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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar