PLTU: Pahlawan Energi atau Ancaman Tersembunyi?
Mengenal Pembangkit Listrik Tenaga Uap - Di tengah kebutuhan energi yang terus meningkat, Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) hadir sebagai salah satu solusi energi yang andal. Artikel ini akan mengupas tuntas tentang PLTU, mulai dari cara kerjanya, manfaatnya, hingga dampaknya terhadap lingkungan.
Apa itu PLTU?
Pembangkit listrik tenaga uap adalah pembangkit listrik yang menggunakan
energi kinetik dari uap air untuk menghasilkan energi listrik. PLTU menggunakan
siklus Rankine di dalam proses operasinya. Siklus Rankine adalah siklus
termodinamika yang mengubah panas menjadi kerja. PLTU memiliki 3 siklus
konversi energi dalam operasinya, yaitu:
- Konversi energi kimia dari bahan bakar menjadi energi panas dalam bentuk uap bertemperatur dan bertekanan tinggi.
- Konversi energi panas menjadi energi mekanik untuk memutar generator.
- Konversi energi mekanik menjadi energi listrik.
Cara Kerja PLTU
PLTU bekerja dengan siklus air tertutup (closed loop). Siklus tertutup adalah siklus air
yang digunakan secara berulang-ulang. siklus kerja dari PLTU jika dideskripsikan adalah
sebagai berikut:
- Air dimasukkan ke dalam boiler.
- Campuran antara bahan bakar dan udara akan memanaskan air di dalam boiler hingga menjadi uap.
- Uap yang dihasilkan oleh boiler masuk ke dalam sudu-sudu turbin kemudian memutar turbin. Turbin memiliki satu poros dengan generator, sehingga dengan berputarnya turbin maka generator sudah menghasilkan energi listrik.
- Uap yang telah melewati turbin kemudian di dinginkan di dalam kondensator, tujuan untuk mendinginkan uap adalah agar uap berubah wujud kembali menjadi air. Proses kondensasi dibantu oleh aliran air baik dari cooling tower maupun air yang bisa didapatkan secara langsung dari lingkungan seperti laut.
- Setelah uap air berubah menjadi cair, air akan di sirkulasikan kembali ke dalam boiler dengan bantuan pompa air
Manfaat PLTU
PLTU memiliki beberapa manfaat, antara lain:
- Kapasitas besar: PLTU dapat menghasilkan energi listrik dalam jumlah besar, menjadikannya pilihan ideal untuk memenuhi kebutuhan energi di area yang luas.
- Efisien: PLTU memiliki tingkat efisiensi konversi energi yang tinggi dibandingkan dengan jenis pembangkit lainnya.
- Keandalan: PLTU dapat beroperasi secara handal dan stabil, menjadikannya sumber energi yang terpercaya.
- Fleksibilitas: PLTU dapat menggunakan berbagai jenis bahan bakar, memberikan fleksibilitas dalam operasinya.
Kekurangan PLTU
Meskipun memiliki manfaat, PLTU juga memiliki beberapa dampak, antara lain:
- Emisi gas rumah kaca: Pembakaran bahan bakar di PLTU menghasilkan emisi gas rumah kaca yang berkontribusi terhadap perubahan iklim.
- Pencemaran udara: PLTU dapat menghasilkan polutan udara seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan lingkungan.
- Penggunaan air: PLTU membutuhkan banyak air untuk pendinginan, yang dapat berdampak pada ketersediaan air di wilayah sekitar.
Bagian-bagian PLTU
Sistem Pembangkit tenaga listrik tenaga uap memiliki beberapa komponen utama dan
komponen pendukung, yaitu:
1. Boiler
Boiler atau penguap adalah sebuah alat berbentuk bejana tertutup yang digunakan
untuk menghasilkan uap. Uap dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar seperti batu
bara. Didalam boiler terdapat dua sistem diantaranya adalah sistem air dan sistem bahan
bakar. Sistem air atau uap terdiri dari dua katup yaitu sistem air masuk (water-inlet) dan
uap air keluar (steam-outlet).
