Cara Hemat Listrik

Esok hari yang dinanti akan datang...HARI KEMENANGAN, setelah selama sebulan penuh berpuasa di bulan Ramadhan, Insya ALLAH semua amal ibadah kita semua akan diganjar dengan hasil yang berlipat oleh ALLAH SWT....amin. Akan tetapi ada 1 hal yang harusnya menjadi perhatian kita: Akankah perilaku kita selama bulan ramadhan terus berlanjut di bulan-bulan lainnya atau Sanggupkah Ramadhan merubah kita menjadi lebih baik?..

Salah satu tolak ukur bahwa Ramadhan telah membuat kita lebih baik adalah PERILAKU HEMAT. Ya, hemat dalam segala hal dalam artian tidak berlebih2an, termasuk HEMAT MENGGUNAKAN ENERGI LISTRIK. Kehidupan modern memungkinkan manusia hidup dalam suasana yang nyaman dan serba praktis. Hal ini semua dimungkinkan dengan adanya energi listrik. Dengan berbagai jenis peralatan listrik, energi listrik dapat diubah menjadi energi putar, panas, cahaya, serta sinyal audio-video, sesuai kebutuhan. Proses perubahan energi hingga listrik siap pakai di rumah-rumah atau di kantor-kantor membutuhkan biaya. Besarnya biaya yang harus disediakan tergantung dari jumlah tenaga listrik yang dimanfaatkan, atau sering disebut dengan jumlah kWh terpakai.

Kiat Menghemat Energi Listrik di Rumah Tangga

Mendengar tidak sama dengan melihat dan melihat tidak sama dengan melakukan. Ajaran seindah apapun tidak akan ada gunanya jika tidak dilakukan. Sayangilah listrik anda, mulailah dengan menggunakannya dengan hemat dengan menjalankan tips-tips berikut.

Prinsip-prinsip yang perlu diperhatikan dan menumbuhkan sikap hemat energi listrik di rumah tangga, antara lain : Menyambung daya listrik dari PLN sesuai dengan kebutuhan. Rumah Tangga kecil misalnya, cukup dengan daya 450 VA atau 900 VA, rumah tangga sedang cukup dengan daya 900 VA hingga 1300 VA. Memilih peralatan rumah tangga yang tepat dan sesuai kebutuhan. Membentuk perilaku anggota rumah tangga yang hemat listrik, seperti: Menyalakan alat-alat listrik hanya saat diperlukan. Menggunakan alat-alat listrik secara bergantian. Menggunakan tenaga listrik untuk menambah pendapatan rumah tangga (produktif). Peralatan listrik rumah tangga pada umumnya sudah dirancang untuk pemakaian listrik yang hemat, namun pada prakteknya masih ditemukan pemborosan energi listrik. Hal ini dapat terjadi antara lain karena penggunaan peralatan dengan cara yang kurang tepat.

Langkah-langkah Penggunaan Peralatan Listrik Rumah Tangga Dalam Menghemat Pemakaian Energi Listrik

Penghematan energi pada pencahayaan:
1. Padamkan lampu apabila ruangan tidak dipakai.
2. Padamkan lampu pada siang hari.
3. Kurangi penerangan listrik yang berlebihan.
4. Atur letak perabot agar tidak menghalangi cahaya lampu dalam ruangan.
5. Menyalakan lampu halaman/taman bila hari benar-benar telah mulai gelap.
6. Matikan lampu halaman/taman bila hari sudah mulai terang kembali.

Penghematan energi pada tata udara:
1. Memilih AC hemat energi dan daya yang sesuai dengan besarnya ruangan.
2. Gunakan kapasitas AC yang tepat dan efisien.
3. Gunakan pengatur waktu (timer) agar AC beroperasi hanya pada saat dibutuhkan.
4. Kontrol temperature dengan termostat.
5. Gunakan penutup pada bagian ruangan yang terkena sinar matahari langsung.
6. Usahakan pintu, jendela dan ventilasi udara selalu tertutup agar kelembaban cukup rendah.
7. Hindari menempatkan sesuatu yang menghalangi sirkulasi udara.
8. Bersihkan filter AC, coil kondensor dan sirip AC secara teratur.
9. Mengatur suhu ruangan secukupnya, tidak menyetel AC terlalu dingin.
10. Menempatkan AC sejauh mungkin dari sinar matahari langsung, agar efek pendingin tidak berkurang.
11. Matikan AC bila ruangan kosong dalam jangka waktu relatif lama.

Penghematan energi pada pompa air:
1. Gunakan bak penampungan air (menyimpan air di posisi atas).
2. Gunakan pelampung air di penampungan.
3. Gunakan air secara hemat dan cegah kebocoran air pada kran dan pipa.
4. Sering terjadi pompa bekerja terus menerus, padahal tidak ada pemakaian. Penyebabnya adalah sebagai berikut :
–Rele tekan ( pressure switch ) tidak bekerja.
–Instalasi pipa air di dalam bangunan ada yang bocor.
–Kran air tidak ditutup sempurna atau rusak.

Penghematan energi pada mesin cuci:
1. Menggunakan mesin cuci sesuai dengan kapasitas.
2. Kapasitas berlebih mengakibatkan perlambatan perputaran mesin dan menambah beban pemakaian listrik.
3. Kapasitas yang kurang menyebabkan tidak efisien, karena mesin cuci tersebut menggunakan energi yang sama.
4. Gunakan pengering hanya pada cuaca mendung/hujan. Bila cuaca cerah, sebaiknya memanfaatkan sinar matahari.

