Bagaimana Mendapatkan Listrik Untuk Rumah Anda
Itu selalu ada setiap kali Anda flip switch atau
kabel plug di - tetapi listrik telah melakukan perjalanan jauh untuk sampai ke
rumah Anda. Bahkan,
pembangkit listrik di mana listrik Anda dibuat mungkin ratusan mil jauhnya!
Semua tiang dan kabel yang Anda lihat di sepanjang
jalan raya dan di depan rumah Anda disebut transmisi listrik dan sistem
distribusi. Menggunakan listrik tenaga air dari
Air Terjun Niagara, ilmuwan Nikola Tesla merancang sistem skala penuh listrik
pertama di awal 1900-an.
Saat ini, pembangkit listrik di seluruh negara saling
terhubung satu sama lain melalui sistem listrik (kadang-kadang disebut
"kekuatan jaringan"). Jika
salah satu pembangkit listrik tidak dapat menghasilkan listrik cukup untuk
menjalankan semua AC ketika itu panas, lain pembangkit listrik dapat mengirim
beberapa di mana itu dibutuhkan.
Berikut adalah bagaimana listrik sampai ke rumah Anda:
Listrik dibuat di sebuah pembangkit listrik
oleh generator besar.
Sebagian besar pembangkit listrik menggunakan batu bara, tetapi menggunakan
beberapa gas air, alam atau bahkan angin.
Saat ini dikirim melalui transformator untuk meningkatkan
tegangan untuk mendorong daya jarak jauh.
|
|||
Muatan listrik berjalan melalui tegangan tinggi jalur transmisi
yang membentang di seluruh negeri.
|
|||
 |
| Add caption |
Ini mencapai
gardu, di mana tegangan diturunkan sehingga dapat dikirim pada saluran
listrik yang lebih kecil.
Ini
perjalanan melalui jalur distribusi untuk lingkungan Anda, di mana
tiang-atas lebih kecil transformator mengurangi tegangan lagi untuk mengambil
kekuatan aman digunakan di rumah kita.
Ini menghubungkan ke rumah Anda melalui drop
layanan dan melewati satu meter yang mengukur berapa banyak
keluarga kita menggunakan.
Listrik
pergi ke panel servis di basement atau garasi, di mana atau sekering
pemutus melindungi kabel di dalam rumah Anda dari kelebihan beban.
Listrik bergerak melalui kabel di dalam tembok ke outlet dan switch
di seluruh rumah Anda.
Konsep Dasar
Pembangkitan Tenaga Listrik
Arus listrik adalah elektron-elektron yang
mengalir. Untuk mengalirkan arus listrik secara terus-menerus dalam suatu
rangkaian tertutup diperlukan pembangkitan tenaga listrik. Pembangkitan tenaga
listrik dilakukan dengan cara memutar generator sinkron sehingga didapatkan
tenaga listrik arus bolakbalik tiga fasa. Tenaga mekanik yang dipakai memutar
generator listrik didapat dari mesin penggerak generator listrik atau biasa
disebut penggerak mula (primover).
Mesin penggerak generator listrik yang banyak digunakan adalah mesin
diesel, turbin uap, turbin air, dan turbin gas. Mesin penggerak generator
melakukan konversi tenaga primer menjadi tenaga mekanik penggerak generator
Proses pembangkitan tenaga listrik adalah proses konversi tenaga primer
(bahan bakar atau potensi tenaga air) menjadi tenaga mekanik sebagai penggerak
generator listrik dan selanjutnya generator listrik menghasilkan tenaga
listrik. Gambar 1 menunjukkan diagram poses pembangkitan tenaga listrik, mulai
dari tenaga primer sampai dengan konsumen (consumers): (a) Pusat Listrik
Tenaga Air (PLTA); (b) Pusat Listrik Tenaga Panas (PLTP); dan (c) Pusat Listrik
Tenaga Nuklir (PLTN).
Jenis-jenis Pusat Pembangkit Listrik
Tenaga listrik dihasilkan di pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.
Berdasarkan sumber dan asal tenaga listrik dihasilkan, dapat dikenal
pusat-pusat listrik:
1.
