Manfaat Listrik Ditransmisikan Pada Tegangan Tinggi
Transmisi tenaga listrik adalah pengiriman energi listrik dari stasiun pembangkit listrik ke substasiun atau gardu listrik didekat area pelanggan. Anda mungkin telah memperhatikan menara besar yang mendukung jalur transmisi tegangan tinggi di wilayah Anda.
Saluran tegangan tinggi ini mentransmisikan tenaga listrik yang dihasilkan di pembangkit listrik yang terletak di lokasi terpencil. Pembangkit listrik dibangun jauh dari kota-kota di mana sumber daya alam tersedia dan ditransmisikan ke pusat beban. Listrik ditransmisikan pada tegangan tinggi hingga 1,2 MV (1200 kilo Volt) di beberapa negara.
Jaringan transmisi tenaga listrik harus efisien, aman dan sekaligus ekonomis. Dengan mengingat hal ini, daya ditransmisikan pada tegangan tinggi karena alasan berikut.
- Untuk mengurangi rugi-rugi daya.
- Untuk mengurangi biaya transmisi daya.
- Untuk meningkatkan efisiensi transmisi daya.
1. Mengurangi Rugi-Rugi Daya
Rugi-rugi daya pada saluran transmisi sebanding dengan arus yang mengalir melaluinya. Saluran transmisi biasanya terbuat dari tembaga, aluminium atau paduannya. Resistansi saluran transmisi sendiri memberikan kontribusi paling besar terhadap rugi daya.
Rugi-rugi daya dalam transmisi listrik terjadi karena adanya resistansi kabel. Semakin tinggi tegangan, semakin kecil arus yang mengalir pada kabel, sehingga semakin kecil pula rugi-rugi daya yang terjadi.Oleh karena itu selama transmisi daya, tegangan dinaikkan untuk mengurangi arus.
Untuk mentransmisikan jumlah daya yang sama ke jarak jauh, kehilangan daya akan lebih banyak saat ditransmisikan pada tegangan yang lebih rendah. Pada tegangan tinggi, rugi-rugi daya dapat dikurangi hingga 90% dibandingkan dengan tegangan rendah.
Contoh Perhitungan Kehilangan Daya
Mari kita hitung kehilangan daya ketika daya 100kW ditransmisikan ke 1 km pada tingkat tegangan yang berbeda. Sebagai contoh, mari kita asumsikan bahwa konduktor menawarkan hambatan 1 ohm terhadap aliran arus.
Ketika ditransmisikan pada 1000V,
Arus melalui konduktor = Daya / Tegangan = 100kW / 1000 V = 100A
Rugi tembaga dalam konduktor = I 2 x R = 100 2 x 1 = 10000W = 10kW
Ketika ditransmisikan pada 10000V,
Arus yang melalui penghantar = Daya / Tegangan = 100 kW / 10000 V = 10 A
Rugi tembaga dalam konduktor = I 2 x R = 10 2 x 1 = 100 W = 0,1 kW
Dapat dicatat bahwa daya yang hilang pada 10000 V jauh lebih rendah daripada pada 1000 V. Oleh karena itu, untuk mengirimkan jumlah daya yang sama dari pembangkit listrik ke stasiun beban, kehilangan daya jauh lebih sedikit ketika ditransmisikan pada tegangan yang lebih tinggi.
2. Mengurangi Jatuh Tegangan Pada Ujung Transmisi
Selain mengurangi rugi daya, hambatan pada kabel penghantar juga menimbulkan jatuh tegangan pada ujung penghantar. Misalnya jika rugi daya sebesar 100 watt, maka tegangan yang hilang pada penghantar adalah V = P / I = 100 / 10 = 10 V .namun , jika tegangan dinaikkan sehingga rugi daya menjadi 10 watt, maka jatuh tegangan adalah V = P / I = 10 / 10 = 1 V saja. Tentunya sangat kecil dibanding dengan tegangan Transmisi.
3. Menghemat Biaya Kabel Konduktor
Setiap jenis penghantar memiliki kemampuan masing masing dalam menghantarkan arus litrik. Semakin besar arus listrik yang akan disalurkan semakin besar juga luas penampang kabel yang digunakan dan tentunya sangat memakan biaya.
Dengan menggunakan tegangan tinggi, maka arus listrik yang mengalir pada kabel penghantar hanya beberapa ampere saja, sehingga tidak perlu menggunakan kabel dengan luas penampang besar yang harganya mahal. Dengan demikian, biaya jalur transmisi dan perawatannya akan semakin murah.