Penghematan pada mesin pendingin/lemari es:
1. Memilih lemari es dengan ukuran / kapasitas yang sesuai.
2. Pintu lemari es ketika menutup harus selalu tertutup rapat.
3. Isi lemari es harus sesuai dengan kapasitas (Jangan terlalu sesak).
4. Tempatkan lemari es jauh dari sumber panas (kompor, sinar matahari langsung).
5. Tempatkan lemari es min. 15 cm dari tembok, agar sirkulasi udara ke kondensor baik.
6. Hindari penempatan bahan makanan / minuman yang masih terlalu panas.
7. Mengatur suhu lemari es sesuai kebutuhan. Karena semakin rendah temperatur, semakin banyak energi listrik yang digunakan.
8. Ganti karet isolasi pada pintu / kabinet secepatnya apabila rusak.
9. Membersihkan kondensor ( terletak dibelakang lemari es ) secara teratur dari debu dan kotoran, agar proses pelepasan panas berjalan dengan baik.
10. Mematikan lemari es bila tidak digunakan dalam waktu lama.

Penghematan energi pada setrika:
1. Atur penggunaan tingkat panas yang disesuaikan dengan bahan yang diseterika (sutera, wol, polyster, katun dan sebagainya).
2. Bersihkan sisi besi bagian bawah seterika secara teratur agar penghantaran panas berlangsung baik
3. Menyeterika sekaligus banyak jangan hanya satu atau dua potong pakaian.
4. Mematikan seterika bila akan ditinggal cukup lama.

Penghematan energi lainnya:

* Kurangi pemakaian listrik pada waktu beban puncak pada jam 18.00 - 22.00
* Gunakan Peralatan Listrik Hemat Energi
* Matikan magic-jar atau magic-com bila nasi sudah tersisa sedikit karena listrik untuk menghangatkan nasi menjadi sia-sia.
* Mematikan televisi, radio, tape recorder, serta perlatan audio visual lainnya, bila tidak ditonton atau didengarkan.
* Lepaskan kabel peralatan listrik bila peralatan sedang tidak digunakan.
* Bila peralatan listrik yang menggunakan sistem remote sedang tidak digunakan, jangan mematikan dengan remote control (stand by). Tetapi matikan dari tombol on-off atau lepaskan tusuk kontak.
* Nyalakan water heater 20 menit sebelum air panas digunakan
* Bersihkan secara periodik kaca jendela. Kaca jendela yang bersih akan meneruskan cahaya lebih banyak.
* Bersihkan secara periodik bola lampu / tabung lampu beserta reflektornya agar supaya bersih agar tidak mengurangi cahaya.

semoga kiat-kiat diatas bermanfaat untuk kita semua dan saya ucapkan:
"TAQABBALALLAHU MINNA WAMINKUM, Selamat Hari Raya Iedul fitri 1429H"

Turbin Gas - bagian I

Turbin gas adalah suatu penggerak mula yang memanfaatkan gas sebagai fluida
kerja. Didalam turbin gas energi kinetik dikonversikan menjadi energi mekanik berupa putaran yang menggerakkan roda turbin sehingga menghasilkan daya. Bagian turbin yang berputar disebut rotor atau roda turbin dan bagian turbin yang diam disebut stator atau rumah turbin. Rotor memutar poros daya yang menggerakkan beban (generator listrik, pompa,kompresor atau yang lainnya).

Turbin gas merupakan salah satu komponen dari suatu sistem turbin gas. Sistem turbin gas yang paling sederhana terdiri dari tiga komponen yaitu kompresor,ruang bakar dan turbin gas.

Menurut Dr.J.T. Retaliatta, sistim turbin gas ternyata sudah dikenal pada jaman “Hero of Alexanderia”. Disain pertama turbin gas dibuat oleh John Barber seorang Inggris pada tahun 1791. Sistem tersebut bekerja dengan gas hasil pembakaran batu bara,kayu atau minyak, kompresornya digerakkan oleh turbin dengan perantaraan rantai roda gigi. Pada tahun 1872,Dr.F. Stolze merancang sistem turbin gas yang menggunakan kompresor aksial bertingkat ganda yang digerakkan langsung oleh turbin reaksi tingkat ganda. Tahun 1908, sesuai dengan konsepsi H.Holzworth, dibuat suatu sistem turbin gas yang mencoba menggunakan proses pembakaran pada volume konstan. Tetapi usaha tersebut dihentikan karena terbentur pada masalah konstruksi ruang bakar dan tekanan gas pembakaran yang berubah sesuai beban. Tahun 1904, “Societe des Turbomoteurs” di Paris membuat suatu sistem turbin gas yang konstruksinya berdasarkan disain Armen gaud dan Lemate yang menggunakan bahan bakar cair. Temperatur gas pembakaran yang masuk sekitar 450C dengan tekanan 45 atm dan kompresornya langsung digerakkan oleh turbin.

Selanjutnya, perkembangan sistem turbin gas berjalan lambat hingga pada tahun 1935 sistem turbin gas mengalami perkembangan yang pesat dimana diperoleh efisiensi sebesar lebih kurang 15%. Pesawat pancar gas yang pertama diselesaikan oleh “British Thomson Houston Co” pada tahun 1937 sesuai dengan konsepsi Frank Whittle (tahun 1930).

Saat ini sistem turbin gas telah banyak diterapkan untuk berbagai keperluan seperti
mesin penggerak generator listrik, mesin industri, pesawat terbang dan lainnya. Sistem turbin gas dapat dipasang dengan cepat dan biaya investasi yang relatif rendah jika dibandingkan dengan instalasi turbin uap dan motor diesel untuk pusat tenaga listrik.

