan pemeliharaan yang jauh lebih rendah dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk memenuhi persyaratan teknis saat ini.
4. Membantu Masyarakat Terpencil dalam Pembangunan
Fasilitas energi terbarukan ini tidak hanya menghasilkan pekerjaan tetapi juga energi bersih untuk digunakan oleh penduduk setempat dan bisnis.
Daerah-daerah terpencil yang membutuhkan listrik dilayani oleh pembangkit listrik tenaga air, yang juga menarik industri, perdagangan, transportasi, dan pengembangan masyarakat vital lainnya.
Semua inisiatif ini membantu meningkatkan ekonomi lokal, akses ke perawatan kesehatan dan pendidikan, dan kualitas hidup penduduk secara keseluruhan.
EIA mengklaim bahwa sumber daya yang dapat diandalkan dan dapat disesuaikan ini meningkatkan daya tarik komunitas terhadap pengembang lain.
5. Kesempatan Rekreasi
Memancing, berperahu, dan berenang adalah semua kegiatan rekreasi yang mungkin dilakukan di danau yang terbentuk di belakang bendungan.
Air dari danau berpotensi digunakan untuk irigasi. Bendungan besar juga menjadi tujuan populer bagi wisatawan.
Fasilitas pembangkit listrik tenaga air dapat menyimpan sejumlah besar air untuk digunakan sesuai kebutuhan dan untuk irigasi ketika curah hujan langka.
Sangat menguntungkan untuk dapat menyimpan air karena mengurangi kerentanan kita terhadap kekeringan dan banjir dan melindungi tingkat air dari penipisan.
6. Tingkatkan Permintaan Puncak
Pembangkit listrik tenaga air dipuji oleh USGS karena kapasitasnya yang cepat dan dapat diandalkan untuk beroperasi dari nol permintaan hingga output puncak.
Lebih cepat daripada sumber energi lainnya, produsen dapat mengubah jenis energi terbarukan ini menjadi listrik dan menambahkannya ke jaringan listrik.
Tenaga air adalah pilihan terbaik untuk menyesuaikan dengan perubahan kebutuhan konsumen karena fitur ini.
7. Menawarkan Solusi Energi Serbaguna
Misalnya, pembangkit listrik tenaga air meningkatkan kelangsungan hidup sumber energi terbarukan lainnya seperti air dan energi matahari.
Fasilitas pembangkit listrik tenaga air adalah pelengkap yang ideal untuk energi matahari dan angin karena mereka dapat berfluktuasi tergantung pada iklim.
Akibatnya, pembangkit listrik tenaga air memiliki potensi besar di masa depan dengan satu-satunya sumber energi terbarukan.
Kekurangan Energi Listrik Tenaga Air
Pembangkit listrik tenaga air memiliki banyak keuntungan, tetapi seperti sumber energi lainnya, pembangkit listrik tenaga air harus dikembangkan dan digunakan dengan bijak untuk meminimalkan risiko dan kerugian.
Sementara beberapa kelemahan ini mungkin berlaku untuk hampir semua pembangkit energi, masalah dengan pengalihan air unik untuk tenaga air.
Sumber: 5 Kekurangan Energi Listrik Tenaga Air (PMCAOnline)
1. Kerusakan Lingkungan
Gangguan aliran air alami dapat mempengaruhi lingkungan dan ekosistem sungai secara signifikan.
Ketika ada kekurangan makanan atau awal musim kawin, spesies ikan tertentu dan satwa liar lainnya biasanya bermigrasi.
Pembangunan bendungan dapat memblokir rute mereka, menghentikan aliran air, yang menyebabkan habitat di sepanjang sungai mulai menghilang.
Karena pembendungan air, aliran sungai yang berubah, pembangunan jalan, dan pemasangan saluran listrik, efek alami dari pembangkit listrik tenaga air dikaitkan dengan gangguan di alam.
Meskipun sulit untuk mempelajari proses ini dan membuat penilaian hanya berdasarkan satu komponen, pembangkit listrik tenaga air dapat berdampak pada ikan dan cara mereka bermigrasi.
Lebih banyak investasi klien telah dikaitkan dengan perlakuan buruk terhadap spesies ikan, yang menunjukkan bahwa banyak orang sangat menyukai topik ini.
2. Dampak Lingkungan Pembangunan Bendungan
Meskipun tenaga air adalah sumber daya terbarukan, produksi baja dan beton yang dibutuhkan dalam konstruksi bendungan dapat menghasilkan emisi rumah kaca.
Tidak banyak lokasi di seluruh dunia yang cocok untuk membangun pabrik.
Selain itu, beberapa lokasi tersebut jauh dari kota-kota besar sehingga energi dapat dimanfaatkan secara maksimal.
