Pembangkit Listrik Tenaga Surya

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA (PLTS)

Sejarah PLTS tidak terlepas dari penemuan teknologi sel surya berbasis silikon pada tahun 1941. Ketika itu Russell Ohl dari Bell Laboratory mengamati silikon polikristalin akan membentuk buit in junction, karena adanya efek segregasi pengotor yang terdapat pada leburan silikon. Jika berkas foton mengenai salah satu sisi junction, maka akan terbentuk beda potensial di antara junction, dimana elektron dapat mengalir bebas. Sejak itu penelitian untuk meningkatkan efisiensi konversi energi foton menjadi energi listrik semakin intensif dilakukan. Berbagai tipe sel surya dengan beraneka bahan dan konfigurasi geometri pun berhasil dibuat.

Prinsip Kerja Sel Surya

Sel surya adalah dioda semikonduktor yang dapat mengubah cahaya menjadi listrik dan merupakan komponen utama dalam sistem PLTS.

Gambar Sel Surya sebagai Komponen Utama PLTS

Selain terdiri atas modul-modul sel surya, komponen lain dalam sistem PLTS adalah Balance of System (BOS) berupa inverter dan kontroller. PLTS sering dilengkapi dengan batere sebagai penyimpan daya, sehingga PLTS dapat tetap memasok daya listrik ketika tidak ada cahaya matahari.

Pembangkitan energi listrik pada sel surya terjadi berdasarkan efek fotolistrik, atau disebut juga efek fotovoltaik, yaitu efek yang terjadi akibat foton dengan panjang gelombang tertentu yang jika energinya lebih besar daripada energi ambang semikonduktor, maka akan diserap oleh elektron sehingga elektron berpindah dari pita valensi (N) menuju pita konduksi (P) dan meninggalkan hole pada pita valensi, selanjutnya dua buah muatan, yaitu pasangan elektron-hole, dibangkitkan. Aliran elektron-hole yang terjadi apabila dihubungkan ke beban listrik melalui penghantar akan menghasilkan arus listrik.

Gambar Prinsip Kerja Sel Surya

Tipe Sel Surya

Ditinjau dari konsep struktur kristal bahannya, terdapat tiga tipe utama sel surya, yaitu sel surya berbahan dasar monokristalin, poli (multi) kristalin, dan amorf. Ketiga tipe ini telah dikembangkan dengan berbagai macam variasi bahan, misalnya silikon, CIGS, dan CdTe.

Berdasarkan kronologis perkembangannya, sel surya dibedakan menjadi sel surya generasi pertama, kedua, dan ketiga. Generasi pertama dicirikan dengan pemanfaatan wafer silikon sebagai struktur dasar sel surya; generasi kedua memanfaatkan teknologi deposisi bahan untuk menghasilkan lapisan tipis (thin film) yang dapat berperilaku sebagai sel surya; dan generasi ketiga dicirikan oleh pemanfaatan teknologi bandgap engineering untuk menghasilkan sel surya berefisiensi tinggi dengan konsep tandem atau multiple stackes.

Kebanyakan sel surya yang diproduksi adalah sel surya generasi pertama, yakni sekitar 90% (2008). Di masa depan, generasi kedua akan makin populer, dan kelak akan mendapatkan pangsa pasar yang makin besar. European Photovoltaic Industry Association (EPIA) memperkirakan pangsa pasar thin film akan mencapai 20% pada tahun 2010. Sel surya generasi ketiga hingga saat ini masih dalam tahap riset dan pengembangan, belum mampu bersaing dalam skala komersial.

Read More

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

A. Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.

Motor diesel dinamai juga motor penyalaan kompresi (compression ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dilakukan dengan menyemprotkan bahan baker kedalam udara bertekanan dan temperature tinggi, sebagai akibat dari proses didalam ruang baker kepala silinder.

Selain motor diesel dikenal juga jenis motor baker lainnya yaitu motor bensin yang biasanya dinamai motor penyalaan bunga api (spark ignition engine) oleh karena cara penyalaan bahan bakarnya dengan pertolongan bunga api (listrik).

Jika dibandingkan dengan motor bensin, gas buang motor diesel tidak banyak mengandung komponen beracun yang dapat mencemari udara. Selain dari pada itu pemakaian bahan baker motor diesel lebih rendah (-/+ 25 %) dari pada motor bensin, sedangkan harganyapun lebih murah sehingga penggunaan motor diesel umumnya lebih hemat dari pada motor bensin sebagai penggerak mesin industri. Ditinjau dari sisi investasi harga, motor diesel umumnya lebih mahal dari motor bensin karena untuk kapasitas mesin yang sama motor diesel harus dibuat dengan konstruksi dan berat yang lebih besar.