Prinsip Kerja Sistem Turbin Gas

Udara masuk kedalam kompresor melalui saluran masuk udara (inlet). Kompresor ini
berfungsi untuk menghisap dan menaikkan tekanan udara tersebut, akibatnya temperatur udara juga meningkat. Kemudian udara yang telah dikompresi ini masuk kedalam ruang bakar. Di dalam ruang bakar disemprotkan bahan bakar sehingga bercampur dengan udara
tadi dan menyebabkan proses pembakaran. Proses pembakaran tersebut berlangsung dalam
keadaan tekanan konstan sehingga dapat dikatakan ruang bakar hanya untuk menaikkan temperatur. Gas hasil pembakaran tersebut dialirkan ke turbin gas melalui suatu nozel yang berfungsi untuk mengarahkan aliran tersebut ke sudu-sudu turbin. Daya yang dihasilkan oleh turbin gas tersebut digunakan untuk memutar kompresornya sendiri dan memutar beban lainnya seperti generator listrik, dll. Setelah melewati turbin ini gas tersebut akan dibuang keluar melalui saluran buang (exhaust).

Secara umum proses yang terjadi pada suatu sistim turbine gas adalah sebagai berikut:
1. Pemampatan (compression) udara di hisap dan dimampatkan.
2. Pembakaran (combustion) bahan bakar dicampurkan kedalam ruang bakar dengan udara kemudian di bakar.
3. Pemuaian (expansion) gas hasil pembakaran memuai dan mengalir ke luar melalui nozel(nozzle).
4. Pembuangan gas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan.

Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugian-
kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performansi turbin gas itu sendiri. Kerugian-kerugian tersebut dapat terjadi pada ketiga komponen sistem turbin gas.

Sebab-sebab terjadinya kerugian antara lain:
• Adanya gesekan fluida yang menyebabkan terjadinya kerugian tekanan (pressure losses) di ruang bakar.
• Adanya kerja yang berlebih waktu proses kompresi yang menyebabkan terjadinya gesekan antara bantalan turbin dengan angin.
• Berubahnya nilai Cp dari fluida kerja akibat terjadinya perubahan temperatur dan perubahan komposisi kimia dari fluida kerja.
• Adanya mechanical loss, dsb.

Untuk memperkecil kerugian ini hal yang dapat kita lakukan antara lain dengan perawatan(maintanance) yang teratur atau dengan memodifikasi peralatan yang ada.
bersambung....(berikutnya:"siklus-siklus turbin gas dan klasifikasi turbin gas"...)

Masalah Radiasi Tegangan Tinggi

Rencana pemerintah untuk meningkatan kesejahteraan rakyat melalui industrialisasi tampaknya merupakan suatu rencana yang patut didukung oleh semua pihak. Berbagai investasi dalam bidang industri pada saat ini telah banyak dilakukan oleh pihak swasta, baik melalui penanaman modal dalam negeri (PMDN) maupun melalui penanaman modal asing (PMA). Sedangkan dari pihak pemerintah sendiri rupanya juga sudah cukup banyak yang dikerjakan melalui sektor industri, antara lain melalui kiprah Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang tergabung dalam kelompok industri strategis (BPIS) dan juga melalui industri petrokimia, industri semen, industri logam dan industri berat lainnya.

Tidak bisa dipungkiri bahwa semua kegiatan industri seperti di atas hanya dapat berjalan apabila tenaga listrik tersedia cukup memadai. Untuk mengatasi kebutuhan tenaga listrik tersebut, pihak pemerintah juga sudah memikirkannya antara lain melalui pembangunan pembangkit tenaga listrik berskala besar seperti yang ada di PLTU Suralaya (Jawa Barat), PLTU Paiton (Jawa Timur) dan PLTU Tanjung Jati (Jawa Tengah).

Selain dari itu, pemerintah juga mengizinkan kepada pihak swasta untuk menanamkan modal dalam bidang penyediaan tenaga listrik dalam rangka pemenuhan kebutuhan listrik untuk industrialisasi. Hanya saja penjualan tenaga listrik yang dihasilkan oleh swasta kepada konsumen masih tetap melalui PLN sesuai dengan ketentuan perundangan yang berlaku.

Interkoneksi dan Transmisi Tenaga listrik

Pembangunan dalam sektor industri pada saat ini, sebenarnya merupakan kelanjutan pembangunan dari sektor-sektor lainnya yang telah dilakukan pada PJP I yang lalu. Pada PJP II ini pembangunan sektor industri diarahkan untuk menuju kepada kemandirian perekonomian nasional, meningkatkan kemampuan bersaing dan menaikkan pangsa pasar baik pangsa pasar dalam negeri maupun pangsa pasar luar negeri.

Untuk dapat melakukan pembangunan sektor industri, masalah tenaga listrik merupakan salah satu faktor penentu yang harus diperhatikan dengan cermat. Kenaikan penyediaan tenaga listrik (daya terpasang kumulatif) sejak awal Pelita I sampai dengan akhir PJP I yang lalu, tampaknya merupakan indikasi keseriusan pemerintah untuk melakukan pembangunan sektor industri, seperti yang tampak pada grafik (terlampir).

Ketersediaan tenaga listrik selama PJP I yang meningkat pesat dengan laju pertumbuhan rata-rata 12,4 % per tahun dan pada akhir PJP I meningkat menjadi 17,5 % per tahun melebihi angka yang direncanakan yaitu 14,6 % per tahun. Laju pertumbuhan konsumsi tenaga listrik di Indonesia ternyata di atas angka rata-rata di Asia yang hanya sekitar 7,9 % per tahun dan jauh di atas rata-rata petumbuhan konsumsi tenaga listrik dunia yang hanya sekitar 3,6 % per tahun. Laju pertumbuhan tenaga listrik yang tinggi ini dapat dicapai dengan mengembangkan sistem jaringan terpadu.

