Contoh Makalah Singkat tentang Generator pada Pembangkit Listrik

MAKALAH IPA

CARA KERJA GENERATOR PADA PLTA, PLTU, PLTA (Angin)

Disusun oleh :  Elsa Putri F

                                   Muthia Zahra

                                   Nur Rani

                                   Sisil

SMPN 1 CIMAUNG

IX A

TAHUN 2016-2017

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ..................................................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .......................................................................................................

1.2. Rumusan Masakah ................................................................................................

1.3. Tujuan ....................................................................................................................

BAB II PEMBAHASAN

2.1. Cara Kerja Generator Listrik ..................................................................................

2.2. Cara Kerja Generator Pada PLTA .........................................................................

2.3. Cara Kerja Generator Pada PLTU .........................................................................

2.4. Cara Kerja Generator Pada PLTA (Angin) ............................................................

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan ............................................................................................................

3.2. Saran .....................................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.      Latar Belakang

Generator listrik merupakan sebuah dinamo besar yang berfungsi sebagai pembangkit listrik. Generator listrik ini mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Generator listrik pertama kali ditemukan oleh Faraday pada tahun 1831. Generator listrik di gunakan dalam kehidupan kita sehari-hari, yaitu sebagai penghasil listrik yang berguna sebagai penerang ketika malam datang. Generator penerapannya diantaranya terdapat pada PLTA, PLTU, dan PLTAngin.

Oleh karena itu, dirasa sangat perlu untuk mengetahui lebih dalam mengenai cara kerja generator dan penerapannya pada PLTA, PLTU, dan PLTAngin.

1.2.      Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini adalah :

1.    Bagaimana cara kerja generator listrik ?

2.    Bagaimana cara kerja generator pada PLTA

3.    Bagaimana cara kerja generator pada PLTU

4.    Bagaimana cara kerja generator pada PLTA (Angin)

1.3.      Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang telah dijabarkan di atas, tujuan dari pembahasan makalah ini yaitu :

1.    Mengetahui bagaimana cara kerja generator listrik

2.    Mengetahui bagaimana cara kerja generator pada PLTA

3.    Mengetahui bagaimana cara kerja generator pada PLTU

4.    Mengetahui bagaimana cara kerja generator pada PLTA (angin)

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Cara Kerja Generator Listrik

          Generator listrik merupakan sebuah dinamo besar yang berfungsi sebagai pembangkit listrik. Generator listrik ini mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Generator listrik pertama kali ditemukan oleh Faraday pada tahun 1831. Pada saat itu, generator listrik dibuat dalam bentuk gulungan kawat pada besi yang berbentuk U. Generator listrik tersebut terkenal dengan nama Generator cakram faraday. Cara kerja generator listrik adalah  menggunakan induksi elektromagnet, yaitu dengan memutar suatu kumparan dalam medan magnet sehingga timbul energi induksi. 

            Terdapat 2 komponen utama pada generator listrik, yaitu: sator (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang bergerak). Rotor akan berhubungan dengan poros generator listrik yang berputar pada pusat stator. Kemudian poros generator listrik tersebut biasanya diputar dengan menggunakan usaha yang berasal dari luar, seperti yang berasal dari turbin air maupun turbin uap.

Berdasarkan jenis arus listrik yang dihasilkan, generator listrik dibedakan menjadi 2 macam, yaitu generator listrik Alternator (AC) dan generator listrik dinamo (DC). Berikut ini adalah penjelasan cara kerja generator listrik tersebut:

# GENERATOR LISTRIK AC

 

Pada generator listri AC ini terdapat 2 buah stator. Kutub - kutub magnet yang berlawanan saling dihadapkan sehingga diantara kedua kutub magnet tersebut dihasilkan medan magnet. Di alam medan magnet tersebut terdapat kumparan yang mudah berputar pada porosnya. Karena kumparan selalu berputar, maka jumlah gaya magnet yang masuk ke dalam kumparan juga selalu berubah - ubah. Sifat dari arus listrik yang dihasilkan oleh generator listrik AC ini  berjenis bolak - balik dengan bentuk seperti gelombang; amplitudonya bergantung pada kuat medan magnet, jumlah lilitan kawat, dan luas penampang kumparan; serta frekuensi gelombangnya sama dengan frekuensi putaran kumparan.

# GENERATOR LISTRIK DC

Cara kerja generator listrik DC mirip dengan cara kerja generator listri AC. Yang membedakan hanya pada generator listrik DC ini  menggunakan sebuah cincin belah atau yang biasa disebut dengan komutator di bagian outputnya. Komutator ini memungkinkan arus listrik induksi yang dialirkan ke rangkaian listrik berupa arus listri DC meskipun kumparan yang berada di dalamnya menghasilkan arus listrik AC.

