1waduk 03a
-
Upload
randy-putra -
Category
Documents
-
view
231 -
download
0
Transcript of 1waduk 03a
-
8/17/2019 1waduk 03a
1/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
2/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
3/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
4/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
5/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
6/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
7/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
8/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
9/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
10/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
11/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
12/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
13/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
14/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
15/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
16/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
17/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
18/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
19/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
20/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
21/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
22/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
23/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
24/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
25/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
26/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
27/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
28/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
29/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
30/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
31/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
32/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
33/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
34/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
35/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
36/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
37/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
38/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
39/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
40/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
41/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
42/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
43/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
44/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
45/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
46/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
47/76
PotensiPotensiPotensiPotensi TenagaTenagaTenagaTenaga AirAirAirAir didididi IndonesiaIndonesiaIndonesiaIndonesiaSelama ini telah beberapa kali dilakukan studi potensi tenaga air
di negara kita. Pada tahun 1968 Lembaga Masalah Ketenagaan-
PLN (LMK) mencatat potensi tenaga air sebesar 27.625 Mega
Watt (MW). Pada tahun 1971 atas bantuan teknik Pemerintah
Jepang (OTCA-Overseas Technical Cooperation Agency)
Pemerintah Indonesia minta melakukan studi otensi hidro untuk
menyempurnakan hasil LMK hasilnya menjadi 28.000 MW. Danpada seminar Energi Nasional 1974 disajikan oleh Komite
Nasional Indonesia Worl Energi Conference-KNI-WEC sebesar
31.000 MW. Pada tahun 1982 oleh PLN bersama Nippon Koei
dan PT. Indra Karya studi potensi Hidro di Indonesiamenghasilkan 75.091 MW.
-
8/17/2019 1waduk 03a
48/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
49/76
KKKK W tW tW tW t dddd PLTAPLTAPLTAPLTA
-
8/17/2019 1waduk 03a
50/76
KomponenKomponenKomponenKomponen WaterwayWaterwayWaterwayWaterway padapadapadapada PLTAPLTAPLTAPLTA
Apabila instalasi pembangkit listrik tersebut memanfaatkanperbedaan muka air relatif besar, yaitu perbedaan antara muka air
saluran pembuang dan saluran pengangkut atau waduk, maka
instalasi ini disebut pembangkit listrik dengan terjun tinggi (high
head). Adapun beberapa bagian dari pembangkit listrik ini yaitu : Bangunan pengambilan
Saluran atau terowong pembawa/pengangkut (headrace
canal/tunnel)
Pipa pesat (penstock)
Tangki peredam (surge tank)
Rumah Pembangkit Tenaga Listrik (power house)
Saluran pembuang (tailrace)
BangunanBangunanBangunanBangunan PengambilanPengambilanPengambilanPengambilanBangunan pengambilan diperlukan untuk mendapatkan atau melewatkan air dari sungai (sumber air :
-
8/17/2019 1waduk 03a
51/76
waduk, danau, sungai) menuju ke rumah pembangkit tenaga listrik (power house) melalui saluran atau
terowong pembawa (headrace) dan pipa pesat. Bangunan pengambilan ini dilengkapi dengan pintu
pengatur dan saringan (trashrack). Trashrack berfungsi untuk menahan benda-benda terapung agartidak masuk ke saluran pengangkut, sehingga tidak masuk turbin dan merusakkannya, sedangkan pintu
air dan stop log, digunakan untuk keadaan darurat (emergency), untuk pemeriksaan dan sebagainya.
SaluranSaluranSaluranSaluran PembawaPembawaPembawaPembawa (head(head(head(head race)race)race)race)
Saluran pembawa adalah saluran
yang menyalurkan air dari waduk
menuju pipa pesat. Saluran ini
relative kecil. Tipe saluran
pembawa biasanya sangattergantung pada kondisi
topografi dan geologi daerah
yang dilewati, dan dapat berupa
saluran terbuka, pipa ataupun
terowongan, baik bertekananataupun tidak bertekanan
PipaPipaPipaPipa PesatPesatPesatPesat
-
8/17/2019 1waduk 03a
52/76
ppppPipa pesat (penstock) biasanya
terbuat dari pipa baja yang
mampu menahan tekanan tinggi,
dan membawa air dari saluran
pembawa ke turbin. Tekanan
dan aliran didalam pipa pesat
adalah sangat besar. Konstruksi
pipa pesat sering dengankemiringan yang tinggi dan
bahkan pula vertikal.
