Klasifikasi Jenis Pembangkit Tenaga Listrik untuk Industri
Berdasarkan jenis bahan bakarnya pembangkit tenaga listrik dapat dibedakan menjadi :
- Pembangkit Listrik thermis, merupakan pembangkit listrik yang menggunakan batubara, gas bumi, minyak bakar maupun tenaga nuklir sebagai bahan bakarnya.
- Pembangkit listrik kinetis, memanfaatkan pasang surutnya air sebagai media penggerak turbin air yang akan memutar generator.
Sedangkan menurut asal media penggerak generator suatu pembangkit tenaga listrik dapat dibedakan menjadi :
- Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Uap yang dihasilkan untuk memutar turbin diperoleh dari Boiler berbahan bakar Gas alam, solar, minyak residu, batubara maupun bahan sisa proses produksi seperti serbuk bekas pemotongan kayu.
- Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Menggunakan mesin diesel berbahan bakar minyak solar (light oil) untuk menggerakkan generator.
- Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTA). Menggunakan tenaga air untuk memutar turbin setelah sebelumnya air ditampung lebih dahulu dalam sebuah reservoir berupa bendungan untuk memudahkan pengaturan tekanan.
- Pembangkit Listrik Tenaga Hibrida (PLTH), memanfaatkan potensi sumber energi terbarukan yang tersedia (sinar matahari, mikro hidro & angin) untuk tujuan optimasi penggunaan/ konsumsi bahan bakar minyak (Diesel Generator).
- Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), merupakan pembangkit tenaga listrik yang memanfaatkan tenaga hasil pemecahan inti atom, umumnya bahan yang dipakai adalah uranium.
- Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), prinsip kerjanya sama dengan PLTD, hanya saja untuk bahan bakar main engine / penggerak utama generator digunakan mesin berbahan bakar gas, bisa berupa gas alam cair (LPG) atau gas alam murni (Natural Gas). Jenis ini sangat sesuai untuk pembangkitan daya kecil hingga medium.
Pembangkit listrik tenaga air walaupun memanfaatkan sumber daya alam yang tersedia bebas dan dapat terbarukan, tetapi harus dibangun didaerah-daerah pengunungan yang ada air terjunnya atau ada sungai-sungai yang arusnya deras dan supaya persediaan airnya terjamin umumnya dibangun bendungan untuk membentuk danau-danau buatan. Sedangkan pembangkit listrik termis umumnya membutuhkan banyak air untuk pendinginan, sehingga sebaiknya dibangun didekat sumber air, misalnya di tepi pantai atau sungai besar.
Berdasarkan uraian diatas maka hampir tak mungkin bagi industri manufaktur dengan kebutuhan daya medium (sekitar 10- 20 MW) untuk membangun pembangkit tenaga air karena umumnya fasilitas produksi ada didaerah suburban atau bahkan didalam kota, sedangkan idealnya pembangkit dibangun sedekat mungkin dengan beban untuk mengurangi kerugian-kerugian energi dan mengurangi biaya distribusi. Dengan demikian untuk memenuhi kebutuhan akan daya listrik suatu industri manufaktur dapat melakukan alternatif-alternatif berikut ini :
- Berlangganan daya listrik dari negara melalui Perusahaan Listrik Negara (PLN)
- Berlangganan listrik ke perusahaan pembangkit listrik swasta, umumnya hanya terdapat di daerah-daerah tertentu seperti di kawasan industri.
- Membangun pembangkit listrik sendiri untuk semua kebutuhan dayanya.
Pembangkit yang digunakan biasanya Generator bertenaga diesel atau gas, dan juga Turbin Uap bertenaga gas atau batubara. Pembangkit - pembangkit jenis ini sangat sesuai untuk diterapkan di Industri manufaktur karena tidak memerlukan prosedur pengoperasian dan perawatan yang rumit, selain itu ukurannya relatif compact sehingga infrastruktur yang diperlukan tidak banyak dan bisa ditempatkan di dalam fasilitas produksi. Yang perlu diperhatikan lebih lanjut adalah biaya investasi dan kontinuitas bahan bakarnya yang harus disesuaikan dengan lingkungan sekitar perusahaan berada.
4. Berlangganan listrik dari perusahaan pembangkit tenaga listrik dan membangun pembangkit listrik seperti pada nomor 3. Alternatif ini bertujuan antara lain untuk :
- Mengkombinasi pemenuhan daya dari dua sumber sehingga dapat mengurangi biaya operasi.
- Meningkatkan keandalan suplai listrik, apabila ada kegagalan dari satu sumber, maka masih dapat dipenuhi dari sumber yang lain.
Pengelompokkan Kelas Konsumen dan Tarif Pemakaian Tenaga Listrik
Di Indonesia, dasar peraturan yang digunakan sebagai acuan klasifikasi golongan tarif untuk konsumen listrik adalah Keputusan Presiden RI nomor 89 tahun 2002 tentang Golongan Tarif Dasar Listrik PLN yang mulai berlaku mulai tanggal 31 Desember 2002, seperti ditunjukkan oleh tabel berikut.
Generator Set Sinkron Arus AC (Alternating Current)
4.1. Pengertian Generator Sinkron
Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan sebutan alternator. Generator diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut digunakan untuk beban prioritas.
