PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA) : PENJELASAN, JENIS, KARAKTERISTIK DAN CONTOH

Pembangkit Listrik Tenaga Air 

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan air sebagai sumber energi utama untuk menghasilkan energi listrik. Seperti halnya PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu atau Angin), PLTA juga tergolong dalam pembangkit listrik non-termis. Yaitu pembangkit yang tidak memanfaatkan energi panas sebagai penggerak mulanya. Melainkan menggunakan air. Lalu, bagaimanakah proses kerja dari PLTA?

Awalnya, air dialirkan menuju ke turbin. Turbin yang dialiri oleh air itu memiliki poros yang sama dengan rotor generator (dikopel). Sehingga ketika turbin berputar, rotor generator juga ikut berputar. Dengan berputarnya rotor generator, maka stator generator akan menghasilkan energi listrik yang selanjutnya dapat disuplai ke jaringan (grid).

Air yang digunakan untuk memutar turbin tersebut diperoleh dari sungai yang dibendung alirannya. Bendungan air tersebut biasa dinamakan dengan DAM. Namun tidak seluruhnya air yang dibendung tersebut digunakan untuk memutar turbin. Air yang tidak dialirkan ke turbin tetap dialirkan ke aliran sungai semula. Dengan demikian, lahan sawah dari warga sekitar tetap mendapat aliran air melalui sistem irigasi.

Jika terjadi kelebihan air pada DAM, maka petugas PLTA biasanya memperbesar aliran air ke sungai dengan membuka pintu air. Namun jika kekurangan, aliran sungai akan diperkecil. Hal ini bertujuan untuk menjaga ketinggian air DAM. Fenomena seperti ini biasanya terjadi ketika puncak musim kemarau tiba.

DAM yang ada harus memiliki perbedaan ketinggian dengan turbin. Semakin tinggi perbedaan ketinggiannya, maka semakin besar pula daya listrik yang dihasilkan generator. Untuk menghubungkan antara DAM dengan turbin, digunakan pipa besar dengan diameter yang menyesuaikan debit air yang akan dialirkan. Pipa ini dinamakan dengan pipa pesat (penstock). Semakin besar diameter, maka semakin besar pula debit air yang dialirkan.

Lokasi PLTA
Pada umumnya, PLTA dibangun ditempat-tempat dimana sumber air yang deras berada, seperti pegunungan. Air yang ada didapat dari sungai yang dibendung oleh DAM, lalu dialirkan ke turbin melalui pipa pesat.

Jenis-Jenis PLTA

1. PLTA Run of River (ROR) adalah PLTA yang sangat bergantung pada inflow air (harian) 
2. PLTA Pondage (Waduk) adalah PLTA yang bergantung pada pengaturan tinggi TMA (Tinggi Muka Air); pengelolaan energi secara tahunan. 

Komponen-Komponen PLTA
1. Dam

Berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir. Pada PLTA terdapat 2 jenis penampungan, yaitu :

• Waduk Utama (upper reservoir) seperti dam pada PLTA konvensional. Air dialirkan langsung ke turbin untuk menghasilkan listrik. 
• Waduk cadangan (lower reservoir). Air yang keluar dari turbin ditampung di lower reservoir sebelum dibuang disungai. 

2. Pipa Pesat

Berfungsi untuk menghubungkan dam dengan turbin. Memiliki diameter tertentu yang menyesuaikan debit air yang dialirkan.

3. Turbin

Berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik. Air akan memukul sudu – sudu dari turbin sehingga turbin berputar. Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari berbagai jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dll.

4. Generator 

Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox. Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan jangkar didalam generator sehingga terjadi perubahan fluks yang membangkitkan arus AC pada sisi statornya.

5. Trafo 

Digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik tidak banyak terbuang saat ditransmisikan. Trafo yang digunakan adalah trafo step up.

6. Transmisi 

Berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan trafo step down.

Karakteristik PLTA
Keuntungan :

1. Biaya operasi relatif ringan, karena PLTA tidak membeli bahan bakar seperti pada PLTU yang selalu membeli batubara atau minyak bumi. Hanya air yang diambil dari sungai untuk memutar turbin lalu dikembalikan lagi. 
2. Ramah lingkungan, karena tidak dihasilkan gas atau limbah buangan dalam proses produksinya. 
3. Perawatan mudah, hanya membersihkan sampah yang terdapat pada air bendungan. 
4. Waktu startingnya cepat, untuk mencapai daya listrik keluaran yang diinginkan (nominal) sangatlah cepat. 
5. Efisiensi yang tinggi 

Kekurangan :

1. Biaya pembangunan relatif besar, sebagian besar untuk pembangunan infrastruktur PLTA. 
2. Lokasi PLTA jauh dari beban atau jauh dari kota, dekat dengan sumber air. 
3. Operasinya tergantung pada ketersediaan sumber air. Jika musim kemarau kadang kala tidak beroperasi. 
4. Membutuhkan area yang luas, karena membutuhkan tempat untuk menampung air sementara (waduk)

Perawatan PLTA
Untuk menjaga turbin dari kegagalan operasi atau kerusakan mekanik akibat adanya sampah, maka dilakukan penyaringan air, yaitu penyaringan kasar dan penyaringan halus. Penyaringan kasar hanya mampu menyaring sampah dengan ukuran yang besar, seperti kayu, pelepah pisang, eceng gondok, dlsb. Sedangkan penyaringan halus mampu menyaring kotoran-kotoran seperti rumput dan juga batu.

Potensi PLTA

1. Indonesia termasuk negara yang memiki sumber daya tenaga air yang cukup besar berjumlah 75,1 MW. 
2. Potensi terbesar terdapat di pulau-pulau sumatra, Kalimantan dan Irian Jaya , yang sebagian besar masih terletak jauh dari pusat-pusat beban. 
3. Pada tahun 1990 daya terpasang Pusat-pusat Listrik Tenaga Air (PLTA) di Indonesia adalah sebesar 3.175 MW, terdiri atas 2.095 MW dari PLN dan 1080 MW non-PLN. 
4. Pusat listrik tenaga air dengan daya terpasang terbesar pada saat ini adalah PLTA Saguling dengan 700 MW, yang terletak pada Sungai Citarum di Jawa Barat.