3. Biaya Modal Awal yang Tinggi
Pembangunan pembangkit listrik mana pun sulit dan mahal, tetapi pembangkit listrik tenaga air memang membutuhkan bendungan untuk menghentikan aliran air.
Akibatnya, mereka lebih mahal daripada fasilitas bahan bakar fosil dengan skala yang sebanding.
Karena kesulitan logistik seperti geografi, meletakkan fondasi di bawah air, dan bahan yang diperlukan untuk membangunnya, fasilitas pembangkit listrik tenaga air sangat mahal untuk dibangun.
Satu-satunya manfaat adalah tidak perlu banyak perawatan setelah selesai.
Untuk memulihkan uang yang diinvestasikan dalam konstruksi, pembangkit listrik tenaga air masih perlu beroperasi untuk waktu yang cukup lama.
4. Potensi Konflik
Untuk memanfaatkan air, negara-negara dengan sumber listrik tenaga air yang melimpah sering membangun bendungan di seberang sungai.
Meskipun perbuatan ini terpuji, itu dapat mencegah aliran air alami dari satu arah ke arah lain.
Untuk menampung masyarakat yang ingin membangun bendungan di berbagai daerah, air yang tidak diperlukan di satu tempat dialihkan ke tempat lain.
Tetapi jika terjadi kekurangan air di sana, dapat menyebabkan perang, maka perlu untuk menghentikan aliran air ke bendungan.
5. Dapat menyebabkan Kekeringan
Meskipun pembangkit listrik tenaga air merupakan sumber energi terbarukan yang paling dapat diandalkan, namun sangat bergantung pada ketersediaan air di wilayah tertentu.
Jadi, a kekeringan mungkin memiliki dampak besar pada seberapa baik pembangkit listrik tenaga air beroperasi.
Total biaya energi dan daya dihitung berdasarkan ketersediaan air.
Musim kering dapat memiliki pengaruh besar pada kemampuan orang untuk mendapatkan air karena mereka mencegah mereka mendapatkan kekuatan yang mereka butuhkan.
Dan saat dunia kita terus memanas karena perubahan iklim, ini mungkin terjadi lebih umum.
6. Risiko Banjir di Ketinggian Bawah
Masyarakat yang tinggal di hilir menghadapi risiko banjir ketika bendungan dibangun di ketinggian yang lebih tinggi, yang meningkatkan kemungkinan arus air yang kuat dilepaskan dari bendungan yang menyebabkan banjir.
Terlepas dari kekuatan konstruksi bendungan, masih ada bahaya. Itu Kegagalan Bendungan Banqiao adalah bencana bendungan terbesar dalam sejarah.
Bendungan jebol karena curah hujan yang berlebihan akibat angin topan. Akibatnya, 171,000 orang meninggal.
7. Karbon dioksida dan Emisi Metana
Sejumlah besar karbon dioksida dan metana dilepaskan dari reservoir pembangkit listrik tenaga air.
Vegetasi di bawah air mulai membusuk dan menurun di tempat-tempat basah yang dekat dengan bendungan.
Selain itu, tanaman mengeluarkan banyak karbon dan metana saat mereka mati.
8. Kerusakan Geologi
Kerusakan geologis yang parah dapat terjadi akibat pembangunan bendungan skala besar.
Pembangunan Bendungan Hoover di Amerika Serikat, yang memicu gempa bumi dan menekan permukaan bumi di dekatnya, adalah contoh utama kerusakan geologis.
9. Ketergantungan pada Hidrologi Lokal
Karena pembangkit listrik tenaga air hanya bergantung pada aliran air, perubahan lingkungan dapat mempengaruhi seberapa sukses bendungan ini menghasilkan listrik.
Misalnya, bendungan pembangkit listrik tenaga air mungkin kurang produktif daripada yang diantisipasi jika perubahan iklim menurunkan aliran air di lokasi tertentu.
Misalnya, 66 persen kebutuhan energi Kenya dipenuhi oleh pembangkit listrik tenaga air.
Kenya telah lama dipengaruhi oleh keterbatasan energi yang disebabkan oleh kekeringan, klaim Sungai Internasional, sebuah kelompok yang didedikasikan untuk pelestarian sungai di dunia.
Di sisi lain, beberapa lokasi kini menghadapi bahaya banjir yang lebih besar akibat perubahan iklim.
Dalam situasi ini, bendungan dapat menyediakan pengendalian banjir dan produksi energi terbarukan.
Bagaimana Energi Listrik Tenaga Air Bekerja?
Bagaimana cara kerja energi listrik tenaga air?