2.2 Cara Kerja Generator Pada PLTA

Pada dasarnya PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) bekerja dengan cara mengubah energi potensial (dari DAM atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin air), kemudian dari energi mekanik tersebut dikonversi menjadi energi listrik (dengan bantuan generator). Di wilayah yang bergunung-gunung dengan banyak sumber air, PLTA sangat ideal. Pembangkit listrik ini biasanya disatukan dengan waduk yang digunakan untuk  pertanian dan penanggulangan banjir.

Komponen PLTA dan Cara Kerjanya

1.    Dam / Waduk / Bendungan

Dam/waduk/bendungan berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu, dam/waduk/bendungan juga berfungsi untuk pengendalian banjir. Kebanyakan dam/waduk/bendungan ini juga memiliki bagian yang disebut pintu air untuk membuang air yang tidak diinginkan secara bertahap atau berkelanjutan.

2.    Pipa Pesat (Penstock)

Pipa pesat berfungsi untuk menyalurkan dan mengarahkan air ke cerobong turbin. Salah satu ujung pipa pesat dipasang pada bak penenang minimal 10 cm diatas lantai dasar bak penenang. Sedangkan ujung yang lain diarahkan pada cerobong turbin. Pada bagian pipa pesat yang keluar dari bak penenang, dipasang pipa udara (Air Vent) setinggi 1 meter di atas permukaan air bak penenang. Pemasangan pipa udara ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya tekanan rendah (Low Pressure) apabila bagian ujung pipa pesat tersumbat. Tekanan rendah ini akan berakibat pecahnaya pipa pesat. Fungsi lain pipa udara ini untuk membantu mengeluarkan udara dari dalam pipa pesat pada saat start ½ inch.

3.   Turbin dan Generator

Gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar. Turbin air kebanyakan seperti kincir angin. Dengan menggantikan fungsi dorong angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin. Selanjutnya turbin akan mengkonversi energi potensial yang disebabkan gaya jatuh air menjadi energi kinetik.

Generator dihubungkan dengan turbin melalui gigi-gigi putar sehingga ketika baling-baling turbin berputar, generator pun akan ikut berputar. Generator memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan timbulnya arus listrik AC. Generator disambungkan dengan trasformator Step Up untuk menaikkan tegangan listrik sebelum listrik ditransmisikan.

4.   Jalur Transmisi

Jalur transmisi berfungsi untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau industri. Sebelum listrik dikonsumsi terlebih dahulu tegangannya di turunkan dengan transformator Step Down.

2.3. Cara Kerja Generator Pada PLTU

Pembangkit listrik tenaga uap/ PLTU merupakan salah satu unit pembangkitan listrik yang menggunakan bantuan generator dan juga digerakkan oleh turbin berasal dari uap. PLTU ini bekerja berdasarkan pada prinsip atau siklus rankine. Uap yang dihasilkan untuk pembangkitan listrik itu dihasilkan dari pemanfaatan dari energi pembakaran pada bahan bakar tertentu, seperti pada gas (PLG, LNG, dan jenis gas-gas lainnya), minyak (untuk jenis minyak ringan sampai dengan minyak berat), batu bara (dari batu bara dengan kualitas rendah hingga kualitas paling tinggi), dan pemanfaatan biomass yaitu bahan lain yang bisa dibakar.

# Beberapa cara kerja pembangkit listrik tenaga uap yang dapat Anda ketahui adalah :

- Dalam suatu siklus cara kerja PLTU, pertama-tama air dari dalam kondisioner itu dipompakan masuk ke dalam boiler.

-  Setelah air menerima energi dari panas dalam boiler tersebut, kemudian secara langsung berubah menjadi uap-uap yang panas.

- Uap panas tersebut tadi kemudian berhasil memutar turbin yang seporos dengan posisi generator dan merubahnya dari energi panas menjadi suatu energi mekanik yang menggerakkan turbin lalu kemudian energi listrik dibangkitkan dari generator.

-  Terakhir adalah uap yang melepaskan energi panas didalam condenser dan kemudian berubah kembali menjadi air.

Tentang kelebihan atau keunggulan dari PLTU itu sendiri, misalnya bisa dioperasikan dengan jenis bahan bakar cair padat ataupun gas, bisa dengan kapasitas yang bervariasi pembangunannya, bisa dioperasikan dengan macam-macam mode pembebanan, usianya juga cukup lama, dan kontinuitas operasi tinggi. Ada juga kelemahan yang dimiliki oleh PLTU seperti PLTU tergantung sekali pada tersedianya pasokan listrik dari luar, tidak bisa beroperasi tanpa listrik dari luar yang dipasok, dan sangat memerlukan persediaan air dingin yang banyak dan berkelanjutan.