B. Penggunaan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Pembangkit Listrik Tenaga Diesel biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan untuk memasok kebutuhan listrik suatu pabrik.

C. Bentuk dan Bagian-bagian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Perhatikan gambar Dibawah ini :

Gbr. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pembangkit Listrik Tenaga Diesel, yaitu :

1. Tangki penyimpanan bahan baker.

2. Penyaring bahan bakar.

3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring).

4. Pengabut (nozel)

5. Mesin diesel.

6. Turbo charger.

7. Penyaring gas pembuangan.

8. Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).

9. Generator.

10. Trafo.

11. Saluran transmisi.

D. Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

1. Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank).

Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.

2. Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.

3. Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

4. Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

1. Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 - 50 atm), 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 yang menimbulkan ledakan bahan bakar.

2. Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating).

Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.

3. Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Pada generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya gerak listrik (ggl).

Ggl terbentuk berdasarkan hukum faraday. “Hukum faraday menyatakan bahwa jika suatu penghantar berada dalam suatu medan magnet yang berubah-ubah dan penghantar tersebut memotong gais-garis gaya magnet yang dihasilkan maka pada penghantar tersebut akan diinduksikan gaya gerak listrik.”

4. Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan sampai ke beban. Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik.

Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.

5. Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan/dikirim ke beban. Di sisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).

Pembangkit Listrik tenaga diesel adalah pembangkit tenaga listrik dengan penggerak utama (prime mover) mesin diesel, untuk memutar generator.

E. Skema Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Berikut ini adalah skema dasar dalam pembangkit listrik tenaga diesel.

Secara umum, skema di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

a) Untuk melakukan pembakaran opmtimal pada diesel engine, maka diperlukan Oksigen dari udara di sekitar. Disinilah peran air filter yang fungsinya untuk menyaring udara yang masuk ke turbocharger dan enginer.

b) Di dalam diesel engine, solar yang dipakai sebagai bahan bakar, menghasilkan energi untuk memutar generator yang kemudian menghasilkan listrik yang dihubungkan ke trafo dan gardu listrik.

c) Pada proses PLTD satu hal yang sangat perlu diperhatikan adalah sistem pendingin pada minyak pelumasan mesin (sistem yang sama dipakai pada kendaraan bermotor). Sistem pendingin yang dipakai biasanya adalah sistem heat exchanger dan sistem radiator atau kedua sistem ini digabungkan.

d) Heat exchanger adalah sistem pendingin minyak pelumas, dimana air digunakan sebagai sarana pendingin. Proses heat exchanger ini memiliki konsep yaitu, air pendingin dialirkan terus dari sumber air terdekat seperti danau, sungai ataupun kolam buatan.

Air terus dialirkan secara konstan melalui pipa-pipa yang kemudian dihubungkan dengan pipa minyak pelumas. Pada aplikasi tertentu, pipa air pendingin ini akan ‘menyelimuti’ pipa minyak pelumas, sehingga terjadi perpindahan suhu tinggi dari minyak ke suhu rendah (heat exchanging) dari air, yang menyebabkan suhu minyak menjadi berkurang.

Sedangkan air yang memiliki suhu yang lebih tinggi akan dialirkan kembali menuju sumber air. Berikut seterusnya sistem ini bekerja.

e) Sedangkan untuk sistem pendingin radiator (aplikasi yang sama pada kendaraan bermotor), minyak pelumas didinginkan dengan menggunakan kipas radiator.

Dimana pada sistem ini mengaplikasikan konsep perpindahan suhu melalui radiasi, kipas radiator yang terus berputar akan menghasilkan angin untuk mendinginkan minyak pelumas

Read More

Pengertian Listrik Secara Umum

Definisi

Pengertian dan Definisi Listrik

Pada dasarnya, pengertian dan definisi listrik adalah merupakan daya atau kekuatan yang ditimbulkan oleh adanya pergesekan ataupun melalui sebuah proses kimia dimana hasil dari proses kimia tersebut bisa digunakan untuk kemudian menghasilkan panas, cahaya, atau bahkan bisa dimanfaatkan untuk menggerakkan sebuah mesin. Ada banyak hal dan kata yang berkaitan dengan listrik itu sendiri. Dimana semua hal yang berkaitan dengan listrik sudah pasti turut memanfaatkan energi dari listrik itu sendiri.