Sumber: Bagaimana Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air? Sejarah Singkat dan Mekanika Dasar (Blog WIKA – WIKA USA)
Bendungan atau konstruksi lain yang mengubah aliran alami sungai atau badan air lainnya digunakan untuk menghasilkan PLTA, sering dikenal sebagai pembangkit listrik tenaga air.
Untuk menghasilkan energi, pembangkit listrik tenaga air menggunakan siklus air yang tidak pernah berakhir, yang menggunakan air sebagai bahan bakar dan tidak meninggalkan produk limbah.
Meskipun ada banyak yang berbeda jenis pembangkit listrik tenaga air, mereka selalu didorong oleh energi kinetik air yang bergerak ke hilir.
Untuk mengubah energi kinetik ini menjadi listrik, yang selanjutnya dapat digunakan untuk menggerakkan bangunan, bisnis, dan perusahaan lain, tenaga air menggunakan turbin dan generator.
Fasilitas tenaga air biasanya terletak di atau dekat dengan sumber air karena mereka menggunakan air untuk menghasilkan energi.
Jumlah energi yang dapat diekstraksi dari air yang mengalir bergantung pada volume dan perubahan elevasi, atau "head", di antara dua titik.
Jumlah daya yang dapat dihasilkan meningkat dengan aliran dan head.
Di tingkat pabrik, air bersirkulasi melalui pipa, juga disebut penstock, yang memutar bilah turbin, yang memutar generator, yang menghasilkan energi.
Beginilah cara sebagian besar fasilitas pembangkit listrik tenaga air konvensional—termasuk penyimpanan yang dipompa dan sistem aliran sungai—bekerja.
Diagram Pembangkit Listrik Tenaga Air
Diagram pembangkit listrik tenaga air
Komponen Pembangkit Listrik Tenaga Air
Komponen utama dari pembangkit listrik tenaga air adalah sebagai berikut.
- Forebay dan Struktur Asupan
- Balap Kepala atau Saluran Intake
- penstock
- Ruang lonjakan
- Turbin hidrolik
- Gardu listrik
- Draft tube dan Tailrace
1. Struktur Forebay dan Intake
Forebay, seperti namanya, adalah badan air yang lebih besar di depan intake. Ketika penstock mengambil air langsung dari reservoir, reservoir berfungsi sebagai forebay.
Segmen kanal di depan turbin diperluas untuk membuat forebay ketika kanal mengangkut air ke turbin.
Untuk mengalirkan air ke turbin, bagian depan menyimpan air untuk sementara. Air tidak bisa dibiarkan mengalir saat memasuki kanal atau waduk.
Untuk mengatur aliran air, kerekan dipasang di pintu masuk. Untuk mencegah sampah, pohon, dll masuk ke penstock, rak sampah ditempatkan di depan gerbang.
Selain itu, tersedia penggaruk untuk membersihkan rak sampah secara berkala.
2. Balap Kepala atau Saluran Intake
Mereka mengangkut air dari reservoir ke turbin. Tergantung pada keadaan di lokasi, saluran terbuka atau saluran bertekanan (Penstock) dapat dipilih.
Saluran tekanan dapat berupa saluran masuk yang melebar di badan bendungan, saluran baja atau beton yang panjang, atau kadang-kadang terowongan yang membentang beberapa kilometer antara reservoir dan pembangkit listrik.
Gradien saluran tekanan ditentukan oleh kondisi lokasi dan tidak mengikuti kontur bumi. Air bergerak lebih cepat di saluran listrik daripada di saluran terbuka.
Kecepatannya dapat bervariasi antara 2.5 dan 3 m/s hingga ketinggian kepala kira-kira 60 meter.
Kecepatannya mungkin lebih tinggi untuk kepala yang lebih tinggi. Terkadang praktis atau hemat biaya untuk menggunakan saluran terbuka sebagai saluran utama seluruhnya atau sebagian.
Kanal head race biasanya digunakan dalam sistem low-head di mana kehilangan head signifikan. Ini dapat mengarahkan air ke penstock atau turbin.
Saluran terbuka memiliki manfaat yang dapat digunakan untuk navigasi atau irigasi.
3. Penstock
Penstock bertindak sebagai pipa miring yang besar yang mengangkut air dari reservoir atau struktur intake ke turbin.
Mereka beroperasi di bawah sejumlah tekanan tertentu, oleh karena itu penutupan atau pembukaan pintu penstock secara tiba-tiba dapat mengakibatkan palu air pada penstock.
Jadi, selain karena penstock itu seperti pipa biasa, ini dibuat untuk menahan benturan palu air.
Untuk mengurangi tekanan ini, tangki penstabil tersedia untuk pipa penstock panjang dan dinding yang kuat tersedia untuk pipa penstock pendek.
