FISIKA KONTEKSTUAL PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA MIKROHIDRO
DOI:
https://doi.org/10.31764/orbita.v6i1.1858Keywords:
microhydro power plant, energy conversion, turbine, generator.Abstract
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui prinsip dasar dan sistem kerja pembangkit listrik tenaga mikrohidro (PLTMH) dari sudut pandang fisika sebagai upaya penyediaan dan pengembangan sumber belajar kontekstual. Penelitian ini dilaksanakan menggunakan metode studi literatur, observasi, dan wawancara. Hasilnya ditemukan bahwa PLTMH memiliki tiga komponen utama yakni air sebagai sumber energi, turbin, dan generator. Skema konversi energi pada PLTMH yang menggunakan head adalah sebagai berikut: 1) energi potensial air dari reservoir diubah menjadi energi kinetik pada pipa pesat, 2) energi kinetik air diubah menjadi energi mekanik oleh turbin air, 3) energi mekanik diubah menjadi energi listrik oleh generator. Turbin air berdasarkan prinsip kerja dibagi atas turbin impuls dan turbin reaksi. Turbin impuls memanfaatkan perubahan momentum air sebelum dan setelah menabrak sudu turbin, sedangkan turbin reaksi memanfaatkan perbedaan tekanan pada permukaan sudu. Generator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Ketika rotor generator yang terkopel pada turbin berputar, kumparan konduktor akan memotong garis medan magnet sehingga timbul tegangan induksi.
Â
Kata kunci: pembangkit listrik tenaga mikrohidro; konversi energi; turbin, generator.
Â
ABSTRACT
The research aims to determine the fundamental principles and working systems of Microhydro power plants from a physical standpoint as an effort to provide and develop contextual learning resources. This study was conducted using literature, observation and interview methods. The results found that PLTMH had three main components i.e. water as energy source, turbine, and generator. The energy conversion scheme on PLTMH that uses the head is as follows: 1) The potential energy of water from the reservoir is converted into kinetic energy on the rapid pipeline, 2) water kinetic energy converted into mechanical energy by water turbine, 3) changed mechanical energy into electrical energy by generators. The water turbine based on the working principle is divided into impulse turbines and reaction turbines. The impulse turbine utilizes a change in water momentum before and after crashing the turbine's sudu, while the reaction turbine utilizes pressure differences on the surface of the Sudu. The generators work based on electromagnetic induction principles. When the rotor generator is attached to the turbine spinning, the conductor coil will cut off the magnetic field line so that the induction voltage arises.
Â
Keywords: microhydro power plant; energy conversion; turbine; generator.
References
Antaranews.com. (2019a, Oktober 28). Rasio elektrifikasi NTT capai 82,97 persen per Oktober 2019. Diakses pada 2 Februari 2020, dari https://www.antaranews.com/ berita/1135008/rasio-elektrifikasi-ntt-capai-8297-persen-per-oktober-2019
Antaranews.com. (2019b, November 4). Rasio elektrifikasi nasional capai 98,86 persen. Diakses pada 2 Februari 2020 pada https://www.antaranews.com/berita/1145880/rasio-elektrifikasi-nasional-capai-9886-persen
Bahtiar, A., Hidayat, D., M., & J.M., Syakir, N and Wibawa, B. . (2015). Aplikasi Pembangkit Listrik Mikrohidro Untuk Penerangan Lingkungan Masyarakat Di Kecamatan Ciwidey Kabupaten Bandung.
Jurnal Aplikasi Ipteks Untuk Masyarakat, 4(1), 15–17.
Basar, M. F., & Othman, M. M. (2013). An Overview of the Key Components in the Pico Hydro Power Generation System Faculty of Engineering Technology. Latest Trends in Renewable Energy and Environmental Informatics, 206–213.
Breeze, P. A. (2018). Hydropower Generators. In Hydropower (1st ed., pp. 47–52). Academic Press.
Caxaria, G. A., de Mesquita e Sousa, D., & Ramos, H. M. (2011). Small Scale Hydropower: Generator Analysis and Optimization for Water Supply Systems. Proceedings of the World Renewable Energy Congress – Sweden, 8–13 May, 2011, Linköping, Sweden, 57, 1386–1393.
Cobb, B. R., & Sharp, K. V. (2013). Impulse (Turgo and Pelton) turbine performance characteristics and their impact on pico-hydro installations. Renewable Energy, 50, 959–964.
ESHA. (2004). Guide on How to Develop a Small Hydropower Plant. European Small Hydropower Association, 296. Diakses pada 10 Februari 2020, dari http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.172.1731&rep=rep1&type=pdf
Gunawan, A., Oktafeni, A., & Khabzli, W. (2014). Pemantauan Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH). Jurnal Rekayasa Elektrika, 10(4), 28–36.
Hakim, S., Wahyudi, W., & Verawati, N. N. S. P. (2018). Pengaruh Model Pembelajaran Contextual Teaching and Learning (CTL) Berbantuan LKS terhadap Hasil Belajar Fisika Siswa SMA Attohiriyah Bodak. Lensa : Jurnal Kependidikan Fisika, 6(1), 1.
Hatch Energy. (2008). Low Head Hydro Market Assessment (Vol. 1, Issue March).
Khomsah, A., & Zuliari, E. A. (2015). Analisa Teori : Performa Turbin Cross Flow Sudu Bambu 5 †sebagai Penggerak Mula Generator Induksi 3 Fasa. Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Terapan, 1, 79–88.
Mathew, S. (2018). How does Francis Turbine work? diakses pada 11 Februari 2020, dari Learn Engineering The Virtual University https://www.learnengineering. org/how-does-francis-turbine-work.html
Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia Nomor 9 Tahun 2016 tentang Tata Cara Pelaksanaan Kerjasama Pemerintah dan Badan Usaha dalam Pemanfaatan Insfrastruktur Sumber Daya Air untuk Pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Air. Jakarta: Kementerian PUPR.
Okedu, K. E., Uhunmwangho, R., & Odje, M. (2020). Harnessing the potential of small hydro power in Cross River state of Southern Nigeria. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 37(December 2019), 100617.
Paish, O. (2002). Small hydro power: Technology and current status. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6(6), 537–556.
Ranjan, R. K., Alom, N., Singh, J., & Sarkar, B. K. (2019). Performance investigations of cross flow hydro turbine with the variation of blade and nozzle entry arc angle. Energy Conversion and Management, 182(May 2018), 41–50.
Rompas, P. T. D. (2011). Analisis Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (Pltmh) Pada Daerah Aliran Sungai Ongkak Mongondow Di Desa Muntoi Kabupaten Bolaang Mongondow. 16(2).
Sentanu, H. (2011). Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro. Seminar on Electric, Informatics and It’s Education.
Sinusoidal Waveforms. (n.d.). Electronics Tutorials. Diakses pada 21 February 2020, dari https://www.electronicstutorials. ws/accircuits/sinusoidal-waveform.html
Uhunmwangho, R., Odje, M., & Okedu, K. E. (2018). Comparative analysis of mini hydro turbines for Bumaji Stream, Boki, Cross River State, Nigeria. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 27(September 2017), 102–108.
Židonis, A., Benzon, D. S., & Aggidis, G. A. (2015). Development of hydro impulse turbines and new opportunities. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 51, 1624–1635.
Downloads
Published
Issue
Section
License
The copyright of the received article shall be assigned to the journal as the publisher of the journal. The intended copyright includes the right to publish the article in various forms (including reprints). The journal maintains the publishing rights to the published articles.
ORBITA: Jurnal Pendidikan dan Ilmu Fisika is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
