Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) merupakan teknologi yang menggunakan energi potensial dari aliran air untuk menghasilkan energi listrik. Prinsip kerja PLTA secara sederhana adalah mengubah energi potensial yang terdapat dalam aliran air menjadi energi listrik. Prosesnya dimulai dengan memanfaatkan energi potensial dalam aliran air untuk menggerakkan turbin. Gerakan turbin tersebut menghasilkan energi mekanik karena tekanan yang diberikan oleh aliran air.
Gambar Pembangkit listrik tenaga air
Energi mekanik yang dihasilkan dari putaran turbin selanjutnya digunakan untuk menggerakkan generator. Generator ini bertanggung jawab dalam menghasilkan energi listrik. Menurut Modul Pembelajaran Pembangkit Tenaga Listrik yang diterbitkan oleh Universitas Negeri Yogyakarta (UNY), terdapat dua faktor yang mempengaruhi jumlah energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA.
Pertama, ketinggian jatuh air. Semakin tinggi air jatuh, semakin besar energi potensial yang dimiliki oleh air tersebut. Hal ini berarti energi kinetik yang dihasilkan saat air jatuh akan lebih besar, dan menghasilkan energi listrik yang lebih tinggi.
Kedua, debit air atau jumlah air yang mengalir. Semakin banyak air yang mengalir, putaran turbin akan semakin cepat. Hal ini berakibat pada peningkatan produksi energi listrik karena putaran turbin yang lebih cepat.
Untuk gambaran yang lebih jelas mengenai cara kerja PLTA, dapat dilihat pada foto yang menunjukkan ilustrasi cara kerja pembangkit listrik tenaga air (PLTA).
Gambar Cara kerja dan komponen PLTA
PLTA merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang dapat diperbaharui dan tidak menghasilkan emisi. Dengan memanfaatkan energi potensial dari air, PLTA dapat menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan sehari-hari. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTA dapat digunakan baik untuk keperluan industri maupun kebutuhan rumah tangga.
PLTA terdiri dari beberapa komponen inti yang bekerja secara sinergis untuk menghasilkan energi listrik. Berikut adalah beberapa komponen utama dari PLTA:
- Reservoir atau waduk: Berfungsi untuk menyimpan atau menaikkan tingkat permukaan air. Reservoir memungkinkan pengaturan ketinggian air agar dapat mengoptimalkan energi potensial dari air untuk memutar turbin.
- Penstock atau pipa: Mengarahkan aliran air dari waduk menuju turbin. Penstock umumnya terbuat dari baja atau beton, tergantung kebutuhan dan kondisi lingkungan.
- Turbin: Komponen yang sangat penting dalam PLTA. Turbin menerima aliran air dan mengubahnya menjadi energi mekanik dengan memutar poros turbin.
- Generator: Mengubah energi mekanik yang dihasilkan oleh turbin menjadi energi listrik.
- Transformator: Meningkatkan tegangan listrik yang dihasilkan oleh generator agar sesuai dengan kebutuhan dan jaringan listrik yang ada.
PLTA memiliki variasi jenis berdasarkan kapasitas terpasangnya, yang dikelompokkan berdasarkan kilowatt (kW) hingga megawatt (MW). Berikut adalah jenis-jenis PLTA berdasarkan kapasitas terpasang:
- PLTA pico hydro: Kurang dari 0,5 kW.
- PLTA micro hydro: 0,5 kW hingga 100 kW.
- PLTA mini hydro: 100 kW hingga 1.000 kW.
- PLTA skala kecil: 1 MW hingga 10 MW.
- PLTA skala besar: Lebih dari 10 MW.