Sistem water-inlet mengatur jumlah komposisi air yang
masuk kemudian steam outlet mengatur jumlah uap air yang keluar. Berikut ini adalah
beberapa jenis boiler yang terdapat pada PLTU;
a. Fire Tube Boiler
Prinsip kerja dari fire tube boiler adalah memanfaatkan induksi thermal atau panas
hasil pembakaran bahan bakar pada dinding boiler untuk menciptakan uap. Selain
digunakan pada pembangkit, boiler jenis ini sering digunakan pada lokomotif uap.
b. Water Tube Boiler
Water tube boiler adalah jenis boiler yang menyirkulasikan air didalam tabung, air
dipanaskan secara eksternal oleh pembakaran bahan bakar. Berbeda dengan fire tube
boiler yang menyirkulasikan gas panas hasil pembakaran.
c. Packaged Tube Boiler
Packaged tube boiler merupakan jenis boiler yang digunakan pada pembangkit energi
listrik skala kecil. Ukuran jenis boiler ini memungkinkan boiler untuk dapat dipindahkan
atau dipasang pada lokasi-lokasi yang kecil.
2. Turbin
Turbin uap merupakan komponen di dalam sistem PLTU yang mengubah energi panas
menjadi energi gerak. Uap air yang sebelumnya telah dipanaskan oleh boiler menjadi
bertekanan, tekanan itulah yang dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin. Turbin
memiliki baling-baling yang di desain untuk dapat menerima tekanan uap air kemudian
menghasilkan energi mekanik.
Baca juga: jenis-jenis turbin
3. Kondensor
Kondensor berfungsi untuk mengkondensasi sisa uap air yang telah melewati turbin
untuk diubah menjadi cair untuk disirkulasikan kembali ke dalam sistem. Kondensor
dibantu oleh cairan pendingin dalam proses kerjanya seperti air, gas hidrogen dan lain
sebagainya.
4. Generator
Generator adalah komponen yang membangkitkan energi listrik dengan mengubah
energi mekanik. Generator yang digunakan dalam sistem pembangkit adalah generator
arus bolak-balik dengan tegangan dan frekuensi yang disesuaikan di setiap negaranya.
Sebagai contoh Jerman memiliki spesifikasi tegangan 220V/60 Hz. dan Indonesia memiliki
spesifikasi tegangan 220V/50Hz.
5. Desalination Plant
Desalination Plant adalah komponen pendukung pembangkit listrik tenaga air, fungsi
utama dari bagian ini adalah mengubah air laut menjadi air tawar menggunakan metode
penyulingan. Hal ini ditujukan untuk menghilangkan sifat korosif dari air laut. Air hasil
desalinasi kemudian digunakan sebagai air pendingin kondensor.
6. Demineralizer
Demineralizer berfungsi untuk menghilangkan kandungan mineral di dalam air.
Sebagai fluida dalam sistem pembangkitan air disyaratkan untuk terbebas dari mineral
seperti besi dan sebagainya. Air yang mengandung mineral memiliki tingkat konduktivitas
yang tinggi sehingga berisiko menyebabkan kegagalan sistem kelistrikan maupun korosi
di dalam sistem fluida.
7. Chlorination Plant
Unit ini berfungsi untuk menghasilkan senyawa kimia natrium hipochlorit (NaOCl)
yang difungsikan untuk memanipulasi kesadaran mikroorganisme laut. Hal ini ditujukan
untuk meminimalisir risiko perkembangbiakan mikroorganisme di dalam saluran pipa.
8. Coal Handling Unit
Coal Handling Unit atau unit pengolahan batu bara adalah unit yang bertanggung
jawab atas distribusi batu bara di dalam pembangkit tenaga listrik uap. Unit pengolahan
batu bara bekerja mulai dari kedatangan batu bara, penghancuran batu bara dan feeding
batu bara ke dalam boiler
9. Ash Handling Unit
Ash Handling Unit atau unit pengolahan abu merupakan unit yang bertanggung
jawab atas sisa bahan bakar hasil dari pembakaran. Didalam ash handling unit terdapat
komponen tambahan yaitu filter untuk memfiltrasi sisa abu pembakaran sehingga tidak
mencemari lingkungan.