Penstock diproduksi menggunakan baja atau beton bertulang. Untuk setiap turbin, penstock terpisah digunakan jika panjangnya sedikit.
Demikian pula, jika panjangnya besar, satu penstock besar digunakan, dan ujungnya dibagi menjadi cabang-cabang.
4. Ruang Surge
Sebuah ruang lonjakan, kadang-kadang dikenal sebagai tangki lonjakan, adalah silinder dengan bukaan atas untuk mengontrol tekanan penstock.
Itu terletak sedekat mungkin dengan pembangkit tenaga listrik dan terhubung ke penstock.
Ketinggian air di tangki penampung meningkat dan mengontrol tekanan di penstock setiap kali pembangkit listrik menolak beban air yang berasal dari penstock.
Mirip dengan ini, tangki lonjakan mempercepat aliran air ke pembangkit listrik ketika ada permintaan tinggi, yang menyebabkan tingkat air turun.
Ketinggian air tangki lonjakan stabil ketika debit pembangkit listrik konsisten.
Tangki lonjakan tersedia dalam berbagai varietas, dan mereka dipilih tergantung pada kebutuhan tanaman, panjang penstock, dll.
5. Turbin Hidrolik
Turbin hidrolik adalah suatu peralatan yang mengubah energi hidrolik menjadi energi mekanik, yang kemudian diubah menjadi energi listrik dengan menghubungkan poros turbin ke generator.
Mekanisme dalam hal ini adalah generator menghasilkan listrik setiap kali air dari penstock bersentuhan dengan bilah melingkar atau runner di bawah tekanan tinggi.
Secara umum, dua jenis turbin hidrolik adalah turbin reaksi dan turbin impuls.
Turbin kecepatan adalah nama lain dari turbin impuls. Contoh turbin impuls adalah turbin roda Pelton.
Turbin tekanan adalah nama lain dari turbin reaksi. Kelompok ini termasuk turbin Kaplan dan turbin Francis.
6. Pembangkit Listrik
Sebuah fasilitas yang dikenal sebagai “pembangkit tenaga listrik” didirikan untuk melindungi mesin listrik dan hidrolik.
Biasanya, fondasi atau substruktur yang dibangun untuk pembangkit listrik menopang seluruh peralatan.
Saat membuat fondasi untuk turbin reaksi, beberapa peralatan, seperti tabung draft dan selubung gulir, dipasang di dalamnya. Alhasil, pondasi dibangun secara besar-besaran.
Dalam hal suprastruktur, turbin vertikal diposisikan di bawah generator di lantai dasar.
Selain itu, turbin horizontal juga ditawarkan. Di lantai pertama atau lantai mezzanine adalah ruang kontrol.
7. Draft Tube dan Balap Ekor
Perlombaan ekor mengacu pada lorong di mana turbin melepaskan dalam kasus roda impuls dan melalui tabung draft dalam kasus turbin reaksi.
Pipa hisap, juga dikenal sebagai draft tube, hanyalah sebuah tabung kedap udara yang dipasang di sisi outlet dari setiap turbin reaksi.
Ini dimulai pada ujung pelepasan runner turbin dan turun ke tingkat tailwater, yaitu 0.5 meter di bawah permukaan.
Suar 4 hingga 6 derajat biasanya diterapkan pada tabung draft lurus untuk memperlambat aliran air secara progresif.
Kesimpulan
Dengan diketahuinya prinsip kerja pembangkit listrik tenaga air, ada baiknya untuk mengetahui bahwa sesuatu yang secanggih ini dapat diperbarui dan dapat bertahan selama 50-100 tahun. Betapa mengagumkan.
Pertanyaan Umum (FAQ)
Untuk apa PLTA digunakan?
Tenaga air digunakan untuk menghasilkan listrik melalui konversi energi kinetik menjadi listrik, yang selanjutnya dapat digunakan untuk pembangkit listrik, bisnis, dan perusahaan lain, tenaga air menggunakan turbin dan generator untuk proses ini.
Apakah energi listrik tenaga air terbarukan?
Pembangkit listrik tenaga air adalah salah satu bentuk energi terbarukan, ya. Mengapa? karena air. Anda dapat mengamati bagaimana air menguap menjadi awan dan kembali sebagai presipitasi ke permukaan bumi. Siklus air terus diperbarui dan dapat digunakan berulang kali untuk menghasilkan tenaga.
Rekomendasi
Seorang pencinta lingkungan yang didorong oleh hasrat. Penulis konten utama di EnvironmentGo.
Saya berusaha untuk mendidik masyarakat tentang lingkungan dan masalah-masalahnya.
Itu selalu tentang alam, kita seharusnya melindungi bukan menghancurkan.