Pengembangan sistem jaringan terpadu meliputi sistem interkoneksi pusat-pusat pembangkit tenaga listrik yang ada serta membangun sistem transmisi dari pusat pembangkit ke gardu induk. Pada saat ini interkoneksi di Indonesia baru dilaksanakan di Pulau Jawa, yaitu dengan sistem tegangan tinggi (75 kV dan 150 kV) serta tegangan ekstra tinggi (500 kV) yang menghubungkan beberapa PLTA dan PLTU yang terdapat di Jawa Barat, Jawa Tengah dan Jawa Timur, yaitu antara pusat pembangkit di Suralaya, Saguling, Semarang, Gresik dan Paiton. Sedangkan sistem distribusi (penyaluran) di Indonesia saat ini menggunakan tegangan 20 kV untuk primer dan 220/380 V untuk sekunder dengan frekuensi 50 Hz.

Tujuan dari sistem interkoneksi dan transmisi secara terpadu ini antara lain untuk meningkatkan kemampuan suplai tenaga listrik, agar pada saat terjadi gangguan pada salah satu pusat pembangkit tidak terlalu berpengaruh pada konsumen. Sebagai contoh gangguan adalah pada PLTA yang sangat dipengaruhi oleh debit air, tandon air, limpahan dan daya muatnya. Sedangkan pada PLTU gangguan dapat berasal dari efisiensi kerja ketel uap, turbin dan sistem peralatan lainnya.

Sistem interkoneksi dan transmisi tersebut sering pula dinamakan dengan sistem Saluran Udara Tegangan (Ekstra) Tinggi yang sering disingkat dengan SUTET. Sistem interkoneksi dan transmisi tersebut saat ini memang harus dilakukan agar sistem jaringan terpadu dalam rangka pemenuhan kebutuhan tenaga listrik dapat dicapai. Namun dengan meningkatnya kesadaran masyarakat tentang masalah keselamatan kerja dan keselamatan lingkungan, maka masalah interkoneksi dan transmisi (SUTET) dengan tegangan tinggi atau ekstra tinggi menjadi suatu persoalan yang harus diperhatikan dengan cermat apabila jaringan tegangan tinggi tersebut melewati daerah permukiman.

Kasus jaringan tegangan tinggi yang melewati daerah Gresik dan daerah Parung kiranya dapat menjadi pelajaran yang menarik untuk perencanaan interkoneksi dan transmisi pada masa mendatang. Apa yang menyebabkan masyarakat menjadi cemas bila daerahnya dilewati jaringan tegangan tinggi, tidak lain adalah karena rasa khawatir dan takut terkena radiasi tegangan tinggi. Apa sebenarnya radiasi tegangan tinggi tersebut akan dibahas pada uraian berikut ini.

Apakah Radiasi Tegangan Tinggi itu?

Masalah radiasi tegangan tinggi sebenamya sudah sejak lama dipikirkan oleh para ahli, paling tidak semenjak James Clark Maxwell mengumumkan teorinya tentang :A dynamic theory of the electromagnetic field, suatu teori revolusioner tentang pergeseran arus yang diramalkan dapat menimbulkan gelombang elektromagnet yang merambat dengan kecepatan cahaya. Pada waktu teori tersebut diumumkan (tahun 1865) Maxwell belum menyebutnya sebagai suatu radiasi seperti yang kita kenal saat ini.

Secara teoritis elektron yang membawa arus listrik pada jaringan tegangan tinggi akan bergerak lebih cepat bila perbedaan tegangannya makin tinggi. Elektron yang membawa arus listrik pada jaringan interkoneksi dan juga pada jaringan transmisi, akan menyebabkan timbulnya medan magnet maupun medan listrik. Elektron bebas yang terdapat dalam udara di sekitar jaringan tegangan tinggi, akan terpengaruh oleh adanya medan magnet dan medan listrik, sehingga gerakannya akan makin cepat dan hal ini dapat menyebabkan timbulnya ionisasi di udara. Ionisasi dapat terjadi karena elektron sebagai partikel yang bermuatan negatif dalam gerakannya akan bertumbukan dengan molekul-molekul udara sehingga timbul ionisasi berupa ion-ion dan elektron baru. Proses ini akan berjalan terus selama ada arus pada jaringan tegangan tinggi dan akibatnya ion dan elektron akan menjadi berlipat ganda terlebih lagi bila gradien tegangannya cukup tinggi. Udara yang lembab karena adanya pepohon di bawah jaringan tegangan tinggi akan lebih mempercepat terbentuknya pelipatan ion dan elektron yang disebut dengan avalanche.

Akibat berlipatgandanya ion dan elektron ini (peristiwa avalanche) akan menimbulkan korona berupa percikan busur cahaya yang seringkali disertai pula dengan suara mendesis dan bau khusus yang disebut dengan bau ozone. Peristiwa avalanche dan timbulnya korona akibat adanya medan magnet dan medan listrik pada jaringan tegangan tinggi inilah yang sering disamakan dengan radiasi gelombang elektromagnet atau radiasi tegangan tinggi.

Berbahayakah Radiasi Tegangan Tinggi itu?

Secara umum setiap bentuk radiasi gelombang elektromagnet dapat berpengaruh terhadap tubuh manusia. Sel-sel tubuh yang mudah membelah adalah bagian yang paling mudah dipengaruhi oleh radiasi. Tubuh yang sebagian besar berupa molekul air, juga mudah mengalami ionisasi oleh radiasi. Seberapa jauh pengaruhnya terhadap tubuh manusia, tergantung pada batas-batas aman yang diizinkan. Sebagai contoh untuk radiasi nuklir yang aman bagi manusia (untuk pekerja radiasi) adalah dosis di bawah 5000 mili Rem per tahun, sedangkan untuk masyarakat umum adalah 10 % dari harga tersebut. Lantas bagaimanakah dengan batasan aman untuk radiasi tegangan tinggi?

Sejauh ini batasan aman untuk radiasi tegangan tinggi masih terus diteliti dan para ahli di seluruh dunia masih belum sampai kepada kata sepakat tentang batasan aman tersebut. Penelitian pengaruh radiasi tegangan tinggi sejauh ini baru diketahui akibatnya terhadap binatang percobaan di laboratorium. Radiasi tegangan tinggi (radiasi elektromagnet) ternyata mempengaruhi sifat kekebalan (imun) tikus-tikus percobaan.