BERIKUT INI ADALAH PENGERTIAN DAN DEFINISI LISTRIK DAN SEGALA HAL YANG BERKAITAN DENGAN LISTRIK:

* TEGANGAN LISTRIK

Adalah sebuah dorongan yang ditimbulkan oleh sumber listrik. Satuan dari tegangan listrik adalah Ampere

* DAYA LISTRIK

Adalah banyaknya jumlah tenaga listrik yang dibutuhkan per satuan waktu. Satuan daya listrik adalah Watt

* HAMBATAN LISTRIK

Adalah sesuatu yang sifatnya menghambat aliran listrik. Satuan dari hambatan listrik adalah Ohm.

* ENERGI LISTRIK

Adalah tenaga listrik yang digunakan pada waktu tertentu. Satuan dari energi listrik adalah Joule

* KEJUTAN LISTRIK

Adalah gejala terjandinya aliran arus listrik melalui tubuh dengan magnituda tertentu yang dapat memberikan efek - efek yang membahayakan atau mencederai

* GAYA LISTRIK

Adalah gaya yang bekerja diantara muatan listrik

* MEDAN LISTRIK

Merupakan ruang - ruang yang berada di sekitar muatan listrik dimana jika muatan listrik tersebut diuji dengan cara diletakkan pada ruang / medan tersebut maka akan mengalami gaya listrik

* POTENSIAL LISTRIK 

Adalah sebuah usaha untuk memindahkan muatan positif dari satu titik ke titik yang lainnya

* INDUKSI LISTRIK

Merupakan pemisahan muatan listrik di dalam suatu pengantar karena pengantar itu didekati oleh benda yang memiliki muatan listrik

Read More

Sejarah Adanya Listrik di Indonesia

Secara umum sejarah kelistrikan di Indonesia di mulai pada tahun 1897 ketika berdiri perusahaan listrik pertama yang bernama Nederlandche Indische Electriciteit Maatschappij [NIEM] di Batavia dengan kantor pusatnya di Gambir. Sedangkan sejarah kelistrikan di Surabaya bermula ketika perusahaan gas NIGM pada tanggal 26 April 1909 mendirikan perusahaan listrik yang bernama Algemeene Nederlandsche Indische Electriciteit Maatschappij [ANIEM]. ANIEM adalah salah satu perusahaan swasta yang di beri hak untuk membangun dan mengelola sistem kelistrikan di Indonesia pada waktu itu.

            Beberapa perusahaan sejenis misalnya Bandoenghsche Electriciteit Maatschappij [BEM], yang mengelola tenaga listrik di Kota Bandung dan memiliki pusat listrik tenaga air di Sungai Cikapundung dan di beri nama Waterkrachtwerk Pakar aan de Tjikapoendoengnabij Dago. BEM berdiri pada tahun 1913 tetapi pada tahun 1922 pengelolaan listrik di Kota Bandung dan sekitarnya di ambil alih oleh Gemeenschappelijk Electrisch Bedrif Bandoeng en Omstreken [GEBEO].

            ANIEM merupakan perusahaan yang berada di bawah NV Handelsvennootschap yang sebelumnya bernama Maintz & Co. Perusahaan ini berkedudukan di Amsterdam dan masuk pertama kali ke Kota Surabaya pada akhir abad ke-19 dengan mendirikan perusahaan gas yang bernama Nederlandsche Indische Gas Maatschappij [NIGM]. Pada tahun 1909, perusahaan ini diberi hak untuk membangun beberapa pembangkit tenaga listrik berikut sistem distribusinya ke kota-kota besar di Jawa.

            Dalam waktu yang tidak berapa lama,  ANIEM berkembang menjadi perusahaan listrik swasta terbesar di Indonesia dan menguasai sekitar 40% dari kebutuhan listrik di dalam negeri. ANIEM juga melakukan percepatan ekspansi seiring dengan permintaan listrik yang tinggi. Pada 26 Agustus 1921 perusahaan ini mendapat konsesi di Banjarmasin yang kontraknya berlaku hingga 31 Desember 1960. Pada tahun 1937 pangelolaan listrik di Jawa Tengah, Jawa Timur dan Kalimantan diserahkan kepada ANIEM.