Pusat listrik tenaga thermo
Pusat pembangkit listrik tenaga thermo menggunakan bahan bakar yang
berbentuk padat, cair, dan gas. Pusat pembangkit listrik tenaga thermo,
terdiri dari:
a) Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU).
Pada pusat listrik tenaga uap menggunakan bahan bakar batu bara, minyak,
atau gas sebagai sumber energi primer. Untuk memutar generator pembangkit
listrik menggunakan putaran turbin uap. Tenaga untuk menggerakkan turbin berupa
tenaga uap yang berasal dari ketel uap. Bahan bahan bakar ketelnya berupa batu
bara, minyak bakar, dan lainnya.
b) Pusat Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Pada pusat listrik tenaga gas, energi primer berasal dari bahan bakar gas
atau minyak. Untuk memutar generator pembangkit listrik menggunakan tenaga
penggerak turbin gas atau motor gas. Untuk memutar turbin gas atau motor gas
menggunakan tenaga gas. Gas berasal dari dapur tinggi, dapur kokas, dan gas
alam.
c) Pusat Listrik Tenaga Disel (PLTD)
Pada pusat pembangkit listrik tenaga diesel, energi primer sebagai energi
diesel berasal dari bahan bakar minyak atau bahan bakar gas. Untuk memutar
generator pembangkit listrik menggunakan tenaga pemutar yang berasal dari
putaran disel.
d) Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
Pusat listrik tenaga gas dan uap merupakan kombinasi PLTG dengan PLTU. Gas
buang dari PLTG dimanfaatkan untuk menghasilkan uap oleh ketel uap dan
menghasilkan uap sebagai penggerak turbin uap. Turbin uap selanjutnya memutar
generator listrik
e) Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)
Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) merupakan pusat pembangkit yang
tidak memiliki ketel uap karena uap sebagai penggerak turbin uap berasal dari
dalam bumi
2.
Pusat listrik tenaga hydro
Pusat listrik yang menggunakan tenaga air atau sering disebut Pusat Listrik
Tenaga Air (PLTA). Pada pusat listrik tenaga air, energi utamanya berasal dari
tenaga air (energi primer). Tenaga air tersebut menggerakkan turbin air dan
turbin air memutar generator listrik. Pusat listrik ini menggunakan tenaga air
sebagai sumber energi primer.
A.
Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)
Dalam PLTA, potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga listrik.
Mula-mula potensi tenaga air dikonversikan menjadi tenaga mekanik dalam turbin
air. Kemudian turbin air memutar generator yang membangkitkan tenaga listrik.
Gambar 2 menggambarkan secara skematis bagaimana potensi tenaga air, yaitu
sejumlah air yang terletak pada ketinggian tertentu diubah menjadi tenaga
mekanik dalam turbin air.
Daya yang dibangkitkan generator
yang diputar oleh turbin air adalah:
P = k.?.H.q [kW]
Keterangan:
P = daya [kW]
H = tinggi terjun air [meter]
q = debit air [m3/detik]
? = efisiensi turbin bersama
generator
k = konstanta.
Potensi tenaga air didapat pada sungai yang mengalir di daerah pegunungan.
Untuk dapat memanfaatkan potensi tenaga air dari sungai ini, maka kita perlu
membendung sungai tersebut dan airnya disalurkan ke bangunan air PLTA seperti
ditunjukkan oleh Gambar III.3. Ditinjau dari caranya membendung air, PLTA dapat
dibagi menjadi dua kategori:
a. PLTA run
off river
b. PLTA dengan
kolam tando (reservoir)
PLTA run off
river, air sungai dialihkan dengan menggunakan dam yang dibangun memotong
aliran sungai. Air sungai ini kemudian disalurkan ke bangunan air PLTA seperti
pada Gambar 4 PLTA dengan kolam tando (reservoir), aliran sungai
dibendung dengan bendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga terjadi
kolam tando. Selanjutnya air dari kolam tando dialirkan ke bangunan air PLTA
seperti Gambar 4. Dengan adanya penimbunan air terlebih dahulu dalam kolam
tando, maka pada musin hujan di mana debit air sungai besarnya melebihi
kapasitas penyaluran air bangunan air PLTA, air dapat ditampung dalam kolam
tando. Pada musim kemarau di mana debit air sungai lebih kecil dari pada
kapasitas penyaluran air bangunan air PLTA, selisih kekurangan air ini dapat di
atasi dengan mengambil air dari timbunan air yang ada dalam kolam tando. Inilah
keuntungan penggunaan kolam tando pada PLTA. Hal ini tidak dapat dilakukan pada
PLTA run off river. PLTA run off river, daya yang dapat
dibangkitkan tergantung pada debit air sungai. Tetapi PLTA run off river biaya
pembangunannya lebih murah dari pada PLTA dengan kolam tando (reservoir),
karena kolam tando memerlukan bendungan yang besar dan juga memerlukan daerah
genangan yang luas. Jika ada sungai yang mengalir keluar dari sebuah danau,
maka dapat dibangun PLTA dengan menggunakan danau tersebut sebagai kolam tando.