Apakah radiasi tegangan tinggi juga bersifat cocarcinogenik (merangsang timbulnya kanker), ternyata masih dalam taraf dugaan saja, karena tikus-tikus percobaan yang dikenai radiasi tegangan tinggi tidak ada yang menjadi terserang kanker, walaupun diramalkan kemungkinan terkena kanker dapat meningkat karenanya. Memang terdapat perbedaan antara manusia dan tikus, sehingga penelitian terhadap tikus-tikus tersebut mungkin lain hasilnya terhadap manusia. Walaupun demikian, usaha manusia untuk mengurangi dampak teknologi berupa jaringan interkoneksi dan transmisi tegangan tinggi yang dapat menimbulkan kemungkinan terkena radiasi tegangan tinggi tetap perlu dilakukan, agar diperoleh kepastian mengenai harga batas aman bagi manusia.

Satuan untuk mengukur radiasi tegangan tinggi tidaklah sama dengan satuan untuk radiasi nuklir yang menggunakan satuan REM, singkatan Rontgen Equivalent of Man. Satuan radiasi tegangan tinggi masih menggunakan satuan Weber/meter2, yaitu satuan flux dalam sistem mks. Mengingat bahwa l Weber/m2 sama dengan 104 gauss, sedangkan satuan untuk induksi magnetik telah ditentukan dengan satuan Tesla yang besarnya sama dengan 104 gauss, maka satuan radiasi tegangan tinggi dapat juga menggunakan satuan Tesla yang identik dengan Weber/m2.

Walaupun belum ada kata sepakat untuk menentukan batas aman bagi radiasi tegangan tinggi, namun Amerika Serikat sebagai negara industri yang banyak menggunakan jaringan tegangan tinggi, telah menetapkan batas aman sebesar 0,2 mikro Weber/m2. Sedangkan Rusia (bekas Uni Sovyet) menetapkan batas aman radiasi tegangan tinggi dengan faktor 1000 lebih rendah dari yang telah ditetapkan Amerika Serikat. Adanya perbedaan penetapan batas aman ini disebabkan karena penelitian mengenai dampak radiasi tegangan tinggi terhadap manusia masih belum selesai dan masih terus dilakukan. Hal menarik dari penentuan harga batas aman tersebut adalah bahwa Amerika Serikat yang menetapkan harga batas aman tersebut adalah Radiation Protection Board, sedangkan di Rusia oleh Ministry Of Health (Departemen Kesehatan), sedangkan di Australia oleh Australian Radiation Protection Society (ARPS), suatu lembaga non pemerintah.

Lantas bagaimanakah dengan di Indonesia? Siapakah yang akan menetapkan harga batas aman radiasi tegangan tinggi? Apakah BATAN, apakah Departemen Perindustrian, apakah Departemen Kesehatan, apakah Menteri Negara Lingkungan Hidup ataukah pihak PLN sendiri yang banyak berkaitan dengan masalah jaringan tegangan tinggi. Masalah ini kiranya perlu segera ditetapkan, mengingat bahwa PLN masih akan membangun jaringan tegangan tinggi sebagai interkoneksi dan transmisi sepanjang 2000 km.

Mudah-mudahan penetapan batas aman radiasi tegangan tinggi di Indonesia berdasarkan pertimbangan yang matang, sehingga masyarakat tidak menjadi takut dan khawatir bila daerahnya akan dilewati jaringan tegangan tinggi. Selain dari itu, penjelasan yang transparan dari pihak PLN kepada masyarakat perlu diberikan, agar program interkoneksi dan transimisi dapat berjalan lancar, sehingga program pembangunan sektor industri dapat dilaksanakan dengan sebaik-baiknya yang pada akhirnya kesejahteraan masyarakat diharapkan akan dapat meningkat. Semoga.

penulis:
Ir. Wisnu Arya Wardhana, adalah Widyaiswara BATAN, pengamat dan penulis masalah lingkungan, tinggal di Yogyakarta.
Drs. Supriyono MSc., adalah peneliti BATAN, dosen PATN, tinggal di Yogyakarta.
Ir. Djiwo Harsono MEng., dosen PATN, tinggal di Yogyakarta

Panduan Pembangunan Pembangkit Listrik Mikro Hidro

1. Tujuan Pembangunan Mikro Hidro

Mikrohidro adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran dan ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.

Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head. Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan terjemahan bebas bisa dikatakan "energi putih". Dikatakan demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini menggunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir. Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik,

Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah. Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air. Dalam prakteknya, istilah ini tidak merupakan sesuatu yang baku namun bisa dibayangkan bahwa Mikrohidro pasti mengunakan air sebagai sumber energinya. Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan Miniihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000 W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama yaitu air (sumber energi), turbin dan generator.

Air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan kopling. Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau keperluan lainnya (beban). Begitulah secara ringkas proses Mikrohidro, merubah energi aliran dan ketinggian air menjadi energi listrik.

Terdapat sebuah peningkatan kebutuhan suplai daya ke daerah-daerah pedesaan di sejumlah negara, sebagian untuk mendukung industri-industri, dan sebagian untuk menyediakan penerangan di malam hari. Kemampuan pemerintah yang terhalang oleh biaya yang tinggi dari perluasan jaringan listrik, sering membuat Mikro Hidro memberikan sebuah alternatif ekonomi ke dalam jaringan. Ini karena Skema Mikro Hidro yang mandiri, menghemat biaya dari jaringan transmisi dan karena skema perluasan jaringan sering memerlukan biaya peralatan dan pegawai yang mahal. Dalam kontrak, Skema Mikro Hidro dapat didisain dan dibangun oleh pegawai lokal dan organisasi yang lebih kecil dengan mengikuti peraturan yang lebih longgar dan menggunakan teknologi lokal seperti untuk pekerjaan irigasi tradisional atau mesin-mesin buatan lokal. Pendekatan ini dikenal sebagai Pendekatan Lokal. Gambar 1 menunjukkan betapa ada perbedaan yang berarti antara biaya pembuatan dengan listrik yang dihasilkan.