            Sebagai perusahaan yang menguasal hampir 40% kelistrikan di Indonesia, ANIEM memiliki kinerja yang cukup baik dalam melayani kebutuhan listrik. Sebagaimana telah disebutkan di atas, ANIEM memiliki wilayah pemasaran di Jawa Tengah, Jawa Timur dan Kalimantan. Untuk melayani wilayah pemasaran yang luas ini, ANIEM menerapkan kebijakan desentralisasi produksi dan pemasaran dengan cara membentuk anak perusahaan. Dengan demikian maka listrik diproduksi secara sendiri-sendiri di berbagai wilayah oleh perusahaan yang secara langsung menangani proses produksi tersebut. Dengan demikian kinerja perusahaan menjadi amat efektif, terutama dari segi produksi dan pemasaran.

Beberapa perusahaan yang merupakan bagian dari ANIEM [NV. Maintz & Co] antara lain :

1. NV ANIEM di Surabaya dengan perusahaan-perusahaan di Banjarmasin, Pontianak, Singkawang,    Banyumas dan Magelang.
   .
2. NV Oost Java Electriciteits Maatschappij [OJEM] di Surabaya dengan perusahaan-perusahaannya di Lumajang, Tuban dan Situbondo.
   .
3. NV Solosche Electriciteits Maatschappij [SEM] di Surabaya dengan perusahaan-perusahaannya di Solo, Klaten, Sragen, Jogjakarta, Kudus dan Semarang.
   .
4. NV Electriciteits Maatschappij Banjoemas [EMB] di Surabaya dengan perusahaan-perusahaannya di Purwokerto, Banyumas, Purbalingga, Sokaraja, Cilacap, Gombong, Kebumen, Wonosobo, Maos, Kroya , Sumpyuh dan Banjarnegara.
   .
5. NV Electriciteits Maatschappij Rembang [EMR] di Surabaya dengan perusahaan-perusahaannya di Blora, Cepu, Rembang, Lasem dan Bojonegoro.
   .
6. NV Electriciteits Maatschappij Sumatera [EMS] di Surabaya dengan perusahaan-perusahaannya di Bukit Tinggi, Payakumbuh, Padang Panjang dan Sibolga.
   .
7. NV Electriciteits Maatschappij Bali & Lombok [EBALOM] di Surabaya dengan perusahaan-perusahaannya di Singaraja, Denpasar, Gianyar, Tabanan, Klungkung, Ampenan, Gorontalo, Ternate,

            Seandainya sejarah bisa berandai-andai, tentu bangsa Indonesia akan dilayani oleh sistem kelistrikan yang amat efektif dari sebuah sistem usaha peninggalan kolonial Belanda. Sayang, kinerja yang amat baik dari ANIEM harus terputus karena pendudukan tentara Jepang di Indonesia pada tahun 1942. Sejak pendudukan tentara Jepang, perusahaan listrik diambil alih oleh pemerintah Jepang. Urusan kelistrikan di seluruh Jawa kemudian ditangani oleh sebuah lembaga yang bernama Djawa Denki Djigjo Kosja. Nama tersebut kemudian berubah menjadi Djawa Denki Djigjo Sja dan menjadi cabang dari Hosjoden Kabusiki Kaisja yang berpusat di Tokyo. Djawa Denki Djigjo Sja dibagi menjadi 3 wilayah pengelolaan yaitu Jawa Barat di beri nama Seibu Djawa Denki Djigjo Sja yang berpusat di Jakarta, di Jawa Tengah diberi nama Tjiobu Djawa Denki Djigjo Sja dan berpusat di Semarang, dan di Jawa Timur diberi nama Tobu Djawa Denki Djigjo Sja yang berpusat di Surabaya.

            Pengelolaan listrik oleh Djawa Denki Djigjo Sja berlangsung sampai Jepang menyerah kepada Sekutu dan Indonesia merdeka. Ketika Jepang menyerah kepada Sekutu, para pekerja yang bekerja di Tobu Djawa Denki Djigjo Sja berinisiatif untuk menduduki lembaga pengelola listrik tersebut dan mencoba mengambil alih pengelolaan. Untuk menjaga agar listrik tidak menjadi sumber kekacauan, pada 2s Oktober 1945 pemerintah membentuk Djawatan Listrik dan Gas Bumi yang bertugas untuk mengelola kelistrikan di Indonesia yang baru saja merdeka. Usaha untuk mengelola kelistrikan ternyata bukanlah pekerjaan yang mudah, di samping karena status kepemilikan pembangkit-pembangkit yang belum jelas juga karena minimnya pengalaman pemerintah dalam bidang kelistrikan. Sebagian besar pembangkit rusak parah karena salah urus di masa pendidikan tentara Jepang.

Read More