TangkiTangkiTangkiTangki PeredamPeredamPeredamPeredam (surge(surge(surge(surge tank)tank)tank)tank)Tangki peredam berupa pipa vertikal dengan tujuan untuk meredam kenaikan tekanan karena water
hammer, yang terjadi akibat pengoperasian turbin ataupun karena sebab-sebab yang lain (contoh
PLTA Karangkates, PLTA Saguling, dan lain-lain). Tangki peredam ini diperlukan apabilapowerhouse berada jauh dari waduk dan memerlukan pipa pesat untuk mencapai rumah
pembangkit tenaga listrik tersebut. Sedangkan untuk power house yang langsung berada dibawah
bendungan (tanpa menggunakan pipa pesat, atau memakai pipa pesat sangat pendek) maka surge
tank tidak diperlukan, dan waduk akan berfungsi sebagai peredam water hammer tersebut (contoh :
PLTA Jatiluhur, PLTA Si Gura-gura, dan lain-lain).
-
8/17/2019 1waduk 03a
53/76
RumahRumahRumahRumah PembangkitPembangkitPembangkitPembangkit TenagaTenagaTenagaTenaga ListrikListrikListrikListrik (power(power(power(power house,house,house,house, rumahrumahrumahrumah sentralsentralsentralsentral))))
Rumah pembangkit tenaga listrik merupakan bangunan dimana semuamesin dan peralatan pembangkit tenaga listrik berada didalamnya. Tenaga
air (tenaga potensial) diubah menjadi tenaga gerak (tenaga kinetik) melalui
turbin, dan tenaga gerak ini diubah menjadi tenaga listrik melalui generator.
Setelah air diambil tenaganya, air dilepas ke saluran pembuang (tailrace).
Saluran pembuang dapat berbentuk saluran atau terowongan. Saluran inimenampung air dari turbin untuk dibawa ke sungai lagi. Biasanya saluran ini
berupa saluran terbuka (free surface flow), tetapi ada juga yang bertekanan
rendah.
-
8/17/2019 1waduk 03a
54/76
Hydropower
-
8/17/2019 1waduk 03a
55/76
Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat,
karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi
kinetik (pada air mengalir).
Tenaga air (Hydropower ) adalah energi yang diperoleh dari air yang
mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud
energi mekanis maupun energi listrik.
Hydropower
air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun ataualiran air di sungai.
Sejak awal abad 18 kincir air banyak dimanfaatkan sebagai penggerak
penggilingan gandum, penggergajian kayu dan mesin tekstil, dan
Memasuki abad 19 turbin air mulai dikembangkan.
Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air
-
8/17/2019 1waduk 03a
56/76
bergantung pada besarnya head dan debit air.
Dalam hubungan dengan reservoir air maka head adalah bedaketinggian antara muka air pada reservoir dengan muka air
keluar dari kincir air/turbin air.
Total energi yang tersedia dari suatu reservoir air adalah
merupakan energi potensial air yaitu :
=
m adalah massa air
h adalah head (m)
g adalah percepatan gravitasi (m/s2 )
Daya merupakan energi tiap satuan waktu
gh
t
m
t
E = QghP ρ =
Pt
E
Qt m
=
= ρ
QghP ρ=
-
8/17/2019 1waduk 03a
57/76
P adalah daya Nm/s, (watt) yaitu
Q adalah kapasitas aliran m3/s
r rr r adalah densitas air kg/m3
QghP ρ
Selain memanfaatkan air jatuh hydropower dapat diperoleh dari aliran air
datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik
2
2
1mv E =
v adalah kecepatan aliran air m/s
A adalah luas penampang aliran air m2
2
2
1QvP ρ = 3
2
1 AvP ρ =dengan menggunakan persamaan
kontinuitas Q=AV
KincirKincirKincirKincir Air (Water Wheel)Air (Water Wheel)Air (Water Wheel)Air (Water Wheel)
-
8/17/2019 1waduk 03a
58/76
Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadienergi mekanik berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa tipe
kincir air yaitu :
• Kincir Air Overshot
• Kincir Air Undershot
• Kincir Air Breastshot• Kincir Air Tub
Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudu-sudu
-
8/17/2019 1waduk 03a
59/76
Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudu-sudu
sisi bagian atas, dan karena gaya berat air roda kincir berputar. Kincir air overshot
adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air
yang lain.
KelebihanKelebihanKelebihanKelebihan
• Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85%.• Tidak membutuhkan aliran yang deras.
• Konstruksi yang sederhana.
• Mudah dalam perawatan.
• e no og yang se er ana mu a terap an aera
yang terisolir.
KekuranganKekuranganKekuranganKekurangan
• Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya
reservoir air atau bendungan air, sehingga memerlukan
investasi yang lebih banyak.
• Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.
• Membutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.• Daya yang dihasilkan relatif kecil.
Kincir Air Undershot
Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding
-
8/17/2019 1waduk 03a
60/76
sudu yang terletak pada bagian bawah dari kincir air. Kincir air tipe
undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head.Tipe ini cocokdipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut
juga dengan ”Vitruvian”. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudut
yang memutar kincir.
KelebihanKelebihanKelebihanKelebihan
• ons ru s e se er ana
• Lebih ekonomis• Mudah untuk dipindahkan
KekuranganKekuranganKekuranganKekurangan
• Efisiensi kecil
• Daya yang dihasilkan relatif
kecil
Kincir air Breastshot merupakan
-
8/17/2019 1waduk 03a
61/76
perpaduan antara tipe overshot dan
undershot dilihat dari energi yangditerimanya. Jarak tinggi jatuhnya
tidak melebihi diameter kincir, arah
aliran air yang menggerakkan kincirair disekitar sumbu poros dari kincir
air. Kincir air jenis ini menperbaiki
ner a ar nc r a r pe un er s o
KelebihanKelebihanKelebihanKelebihan•Tipe ini lebih efisien dari tipe under shot
•Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek
•Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar
KekuranganKekuranganKekuranganKekurangan
•Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit)•Diperlukan dam pada arus aliran datar
•Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot
Kincir air Tub merupakan kincir air yang
-
8/17/2019 1waduk 03a
62/76
Kincir air Tub merupakan kincir air yang
kincirnya diletakkan secara horisontaldan sudu-sudunya miring terhadap garis
vertikal, dan tipe ini dapat dibuat lebih
kecil dari pada tipe overshot maupun
tipe undershot. Karena arah gaya dari
pancuran air menyamping maka, energiyang diterima oleh kincir yaitu energi
potensial dan kinetik.
KelebihanKelebihanKelebihanKelebihan
►Memiliki konstruksi yang lebih ringkas
►Kecepatan putarnya lebih cepatKekuranganKekuranganKekuranganKekurangan
►Tidak menghasilkan daya yang besar
►Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang
lebih teliti
-
8/17/2019 1waduk 03a
63/76
T biT biT biT bi AAAAiiii
-
8/17/2019 1waduk 03a
64/76
Turbin air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan secara
luas untuk pembangkit tenaga listrik.
Turbin air mengubah energi potensial air menjadi energimekanis.
Energi mekanis diubah dengan generator listrik menjadi
TurbinTurbinTurbinTurbin AAAAiriririr
enaga s r .
Prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial airmenjadi energi mekanis.
Turbin Air Dibedakan Menjadi Dua Kelompok YaituTurbin Air Dibedakan Menjadi Dua Kelompok YaituTurbin Air Dibedakan Menjadi Dua Kelompok YaituTurbin Air Dibedakan Menjadi Dua Kelompok Yaitu
T bi I l D T bi R k iT bi I l D T bi R k iT bi I l D T bi R k iT bi I l D T bi R k i
-
8/17/2019 1waduk 03a
65/76
Turbin Impuls Dan Turbin ReaksiTurbin Impuls Dan Turbin ReaksiTurbin Impuls Dan Turbin ReaksiTurbin Impuls Dan Turbin Reaksi
1. Turbin Impuls
Energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pda nozle. Air keluar
nozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelahmembentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan
momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls
tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energitinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah
menjadi energi kecepatan.
TurbinTurbinTurbinTurbin PeltonPeltonPeltonPelton
Terdiri dari satu set sudu jalan yang
diputar oleh pancaran air yangFig 4. Pelton Turbine
-
8/17/2019 1waduk 03a
66/76
disemprotkan dari satu atau lebih alat
yang disebut nosel. Turbin Pelton
adalah salah satu dari jenis turbin air
yang paling efisien. Turbin Pelton
adalah turbin yang cocok digunakan
untuk head tinggi.
* Power: 100 Kw to 10 Mw
* Head: from 100m to 1000m* Diameter : up to 1800mm
* Arrangement:
* Vertical 3 jets /4 jets
* Horizontal 1 jet /2 jets
* Double (horizontal 4 jets)
Bentuk sudu turbin terdiri dari dua bagian yang simetris. Sudut dibentuk sedemikian
sehingga pancaran air akan mengenai tengah-tengah sudu dan pancaran air tersebut
akan berbelok ke kedua arah sehinga bisa membalikkan pancaran air dengan baik dan
membebaskan sudut dari gaya-gaya samping..
Untuk turbin dengan daya yang
-
8/17/2019 1waduk 03a
67/76
besar, sistem penyemprotan
airnya dibagi lewat beberapanosel. Dengan demikian diameter
pancaran air bisa diperkecil dan
memberi sudut lebih kecil
Turbin Pelton untuk pembangkit skala besar membutuhkan head lebih
kurang 150 meter tetapi untuk skala mikro head 20 meter sudahmencukupi
TurbinTurbinTurbinTurbin TurgoTurgoTurgoTurgo
Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300 m. Seperti turbin
-
8/17/2019 1waduk 03a
68/76
Turbin Turgo dapat beroperasi pada head 30 s/d 300 m. Seperti turbin
pelton turbin turgo merupakan turbin impulse, tetapi sudunya berbeda.Pancaran air dari nozle membentur sudut pada sudut 20o. Kecepatan putar
turbin turgo lebih besar dari turbin Pelton. Akibatnya dimungkinkan
transmisi langsung dari turbin ke generator sehingga menaikkan efisiensi
total sekaligus menurunkan biaya perawatan
TurbinTurbinTurbinTurbin CrossflowCrossflowCrossflowCrossflow
Salah satu jenis turbin impuls ini juga dikenal dengan nama Turbin Michell-Banki yang merupakan
penemunya Selain itu juga disebut Turbin Osberger yang merupakan perusahaan yang
-
8/17/2019 1waduk 03a
69/76
penemunya. Selain itu juga disebut Turbin Osberger yang merupakan perusahaan yang
memproduksi turbin crossflow. Turbin crossflow dapat dioperasikan pada debit 20 litres/sechingga 10 m3/sec dan head antara 1 s/d 200 m
Turbin Zcrossflow menggunakan nozle
persegi panjang yang lebarnya sesuai dengan
lebar runner. Pancaran air masuk turbin dan
mengenai sudu sehingga terjadi konversi
energi kinetik menjadi energi mekanis. Air
mengalir keluar membentur sudu dan
dibanding saat masuk) kemudian
meninggalkan turbin. Runner turbin dibuatdari beberapa sudu yang dipasang pada
sepasang piringan paralel.
2222.... TurbinTurbinTurbinTurbin ReaksiReaksiReaksiReaksi
-
8/17/2019 1waduk 03a
70/76
Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yangmenyebabkan terjadinya penurunan tekanan air selama
melalui sudut. Perbedaan tekanan ini memberikan gaya pada
sudut sehingga runner (bagian turbin yang berputar) dapat
berputar. Turbin yang bekerja berdasarkan prinsip inidikelompokkan sebagai turbin reaksi. Runner turbin reaksi
turbin.
TurbinTurbinTurbinTurbin FrancisFrancisFrancisFrancisTurbin francis merupakan salah satu turbin reaksi. Turbin dipasang diantara sumber air tekanan tinggi
di bagian masuk dan air bertekanan rendah di bagian keluar. Turbin Francis menggunakan sudu
-
8/17/2019 1waduk 03a
71/76
pengarah. Sudu pengarah mengarahkan air masuk secara tangensial. Sudu pengarah pad turbin Francis
dapat merupakan suatu sudu pengarah yang tetap ataupun sudu pengarah yang dapat diatur sudutnya.
Untuk penggunaan pada berbagai kondisi aliran air penggunaan sudu pengarah yang dapat diatur
merupakan pilihan yang tepat
3.
* 100 1
* 1 200
* 20 300
*
*
*
*
* (2 )
TurbinTurbinTurbinTurbin KaplanKaplanKaplanKaplan &&&& PropellerPropellerPropellerPropellerTurbin Kaplan dan propeller merupakan turbin rekasi aliran aksial. Turbin ini tersusun
dari propeller seperti pada perahu.. Propeller tersebut biasanya mempunyai tiga
-
8/17/2019 1waduk 03a
72/76
hingga enam sudut 2
* 100
* 1.0 2
* / /* 00 000
*
*
*
* ( )
*
-
8/17/2019 1waduk 03a
73/76
, , .
. ,
.
Pengertian dan prinsip PLTA
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah suatu bentuk perubahan
-
8/17/2019 1waduk 03a
74/76
tenaga air dengan ketinggian dan debit tertentumenjadi tenaga listrik,dengan menggunakan turbin air dangenerator. Daya (power) yang dihasilkan
dapat dihitung berdasarkan rumus berikut (Arismunandar dan Kuwahara,
1991) :P = 9,8 x H eff x Q (kW)
-
8/17/2019 1waduk 03a
75/76
-
8/17/2019 1waduk 03a
76/76