Gambar 1. Skala Ekonomi dari Mikro-Hidro (berdasarkan data tahun 1985)

Keterangan gambar 1
Average cost for conventional hydro = Biaya rata-rata untuk hidro konvensional.
Band for micro hydro = Kisaran untuk mikro-hidro
Capital cost = Modal
Capacity = Kapasitas (kW)

2. Komponen-Komponen Pembangkit Listrik Mikro Hidro

Gambar 2. Komponen-komponen Besar dari sebuah Skema Mikro Hidro

• Diversion Weir dan Intake (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)
Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalamsebuah bak pengendap (Settling Basin).


• Settling Basin (Bak Pengendap)
Bak pengendap digunakan untuk memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya dari dampak pasir.


• Headrace (Saluran Pembawa)
Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.


• Headtank (Bak Penenang)
Fungsi dari bak penenang adalah untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan headrace, dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam air seperti pasir, kayu-kayuan.


• Penstock (Pipa Pesat/Penstock)
Penstock dihubungkan pada sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal sebagai sebuah Turbin.

• Turbine dan Generator
Perputaran gagang dari roda dapat digunakan untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat, dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’ (Load),dalam Gambar 2. bebannya adalah sebuah penggergajian kayu.



Tentu saja ada banyak variasi pada penyusunan disain ini. Sebagai sebuah contoh, air dimasukkan secara langsung ke turbin dari sebuah saluran tanpa sebuah penstock seperti yang terlihat pada penggergajian kayu di Gambar 2. Tipe ini adalah metode paling sederhana untuk mendapatkan tenaga air, tetapi belakangan ini tidak digunakan untuk pembangkit listrik karena efisiensinya rendah. Kemungkinan lain adalah bahwa saluran dapat dihilangkan dan sebuah penstock dapat langsung ke turbin dari bak pengendap pertama. Variasi seperti ini akan tergantung pada karakteristik khusus dari lokasi dan skema keperluan-keperluan dari pengguna.

sumber: energiterbarukan.net

Hubungan Daya Aktif dan Frekuensi

Dalam sistem tenaga listrik, umumnya digunakan generator sinkron fasa tiga untuk pembangkit tenaga listrik yang utama, maka pengaturan frekuensi sistem praktis tergantung pada karakteristik dari generator sinkron tersebut.

Untuk dua buah generator sinkron yang bekerja secara paralel, diagram vektor dari fluks magnetik, tegangan, arus dan dayanya, digambarkan sebagai berikut:


Gambar 1.1 Diagram vektor dua buah generator sinkron yang bekerja paralel

Apabila kopel penggerak salah satu generator pada gambar (1.1) diperbesar, maka rotor (kutub) generator akan bergerak maju dalam arti bahwa vektor Φ akan bergerak ke arah yang memperbesar komponen daya aktif MW dari generator, misalkan hal ini dilakukan terhadap generator nomor 2, maka keadaan akan berubah seperti ditunjukkan oleh vektor Φ2’, E2’ dan I2’.

Selanjutnya komponen daya aktif generator 2 akan berubah dari MW2 menjadi MW2’. Penambahan kopel penggerak generator memerlukan tambahan bahan bakar pada unit thermis dan pada unit hydro memerlukan penambahan air. Oleh karenanya produksi MWH dari unit-unit pembangkit listrik memerlukan bahan bakar untuk unit thermis dan memerlukan sejumlah air untuk unit hydro. Sedangkan untuk daya reaktif (VAR) tidak akan terpengaruh dengan penambahan kopel penggerak ini, karena komponen daya reaktif lebih di pengaruhi oleh perubahan pada komponen penguat medan magnet dan tegangan.

Menurut prinsip dasar dalam dinamika rotor, ada hubungan antara kopel mekanis penggerak generator dengan perputaran generator, dapat dituliskan dalam bentuk persamaan[2]:
(TG – TB) = M x(1)

dimana:
TG = torsi atau kopel penggerak generator
TB = torsi atau kopel beban yang membebani generator
M = momen inersia dari generator beserta mesin penggeraknya
= kecepatan sudut perputaran generator

Karena frekuensi yang dihasilkan generator merupakan sama dengan kecepatan rotornya, sehingga dapat dituliskan dengan:
f =(2)

Hal ini berarti bahwa pengaturan frekuensi sistem merupakan pengaturan dari kopel penggerak generator atau pengaturan daya aktif dari generator. Untuk mesin penggerak generator, pengaturan frekuensi sistem di lakukan dengan pengaturan pemberian bahan bakar pada unit thermis dan pengaturan pemberian air pada unit hydro.

Sedangkan untuk sistem beban, frekuensi akan turun apabila daya aktif yang dibangkitkan tidak mencukupi kebutuhan beban dan sebaliknya frekuensi akan naik apabila ada kelebihan daya aktif dalam sistem. Secara mekanis, dengan melihat persamaan (1) dan (2) dinamika frekuensi sistem dalam kaitannya dengan pembangkitan daya aktif dapat dituliskan sebagai berikut [2]:
a. Jika TG – TB = ΔT < 0, maka< 0, sehingga frekuensi akan turun (3)
b. Jika TG – TB = ΔT > 0, maka> 0, sehingga frekuensi akan naik (4)

Namun secara tidak langsung penyediaan daya reaktif dapat pula mempengaruhi frekuensi sistem, karena penyediaan daya reaktif mempunyai pengaruh besar terhadap kenaikan tegangan, yang selanjutnya dapat menyebabkan kenaikan beban daya aktif. Namun pengaturan frekuensi sistem lebih dominan kaitannya dengan penyediaan daya aktif.

ditulis oleh: hanif guntoro
referensi:
Zuhal, “Dasar Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya”, Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995

Elektromekanis Dalam Sistem Tenaga (bagian I)

1.1 Gaya Gerak Listrik

Apabila sebuah konduktor dengan panjang efektif ℓ digerakkan tegak lurus sejauh ds dan memotong suatu medan magnet dengan kerapatan fluks B, maka perubahan fluks pada konduktor tersebut adalah[3]:
d = Bℓds (1.1)
Dari hukum faraday, diketahui bahwa gaya gerak listrik (ggl) dinyatakan dengan:

e = (1.2)

atau,
e = (1.3)

dan jika ds/dt = v = kecepatan, maka:

e = Bℓv (1.4)

Persamaan (1.4) dapat diartikan bahwa apabila dalam medium medan magnet diberikan energi mekanik untuk menghasilkan kecepatan (v), maka akan dibangkitkan energi listrik (e), dan ini merupakan prinsip dasar dari generator. Arah gaya gerak listrik ini ditentukan oleh aturan tangan kanan, dimana ibu jari, telunjuk dan jari tengah saling tegak lurus, dengan ibu jari menunjukan arah kecepatan (v), telunjuk menunjukan arah kerapatan fluks (B) dan jari tengah menunjukan arah energi listrik (e).

Gambar 1.1 Generator yang dihubungkan dengan sebuah beban

Bila konduktor tersebut, dalam hal ini sudah merupakan sebuah rangkaian generator, kemudian dihubungkan dengan beban, misalnya suatu tahanan (R), seperti tampak pada gambar 1.1, maka pada konduktor tersebut akan mengalir arus listrik (I) atau energi mekanik berubah menjadi energi listrik. Arus listrik (I) yang mengalir pada konduktor tadi, merupakan medan magnet pula dan akan berinteraksi dengan medan magnet yang telah ada (B). interaksi medan magnet merupakan gaya reaksi (lawan) terhadap gerak mekanik yang di berikan. Agar konversi energi mekanik ke energi listrik dapat berlangsung, energi mekanik yang yang diberikan haruslah lebih besar dari gaya reaksi tadi.

1.2 Karakteristik Mesin Sinkron

Suatu mesin sinkron dengan kumparan medan 4 kutub, kumparan jangkarnya terdiri atas 2 kumparan yaitu a1, -a1 dan a2, –a2 seperti tampak pada gambar 1.2. kedua kumparan tersebut bila dihubungkan secara seri akan berbentuk seperti gambar 1.3.


Gambar 1.2 Mesin sinkron dengan kumparan medan 4 kutub.


Gambar 1.3 Hubungan seri kumparan jangkar mesin sinkron 4 kutub.

Kerapatan fluks B yang ditimbulkan akibat berputarnya kumparan medan akan berbentuk sinusoida terhadap ruang (sebagai fungsi ruang, bukan sebagai fungsi waktu). Sehingga distribusi fluks B terhadap ruang digambarkan terlihat pada gambar 1.4.


Gambar 1.4 Grafik sinusoidal antara kecepatan rotor ω dan θ.

Pada mesin empat kutub seperti pada gambar 1.2, terlihat bahwa setiap satu kali putaran mesin, tegangan induksi yang di timbulkan sudah menyelesaikan dua siklus penuh, atau dengan kata lain 360° perputaran mekanik sama dengan 720° perputaran listrik, karena itu secara umum dapat dituliskan sebagai berikut[3]:
(1.5)

dimana:
p = jumlah kutub
= sudut listrik
= sudut mekanik

Dari persamaan (1.5) diketahui bahwa untuk setiap satu siklus tegangan yang dihasilkan, mesin akan menyelesaikan kali putaran. Karena itu frekuensi gelombang tegangan adalah:
f = (1.6)

dimana:
n = rotasi per menit (rpm)

Kecepatan sinkron untuk mesin arus bolak-balik lazim dinyatakan dengan:
rpm (1.7)

Jadi misalkan untuk generator sinkron yang bekerja dengan frekuensi 50 Hz dan mempunyai jumlah kutub dua (p = 2), maka kecepatan putaran mesin tersebut adalah:


lanjutkan membaca elektromekanis dalam sistem tenaga bagian 2 di sini

Elektromekanis Dalam Sistem Tenaga (bagian II, Tamat)

1.3 Dinamika Rotor Dan Persamaan Ayun

Artikel kali ini merupakan lanjutan dari artikel sebelumnya, dan dapat dibaca di sini

Persamaan yang mengatur gerakan rotor suatu mesin sinkron didasarkan pada prinsip dasar dalam dinamika yang menyatakan bahwa momen-putar percepatan atau torsi adalah hasil kali dari momen-kelembaman (momen-inersia) rotor dan percepatan sudut. Untuk generator sinkron dapat ditulis dalam persamaan [1]:
N-m (1.8)

dimana:
J = momen-kelembaman total (momen inersia) dari massa rotor, dalam kg-m2
= pergeseran sudut dari rotor terhadap suatu sumbu diam, dalam mekanikal radian
t = waktu, dalam detik
Tm = torsi mekanik dari mesin penggerak, dikurangi dengan rugi-rugi gesekan,dalam N-m
Te = torsi elektromagnetik, dalam N-m
Ta = torsi percepatan, dalam N-m


Gambar 1.5 Representasi dari rotor generator dengan arah rotasi dari torsi mekanik dan torsi elektrik.

Torsi mekanik Tm dan torsi elektromagnetik Te pada generator sinkron akan saling meniadakan. Artinya bahwa Tm merupakan hasil dari torsi shaft yang memutar rotor atau percepatan gerak putar shaft, sedangkan Te merupakan perlambatan gerak putar shaft, seperti di tunjukkan pada gambar 1.4. Pada pengoperasian generator dalam kondisi tetap, nilai Tm dan Te adalah sama dan nilai torsi percepatan Ta adalah nol. Jika tidak ada percepatan atau perlambatan dari massa rotor dan kecepatan putarnya juga tetap, maka hal ini disebut juga dengan kecepatan sinkron.

Karena θm diukur terhadap suatu sumbu pedoman yang diam pada stator, maka pada kecepatan sinkron yang tetap, nilai θm akan terus bertambah terhadap waktu, dan dinyatakan dengan [1]:
(1.9)

dimana;
merupakan kecepatan sinkron atau sama juga dengan frekuensi listrik serempak, dalam mekanikal radian per detik.
adalah sudut listrik antara suatu titik pada rotor dan rangka patokan serempak, dalam mekanikal radian.

Seringkali besarnya diambil sama dengan sudut daya mesin sinkron. Sehingga turunan dari persamaan (1.9) terhadap waktu adalah [1]:

=+(1.10)

dan percepatannya adalah:
=(1.11)

Pada persamaan (1.10) terlihat bahwa kecepatan angular rotoradalah tetap dan sama dengan kecepatan sinkron pada saatsama dengan nol.

Kemudian dengan memasukan persamaan (1.11) ke dalam persamaan (1.8), maka akan diperoleh:
N-m(1.12)

Persamaan (1.12) ini dikenal sebagai persamaan ayun (swing equation) dan digunakan untuk mengetahui dinamika elektromekanis suatu mesin sinkron atau dinamika rotor.

Dalam dinamika rotor, diketahui bahwa besarnya daya percepatan yang disimpan adalah sama dengan torsi putar dan dikalikan dengan kecepatan sudut
, dituliskan dengan persamaan [1]:

W (1.13)

dimana;
=,dalam radian per detik (rad/det)
Pm adalah daya mekanik dari shaft dikurangi dengan rugi-rugi gesekan
Pe adalah daya listrik yang dihasilkan
Pa adalah daya percepatan, yang didapat berdasarkan ketidak seimbangan antara Pm dan Pe

Dalam hal ini rugi-rugi gesekan dan rugi-rugi armature R diabaikan, sehingga dianggap bahwa Pm merupakan energi mekanik dari mesin penggerak dan Pe adalah daya listrik yang dihasilkan.

Koefisienadalah momen sudut (angular momentum) rotor, pada kecepatan serempak, momen ini dinyatakan dengan M dan disebut dengan konstanta inersia mesin, maka persamaan (1.13) dapat juga dituliskan sebagai berikut [1]:

W (1.14)

dimana:
M = konstanta inersia, yang dinyatakan dalam joule-detik per derajat mekanik.

Untuk studi kestabilan, diperlukan suatu konstanta lagi yang ada hubungannya dengan kelembaman atau momen inersia, yaitu konstanta H yang merupakan energi kinetik yang tersimpan pada kecepatan sinkron, dalam megajoules dan dibagi dengan rating mesinnya, dalam MVA, didefinisikan dengan [1]:
MJ/MVA (1.15)

dimana:
Smesin = rating daya mesin serempak fasa tiga, dalam MVA.

Dengan bentuk lain untuk M pada persamaan (1.15), didapat:
MJ/mekanik radian (1.16)

Bila persamaan (1.16) ini disubstitusikan ke persamaan (1.14), maka akan diperoleh:
(1.17)

Karena= 2πf dan berubah terhadap waktu, maka persamaan (1.17) dengandalam radian listrik, dapat juga dituliskan sebagai berikut:

per unit (1.18)

atau,

per unit (1.19)

danjika, dalam derajat listrik, maka:

per unit (1.20)

Persamaan (1.18) disebut dengan persamaan ayun mesin (swing equation) atau persamaan dasar yang mengatur dinamika (gerak) perputaran dari mesin serempak dalam studi kestabilan.

Nilai dari kelembaman atau momen inersia(H), untuk beberapa jenis mesin listrik dapat di lihat dari tabel 1.1[1].

Tabel 1.1 Nilai momen inersia (H) dari beberapa jenis mesin listrik

1. Turbine generator
a. Full condensing stream turbine generator, dengan nilai H, 4-9 MJ/MVA.
b. Non-Condensing steam turbine generator, dengan nilai H, 3 – 4 MJ/MVA.

2. Waterwheel Generator
a. Slow-speed <200 rpm, dengan nilai H, 2 – 3 MJ/MVA.
High-speed >200 rpm, dengan nilai H, 2 – 4 MJ/MVA.

3. Gas turbine generator, dengan nilai H, 2 – 5 MJ/MVA.

4. Diesel generator
a. Low-speed, dengan nilai H, 1-3 MJ/MVA.
b. With flywheel, dengan nilai H, 4-5 MJ/MVA.

4. Motor sinkron berbeban, dengan nilai H, 1 – 5 MJ/MVA.

5. Motor induksi berbeban, dengan nilai H, 0,03 – 1,4 MJ/MVA ( 100 kW-2000kW, tergantung pada kecepatannya)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anderson, P.M and Fouad, A.A, “Power System Stability”, The Iowa State University Press, Ames, Iowa, U.S.A,1982

[2] Marsudi, D, “Operasi Sistem Tenaga Listrik”, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta, 2006

[3] Zuhal, “Dasar Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya”, Penerbit Gramedia, Jakarta, 1995

Ditulis oleh: Hanif Guntoro, sebagai bahan skripsi untuk menyelesaikan S1 Teknik Elektro di Universitas Mercu Buana Jakarta.