Pembangkit Listrik Tenaga Ombak Laut
Pembangkit listrik tenaga ombak atau pembangkit listrik tenaga gelombang laut (PLTG) merupakan jenis pembangkit listrik yang terletak di perairan atau lepas pantai, yang bertujuan untuk menghasilkan energi listrik dari energi kinetik gelombang laut. Potensi energi gelombang laut diperkirakan mencapai lebih dari 2 juta megawatt (MW). Daerah-daerah dengan potensi energi gelombang terbesar terdapat di pantai barat Eropa, pantai utara Britania Raya, pantai Pasifik Utara, Amerika Selatan, Australia, Selandia Baru, dan pantai Afrika Selatan.
Gambar Pembangkit listrik tenaga ombak laut
Konversi energi
Potensi energi ombak timbul akibat gerakan berulang yang disebabkan oleh angin yang tiup di permukaan laut. Energi ombak dapat diubah menjadi energi listrik melalui beberapa metode. Salah satu metode adalah dengan menangkap ombak dan memindahkannya ke dalam bilik khusus. Udara yang terperangkap di dalam bilik kemudian dilepaskan secara paksa. Keluarnya udara tersebut akan menggerakkan turbin angin, yang selanjutnya menggerakkan generator listrik untuk menghasilkan listrik. Metode lain yang dapat digunakan adalah memanfaatkan gerakan naik-turun ombak untuk menggerakkan piston. Generator listrik dihubungkan secara langsung dengan piston untuk menghasilkan energi listrik.
Efisiensi energi
Ombak merupakan salah satu sumber energi kinetik yang dapat dieksploitasi di perairan laut untuk menghasilkan energi listrik. Potensi energi listrik yang dapat dihasilkan dari ombak diperkirakan sebesar 2,4 megawatt per meter persegi. Ombak merupakan sumber energi terbarukan yang memiliki tingkat keberlanjutan yang tinggi. Energi yang dihasilkan oleh ombak tidak mengalami penurunan kualitas dan kuantitas, dan sumber energi ini terus-menerus tersedia di alam. Selain itu, energi ombak juga merupakan sumber energi yang bersifat non-karbon, tidak menghasilkan emisi karbon dioksida.
Namun, menghasilkan energi listrik dari ombak dalam skala besar merupakan tantangan yang kompleks. Proses untuk mengalihkan energi ombak ke pantai dan mengubahnya menjadi energi listrik adalah tugas yang sulit dilakukan. Dibutuhkan infrastruktur yang canggih dan mahal untuk menangkap dan mengkonversi energi ombak menjadi energi listrik secara efisien. Karena itu, meskipun energi ombak memiliki potensi yang besar, hingga saat ini produksi energi listrik dari ombak masih terbatas dan sulit untuk diperoleh dalam jumlah yang besar.
Penelitian dan penerapan
Beberapa negara telah melakukan penelitian terkait pemanfaatan energi dari laut. Negara-negara tersebut termasuk Amerika Serikat, Rusia, Kanada, Inggris, Perancis, Jepang, Belanda, dan Korea. Energi yang dimanfaatkan meliputi energi ombak, pasang surut air laut, dan panas laut. Kanada merupakan salah satu negara yang telah banyak menggunakan pembangkit listrik tenaga ombak.
Inggris juga merupakan negara yang aktif dalam penelitian pemanfaatan energi ombak untuk pembangkitan energi listrik. Konsep pengembangannya melibatkan pemanfaatan air laut secara efisien melalui pusat pembangkit listrik. Pembangkit listrik tenaga ombak dapat beroperasi dengan baik karena ombak memiliki sifat yang selalu ada secara berkelanjutan. Salah satu uji coba sukses pembangkit listrik tenaga ombak pernah dilakukan di lepas pantai Skotlandia. Dalam uji coba tersebut, berhasil dihasilkan listrik sebesar 500 kilowatt yang dapat memenuhi kebutuhan listrik 400 rumah tangga di Pulau Islay.
Sumber :
Buku Teknik Dan Pengelolaan Sumber Daya Air
Penulis : Dra. Fauzia Mulyawati, ST, MT; Dr. Agung Wahyudi Biantoro, ST, MT.