Contoh mengenai hal ini, yaitu PLTA Asahan yang menggunakan Danau Toba sebagai
kolam tando, karena Sungai Asahan mengalir dari Danau Toba. Bangunan air PLTA
yang mengalirkan air dari dam pada PLTA run off river dan dari kolam
tando pada PLTA yang menggunakan bendungan sampai ke turbin digambarkan oleh
Gambar 4. Secara garis besar, bangunan air ini terdiri dari saluran air yang
terbuka atau tertutup (terowongan) sampai pada tabung peredam.
B.
Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)
Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah
bahan bakar. Baban bakar yang digunakan dapat berupa batubara (padat), minyak
(cair), atau gas. Ada kalanya PLTU enggunakan kombinasi beberapa macam bahan
bakar. Konversi energi tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah
konversi energi primer menjadi energi panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam
ruang bakar dari ketel uap PLTU. Energi panas ini kemudian dipindahkan ke dalam
air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uap yang dikumpulkan dalam
drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam turbin uap,
energi uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, dan
akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik
oleh generator. Secara skematis, proses tersebut di atas digambarkan oleh
Gambar 6.
C.
Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Gambar 7 menunjukkan prinsip kerja PLTG. Udara masuk ke kompresor
untuk dinaikkan tekanannya menjadi kira-kira 13 kg/cm2 Masalah Operasi pada
Pusat-Pusat Listrik 181kemudian udara tersebut dialirkan ke ruang bakar.
Dalam ruang bakar, udara bertekanan 13 kg/cm2 ini dicampur dengan bahan bakar
dan dibakar. Apabila digunakan bahan bakar gas (BBG), maka gas dapat langsung
dicampur dengan udara untuk dibakar, tetapi apabila digunakan bahan bakar
minyak (BBM), maka BBM ini harus dijadikan kabut terlebih dahulu kemudian baru
dicampur dengan udara untuk dibakar. Teknik mencampur bahan bakar dengan udara
dalam ruang bakar sangat mempengaruhi efisiensi pembakaran.
Pembakaran bahan bakar dalam ruang bakar menghasilkan gas bersuhu
tinggi sampai kira-kira 1.3000C dengan tekanan 13 kg/cm2. Gas hasil
pembakaran ini kemudian dialirkan menuju turbin untuk disemprotkan kepada
sudu-sudu turbin sehingga energi (enthalpy) gas ini dikonversikan
menjadi energi mekanik dalam turbin penggerak generator (dan kompresor udara)
dan akhirnya generator menghasilkan tenaga listrik. Karena pembakaran yang
terjadi pada turbin gas mencapai suhu sekitar 1.3000C, maka sudu-sudu turbin
beserta porosnya perlu didinginkan dengan udara. Selain masalah pendinginan,
operasi turbin gas yang menggunakan gas hasil pembakaran dengan suhu sekitar
1.3000C memberi risiko korosi suhu tinggi, yaitu bereaksinya logam kalium,
vanadium, dan natrium yang terkandung dalam bahan bakar dengan bagian-bagian turbin
seperti sudu dan saluran gas panas (hot gas path). 182 Pembangkitan
Tenaga Listrik Oleh karena itu, bahan bakar yang digunakan tidak boleh
mengandung logam-logam tersebut di atas melebihi batas tertentu. Kebanyakan
pabrik pembuat turbin gas mensyaratkan bahan bakar dengan kandungan logam
kalium, vanadium, dan natrium tidak boleh melampaui 1 part per mill (rpm).
Di Indonesia, BBM yang bias memenuhi syarat ini hanya minyak Solar, High
Speed Diesel Oil, atau yang sering disebut minyak HSD yang disediakan oleh
PERTAMINA. Sedangkan BBG umummya dapat memenuhi syarat tersebut di atas.
D. Pusat
Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)
PLTGU merupakan kombinasi PLTG dengan PLTU. Gas buang dari PLTG yang
umumnya mempunyai suhu di atas 4000C, dimanfaatkan (dialirkan) ke dalam ketel
uap PLTU untuk menghasilkan uap penggerak turbin uap. Dengan cara ini, umumnya
didapat PLTU dengan daya sebesar 50% daya PLTG. Ketel uap yang digunakan untuk
memanfaatkan gas buang PLTG mempunyai desain khusus untuk memanfaatkan gas
buang di mana dalam bahasa Inggris disebut Heat Recovery Steam Generator (HRSG).
Gambar 20 menunjukkan bagan dari 3 buah unit PLTG dengan sebuah unit PLTU yang
memanfatkan gas buang dari 3 unit PLTG tersebut. 3 unit PLTG beserta 1 unit
PLTU ini disebut sebagai 1 blok PLTGU. Setiap unit PLTG mempunyai sebuah ketel
uap penampung gas buang yang keluar dari unit PLTG. Uap dari tiga ketel uap
unit PLTG kemudian ditampung dalam sebuah pipa pengumpul uap bersama yang dalam
bahasa Inggris disebut common steam header. Dari pipa pengumpul uap
bersama, uap dialirkan ke turbin uap PLTU yang terdiri dari turbin tekanan
tinggi dan turbin tekanan rendah. Keluar dari turbin tekanan rendah, uap
dialirkan ke kondensor untuk diembunkan. Dari kondensor, air dipompa untuk
dialirkan ke ketel uap. HRSG dalam perkembangannya dapat terdiri dari 3 drum uap
dengan tekanan uap yang berbeda: Tekanan Tinggi (HP), Tekanan Menengah (IP),
dan Tekanan Rendah (LP). Hal ini didasarkan perhitungan Termodinamika Drum HP,
IP, dan LP yang berhubungan dengan suhu gas buang yang tinggi, sedang, dan
rendah.
E.
Pusat Listrik Tenaga Panas Bumi
(PLTP)
Energi panas bumi (Geothermal energi) sudah dikenal sejak ratusan
tahun lalu dalam wujud gunung berapi,aliran lava, sumber air panas maupun geyser.
Pada mulanya uap panas yang keluar dari bumi tersebut hanya dimanfaatkan untuk
tujuan theraphy. Baru pada awal abad ke-20, seiring dengan kemajuan ilmu
pengetahuan dan teknologi serta dimakluminya keterbatasan sumber energi minyak
maka, mulai dipikirkan pemanfaatan energi panas bumi untuk keperluan–keperluan
yang lebih komersil. Pada tahun 1913, pembangkit listrik tenaga panas bumi
pertama, dengan kapasitas 250 KWH. Berhasil dioperasikan di Italia. Kemudian
disusul dengan pembangkit lainnya yang sampai dengan tahun 1988 total kapasitas
PLTP di dunia sudah mencapai lebih dari 20.000 MW. Penelitian potensi panas
bumi di Indonesia sudah di mulai sejak tahun 1926 di Kamojang Jawa Barat oleh
Belanda dan diteruskan oleh bangsa Indonesia setelah kemerdekaan. Dari
penelitian yang dilakukan ternyata potensi panas bumi di Indonesia sangat
memberi harapan, yaitu sekitar 16.000 MW. Namun demikian hingga 1992, baru
sekitar 500 MW yang berhasil di usahakan sebagai energi listrik.
F.
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) adalah stasiun pembangkit listrik
thermal di mana panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor
nuklir pembangkit listrik.
PLTN termasuk dalam pembangkit daya base load, yang dapat bekerja dengan
baik ketika daya keluarannya konstan (meskipun boiling water reactor dapat
turun hingga setengah dayanya ketika malam hari). Daya yang dibangkitkan per
unit pembangkit berkisar dari 40 MWe hingga 1000 Mwe.