Konstruksi generator AC adalah sebagai berikut:
- Rangka stator, terbuat dari besi tuang, rangka stator maerupakan rumah dari bagian-bagian generator yang lain.
- Stator. Stator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator berfungsi sebagai tempat GGL (Gaya Gerak Listrik) induksi.
- Rotor. Rotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan sikat-sikat.
- Cincin geser, terbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor.
- Generator penguat. Generator penguat merupakan generator arus searah yang dipakai sebagai sumber arus.
- Pada umumnya generator AC ini dibuat sedemikian rupa, sehingga lilitan tempat terjadinya GGL induksi tidak bergerak, sedangkan kutub-kutub akan menimbulkan medan magnet berputar. Generator itu disebut dengan generator berkutub dalam, dapat dilihat pada gambar berikut.
Konstruksi Generator berkutub dalam
Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF pada kumparan rotor. Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi engine sebagai prime mover akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena ada dua kutub yang berbeda, utara dan selatan, maka tegangan yang dihasilkan pada stator adalah tegangan bolak-balik. Besarnya tegangan induksi memenuhi persamaan:
E = Kd . Ks. ω. Φ . p .g . Nc
E = 4,44 . Kd . Ks . f . Φ . p. g. Nc
Dimana:
E = GGL yang dibangkitkan (volt) Kd = faktor kisar lilitan
ω = kecepatan sudut dari rotor (rad/second) f = frekuensi (hertz)
Φ = fluks medan magnet Nc = jumlah lilitan g = jumlah kumparan per pasang kutub per pasa
Generator AC bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik. Generator AC terdiri dari stator yang merupakan elemen diam dan rotor yang merupakan elemen berputar dan terdiri dari belitan-belitan medan. Pada generator AC jangkamya diam sedangkan medan utamanya berputar dan lilitan jangkarnya dihubungkan dengan dua cincin geser
4.2. Prinsip Kerja Engine dari Generator
Genset merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Genset dapat digunakan sebagai sistem cadangan listrik atau "off-grid" (sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Generator terpasang satu poros dengan prime mover berupa motor pembakaran dalam (internal combustion engine) berbahan bakar solar atau gas. Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Pada engine terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimampatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi, sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis.
5. Sinkronisasi Genset
Proses memasukkan satu generator untuk kerja paralel dengan generator AC yang lain disebut sinkronisasi. Pada umumnya generator sinkron yang bekerja untuk suatu sistem tenaga bekerja paralel dengan banyak generator yang lain atau bahkan juga dengan system tegangan dari PLN. Ini berarti bahwa generator tersebut di hubungkan dengan sistem yang “hidup” dengan tegangan dan frekuensi yang konstan. Seringkali sistem dimana generator akan dihubungkan sudah mempunyai begitu banyak generator dan beban yang terpasang sehingga berapapun juga daya yang diberikan oleh generator yang baru masuk tidak mempengaruhi tegangan dan frekuensi dari sistem.
Dalam hal ini, generator dikatakan terhubung pada sistem yang kuat sekali (infinite bus-bar). Mesin sinkron dalam keadaan diam tidak boleh sekali-sekali dihubungkan pada jala-jala (sistem) karena pada saat diam emf yang terinduksi pada stator adalah nol, maka bila dihubungkan ke sistem akan didapat keadaan hubung singkat. Untuk dapat mensinkronkan generator pada sistem maka perlu dipenuhi syarat sebagai berikut :
- Tegangan terminal dari generator yang akan dihubungkan dengan system harus sama dengan tegangan sistem (busbar). Hal ini dapat diamati pada penunjukan voltmeter ganda. Tegangan generator ini diatur melalui sistem eksitasi.
- Frekuensi generator hsrus sama dengan frekuensi sistem (busbar). Frekuensi generator diatur melalui governor, untuk mengetahui bahwa frekuensi keduanya sama maka dapat diamati lewat synchronoscope.
- Fasa dari generator dan phasa dari sistem harus sama pada saat generator di hubungkan. Jelasnya urutan phasa dari generator harus sama dengan urutan phasa dari sistem (busbar).
Sebelum kedua generator dihubungkan paralel, haruslah disinkronkan terlebih dahulu. Untuk mencapai kesamaan dalam tegangan dan kesamaan dalam frekuensi dari kedua generator ini mudah dikerjakan , ialah dengan mengatur serta menambah atau mengurangi kecepatan putaran dari masing-masing generator. Setelah kesamaan dalam tegangan dan kesamaan dalam frekuensi tercapai , maka tinggal untuk mencapai kesamaan dalam fasanya. Yang dimaksud dengan kesamaan dalam fasa dari kedua generator ialah jalannya sinusoida dari tegangan harus sama atau perubahan tegangan yang berjalan menurut garis sinus tiap-tiap generator itu, harus terjadi tepat bersama-sama mencapai harga nol, bersama-sama meningkat ke harga positif, bersama-sama mencapai harga positif maksimum dan selanjutnya.
6. Efisiensi Generator Set
Untuk menentukan efisiensi generator ini dapat digunakan perhitungan, yaitu effisiensi generator dengan daya nominal sesuai data teknik (misalnya : 1250 kVA).
0 komentar:
Posting Komentar