2.4. Cara Kerja Generator Pada PLT Angin

Pembangkit listrik tenaga angin adalah suatu pembangkit listrik yang menggunakan angin sebagai sumber energi untuk menghasilkan energi listrik. Pembangkit ini dapat mengkonversikan energi angin menjadi energi listrik dengan menggunakan turbin angin atau kincir angin. Sistem pembangkitan listrik menggunakan angin sebagai sumber energi merupakan sistem alternatif yang sangat berkembang pesat, mengingat angin merupakan salah satu energi yang tidak terbatas di alam.

Komponen PLT Angin :

Anemometer : Mengukur kecepatan angin dan mengirimkan data kecepatan angin ke pengontrol.

Blades : Kebanyakan turbin baik dua atau tiga pisau. Angin bertiup di atas menyebabkan pisau pisau untuk "mengangkat" dan berputar.

Brake : Sebuah cakram rem, yang dapat diterapkan dalam mekanik, listrik, hidrolik atau untuk menghentikan rotor dalam keadaan darurat.

Controller : pengontrol mesin mulai dengan kecepatan angin sekitar 8-16 mil per jam (mph) dan menutup mesin turbin sekitar 55 mph. tidak beroperasi pada kecepatan angin sekitar 55 mph di atas, karena dapat rusak karena angin yang kencang.

Gear box : Gears menghubungkan poros kecepatan tinggi di poros kecepatan rendah dan meningkatkan kecepatan sekitar 30-60 rotasi per menit (rpm), sekitar 1000-1800 rpm, kecepatan rotasi yang diperlukan oleh sebagian besar generatoruntuk menghasilkan listrik. gearbox adalah bagian mahal (dan berat) dari turbin angin dan insinyur generator mengeksplorasi "direct-drive" yang beroperasi pada kecepatan rotasi yang lebih rendah dan tidak perlu kotak gigi.

Generator : Biasanya standar induksi generator yang menghasilkan listrik dari 60 siklus listrik AC.

High-speed shaft : drivegenerator

Low-speed shaft : Mengubah poros rotor kecepatan rendah sekitar 30-60 rotasi per menit.

Nacelle : nacelle berada di atas menara dan berisi gear box, poros kecepatan rendah dan tinggi, generator, kontrol, dan rem.

Pitch : Blades yang berbalik, atau nada, dari angin untuk mengontrol kecepatan rotor dan menjaga rotor berputar dalam angin yang terlalu tinggi atau terlalu rendah untuk menghasilkan listrik.

Rotor : pisau dan terhubung bersama-sama disebut rotor.

Tower : Menara yang terbuat dari baja tabung (yang ditampilkan di sini), beton atau kisi baja. Karena kecepatan angin meningkat dengan tinggi, menara tinggi memungkinkan turbin untuk menangkap lebih banyak energi dan menghasilkan listrik lebih banyak.

Wind direction : Ini adalah turbin "pertama",yang disebut karena beroperasi melawan angin. turbin lainnya dirancang untuk menjalankan "melawan arah angin," menghadap jauh dari angin.

Wind vane : Tindakan arah angin dan berkomunikasi dengan yaw drive untuk menggerakkan turbin dengan koneksi yang benar dengan angin.

Yaw drive : digunakan untuk menjaga rotor menghadap ke arah angin sebagai perubahan arah angin.

Yaw motor : kekuatan drive yaw.

Cara kerja PLT Angin :

Energi angin memutar turbin angin. Turbin angin bekerja berkebalikan dengan kipas angin (bukan menggunakan listrik untuk menghasilkan listrik, namun menggunakan angin untuk menghasilkan listrik).  Kemudian angin akan memutar sudut turbin, lalu diteruskan untuk memutar rotor pada generator di bagian belakang turbin angin. Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC (alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal. Energi Listrik ini biasanya akan disimpan kedalam baterai sebelum dapat dimanfaatkan.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

            Kesimpulan yang didapat berdasarkan pembahasan ini adalah baik PLTA, PLTU, PLTAngin sama-sama menggunakan generator yaitu dengan mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. PLTA dengan mengubah energi kinetik dari air yang menggerakan tubin pada generator. PLTU dengan mengunakan uap yang menggerakan turbin pada generator. PLTAngin dengan menggunakan angin untuk memutar kincir angin dan dilanjutkan dengan memutar rotor pada generator.

Generator dari tiga pembangkit listrik diatas akan Generator mengubah energi gerak menjadi energi listrik dengan teori medan elektromagnetik, yaitu poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu di sekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC (alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.  

3.2. Saran

            Saran yang dapat diberikan terhadap pembahasan ini adalah agar pembaca dapat memperoleh pengetahuan lebih jauh fungsi dari generator dan cara kerja nya pada PLTA, PLTU, PLTAngin.