Jenis-jenis
PLTN
PLTN dikelompokkan berdasarkan jenis reaktor yang digunakan. Tetapi ada
juga PLTN yang menerapkan unit-unit independen, dan hal ini bisa menggunakan
jenis reaktor yang berbeda. Sebagai tambahan, beberapa jenis reaktor berikut
ini, di masa depan diharapkan mempunyai sistem keamanan pasif.
Reaktor Fisi
Reaktor daya fisi membangkitkan panas melalui reaksi fisi nuklir dari
isotop fissil uranium dan plutonium.
Selanjutnya
reaktor daya fissi dikelompokkan lagi menjadi:
- Reaktor thermal menggunakan moderator neutron untuk melambatkan atau me-moderate neutron sehingga mereka dapat menghasilkan reaksi fissi selanjutnya. Neutron yang dihasilkan dari reaksi fissi mempunyai energi yang tinggi atau dalam keadaan cepat, dan harus diturunkan energinya atau dilambatkan (dibuat thermal) oleh moderator sehingga dapat menjamin kelangsungan reaksi berantai. Hal ini berkaitan dengan jenis bahan bakar yang digunakan reaktor thermal yang lebih memilih neutron lambat ketimbang neutron cepat untuk melakukan reaksi fissi.
- Reaktor cepat menjaga kesinambungan reaksi berantai tanpa memerlukan moderator neutron. Karena reaktor cepat menggunkan jenis bahan bakar yang berbeda dengan reaktor thermal, neutron yang dihasilkan di reaktor cepat tidak perlu dilambatkan guna menjamin reaksi fissi tetap berlangsung. Boleh dikatakan, bahwa reaktor thermal menggunakan neutron thermal dan reaktor cepat menggunakan neutron cepat dalam proses reaksi fissi masing-masing.
- Reaktor subkritis menggunakan sumber neutron luar ketimbang menggunakan reaksi berantai untuk menghasilkan reaksi fissi. Hingga 2004 hal ini hanya berupa konsep teori saja, dan tidak ada purwarupa yang diusulkan atau dibangun untuk menghasilkan listrik, meskipun beberapa laboratorium mendemonstrasikan dan beberapa uji kelayakan sudah dilaksanakan.
Reaktor thermal
- Light water reactor (LWR)
·
Boiling
water reactor (BWR)
·
Pressurized
water reactor (PWR)
·
SSTAR, a
sealed, reaktor untuk jaringan kecil, mirip PWR
·
Moderator
Grafit:
·
Magnox
·
Advanced
gas-cooled reactor (AGR)
·
High
temperature gas cooled reactor (HTGR)
·
RBMK
·
Pebble bed
reactor (PBMR)
- Moderator Air berat:
·
SGHWR
·
CANDU
Reaktor cepat
Meski reaktor nuklir generasi awal berjenis reaktor cepat, tetapi
perkembangan reaktor nuklir jenis ini kalah dibandingkan dengan reaktor
thermal.
Keuntungan reaktor cepat diantaranya adalah siklus bahan bakar nuklir yang
dimilikinya dapat menggunakan semua uranium yang terdapat dalam urainum alam,
dan juga dapat mentransmutasikan radioisotop yang tergantung di dalam limbahnya
menjadi material luruh cepat. Dengan alasan ini, sebenarnya reaktor cepat
secara inheren lebih menjamin kelangsungan ketersedian energi ketimbang reaktor
thermal. Lihat juga reaktor fast breeder. Karena sebagian besar reaktor cepat
digunakan untuk menghasilkan plutonium, maka reaktor jenis ini terkait erat
dengan proliferasi nuklir.
G.
Pembagkit Listrik Tenaga Angin
Dalam PLTAngin, potensi tenaga angin dikonversikan menjadi tenaga listrik.
Mula-mula potensi tenaga angin dikonversikan menjadi tenaga mekanik dalam
turbin angin. Kemudian turbin angin memutar generator yang membangkitkan tenaga listrik.
Jenis turbin angin
Jenis turbin angin ada 2, yaitu :
·
Turbin angin
sumbu horizontal.
·
Turbin angin
sumbu tegak.
Turbin angin sumbu horizontal
Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki poros rotor utama dan generator
listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah
baling-baling angin (baling-baling cuaca) yang sederhana, sedangkan turbin
berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan
ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah
gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat
berputar.
Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin
biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku
agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi.
Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak
tertentu dan sedikit dimiringkan.
Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas
begitu penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind (melawan arah
angin). Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind (menurut jurusan
angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap
sejalan dengan angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang,
bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan
dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah-bilah itu.
Turbin Angin
Sumbu Vertikal
Turbin angin sumbu vertikal/tegak (atau TASV) memiliki poros/sumbu rotor utama
yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus
diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di
tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan
angin dari berbagai arah.
Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di
dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk
keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga
putaran yang berdenyut. Drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat
melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.
Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang
lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap
sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah,
sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat
tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa
menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya
kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau
mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara
turbin kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi
energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal.
H.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya.
Pada sistem pembangkit ini, tenga matahari
dimanfaatkan sebagai sumber energi. Cahaya dan panas matahari diproses melalui
sollar cell atau baterai matahari.
I.
Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil
Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil adalah pembangkit listrik yang
membakar bahan bakar fosil seperti batubara, gas alam, atau minyak bumi untuk
memproduksi listrik. Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil didesain untuk
produksi skala besar yang berlangsung terus menerus. Di banyak negara,
pembangkit listrik jenis ini memproduksi sebagian besar energi listrik yang
digunakan.
Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil selalu memiliki mesin rotasi
yang mengubah panas dari pembakaran menjadi energi mekanik yang lalu
mengoperasikan generator listrik. Penggerak utamanya mungkin adalah uap, gas
bertekanan tinggi, atau mesin siklus dari mesin pembakaran dalam.
Hasil sampingan dari mesin pembakaran dalam harus dipertimbangkan dalam
desain mesin dan operasinya. Panas yang terbuang karena efisiensi yang terbatas
dari siklus energi, ketika tidak direcovery sebagai pemanas ruangan, akan
dibuang ke atmosfer. Gas sisa hasil pembakaran dibuang ke atmosfer; mengandung
karbon dioksida dan uap air, juga substansi lain seperti nitrogen, nitrogen
dioksida, sulfur dioksida, dan abu ringan (khusus batu bara) dan mungkin
merkuri. Abu padat dari pembakaran batu bara juga harus dibuang, meski saat ini
abu padat sisa pembakaran batu bara dapat didaur ulang sebagai bahan bangunan.
Pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil adalah peyumbang utama gas
rumah kaca dan berkontribusi besar terhadap pemanasan global. Batu bara
menghasilkan gas rumah kaca sedikitnya tiga kali lebih banyak dari gas alam.
Konsep dasar
Pada pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil, energi kimia yang
tersimpan dalam bahan bakar fosil (batu bara, gas alam, minyak bumi) dan
oksigen dari udara dikonversikan menjadi energi termal, energi mekanis, lalu
energi listrik untuk penggunaan berkelanjutan dan distribusi secara luas.
Konversi energi
kimia menjadi panas
Pembakaran sempurna dari bahan bakar fosil menggunakan oksigen untuk
menginisiasi pembakaran.
, di mana koefisien stoikiometri x dan y bergantung pada tipe bahan bakar.
Persamaan yang lebi simpel lagi adalah:
, Sisa pembakaran seperti nitrogen dan sulfur dioksida, datang dari bahan
bakar yang tidak murni karena terdapat campuran yang tidak diharapkan
(pengotor) dari bahan bakar tersebut.
Konversi panas
menjadi energi mekanis
Hukum kedua termodinamika menyatakan bahwa setiap siklus tertutup hanya
bisa mengkonversi sebagian panas yang diproduksi menjadi kerja. Sisa panas
harus dipindahkan ke reservoir yang lebih dingin, menjadi panas yang terbuang.
Sebagian panas yang terbuang adalah sama atau lebih besar dari rasio temperatur
mutlak reservoir dingin dan reservoir panas. Meningkatkan temperatur reservoir
panas dapat meningkatkan efisiensi mesin. panas yang terbuang tidak dapat
dimanfaatkan menjadi energi mekanis. Namun dapat dimanfaatkan untuk
menghangatkan bangunan, memproduksi air panas, atau memanaskan material dalam
skala industri.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar