9sistem penjanaan elektrik

7/29/2019 9Sistem Penjanaan Elektrik

1/32

PENJANAANE1001/UNIT 9/1

Objektif am : Mempelajari dan memahami sumber tenaga untuk penjanaan

elektrik dan sistem loji elektrik hidro.

Objektif khusus : Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :-

Menyenaraikan sumber tenaga elektrik seperti minyak, arang batu, diesel,gas dan nuklear.

Menyatakan kelebihan dan kekurangan sumber tenaga elektrik seperti

minyak, arang batu, diesel, gas dan nuklear dari segi harga dan keboleh

sediaan bahan api, kesesuaian lokasi, penyejukan dan pencemaranterhadap alam sekitar.

Menerangkan prinsip umum penjanaan hidroelektrik.

Menerangkan secara ringkas bentuk asas dan rajah skematik bagiempangan, empisair, tiub alir bebas, rumah kuasa dan alur limpah bagi

setesen hidroelektrik.

Melukis garis lengkuk permintaan bagi penggunaan beban dalam masa

24 jam.

GENERATION

OBJEKTIF


2/32


9.0 Sistem Penjanaan Kuasa Elektrik

Punca tenaga merupakan kunci utama kepada kemajuan industri di seluruh dunia

sekarang ini. Untuk memperolehi punca tenaga yang baru, serta menyediakan tenaga yang

mencukupi di masa depan dan untuk menghasilkan tenaga dari satu bentuk yang lain adalah

merupakan satu cabaran kepada dunia sekarang. Cabaran yang akan mengubah corakinfrastruktur masyarakat menuju kepada kehidupan yang lebih selesa dan bahagia. Oleh

yang demikian pengetahuan terhadap pembinaan penjanaan elektrik amatlah diperlukan

bagi menghadapi era teknologi ketika ini dan dimasa akan datang.

Kuasa elektrik boleh diperolehi dengan berbagai-bagai tenaga mekanikal, diantaranya dengan membakar minyak, arang batu atau gas asli selain itu juga kejatuhan airdan reaksi nuklear boleh di gunakan untuk mendapatkan tenaga elektrik. kebanyakan

kuasa elektrik di negara kita (Malaysia Barat ) dihasilkan oleh loji-loji kuasa yang

menggunakan tenaga air dan membakar minyak atau gas. Penjana elektrik di loji-loji kuasa

ini digerakkan oleh tarbin wap atau tarbin gas atau tarbin hidro untuk loji hidroelektrik.Selain dari kaedah-kaedah yang telah disebutkan di atas digunakan sebagai kaedah

penjanaan kuasa elektrik. Terdapat juga sumber-sumber tenaga elektrik lain yang telah

diamalkan pada masa kini termasuklah sel-sel suria, sistem geothermal, sistem kuasaombak, sistem kuasa angin, sistem magnetohidro dinamik (MHD), sistem nuklear fisyen

dan sel-sel bahan api.

9.1 Jenis-Jenis Stesen Penjanaan

Terdapat berbagai jenis stesen penjanaan yang biasa digunakan untuk

mendapatkan sumber tenaga elektrik. Stesen ini dijeniskan mengikut cara atau kaedahmenggerakkan janakuasa, di antaranya;

a. Stesen jana kuasa haba menggunakan arang batu, minyak dan gas,

b. Stesen jana kuasa dieselc. Stesen kuasa tarbin gas

d. Stesen kuasa haba menggunakan tenaga nuklear

e. Stesen kuasa hidro

a). Stesen Janakuasa Arang Batu

Stesen jana kuasa haba yang menggunakan arang batu atau minyak, secara

amnya ia beroperasi dengan menggunakan bahan api yang dibakar untuk

menghasilkan haba. Haba yang terhasil akan digunakan untuk memanaskan air dalam

dandang,

SISTEM PENJANAAN KUASA ELEKTRIK


3/32


pemanasan ini akan menyebabkan air akan bertukar kepada wap basah. Wap yang

terhasil ini akan dipanaskan semula supaya ia mempunyi tekanan tinggi sebelum

disalurkan ke dalam tarbin.

Wap yang disalurkan ini akan menggerakkan bilah tarbin pada kelajuan

tertentu. Aci tarbin yang disambung terus kepada penjana elektrik akan memberikantenaga mekanikal yang bersesuaian untuk memutarkan penjana. Akhirnya putaran

penjana ini akan menghasilkan tenaga elektrik yang dikehendaki. Wap bersuhu rendah

yang keluar dari tarbin akan menjadi air setelah melalui proses pemeluwapan dandihantar kedandang untuk mengulangi proses pemanasan semula. Prosese secara am

bagi sistem penjana ini dapat dilihat merujuk pada rajah 9.1.

b). Stesen Jana kuasa Diesel

Secara amnya stesen janakuasa diesel beroperasi dengan menggunakan

bahan api seperti minyak diesel. Minyak diesel digunakan untuk menghidupkan enjin

yang disambungkan terus kepada jana kuasa melalui aci. Oleh itu dalam stesen janakuasa diesel ia tidak munggunakan wap untuk memusingkan tarbin bagi

menggerakkan penjana,

Bahan api

arang batu /minyak

PenjanaA.U

Tenaga elektrik

di keluarkan

Rajah 9.1 Loji jana kuasa arang batu

Dandang

wap (stim)

Tarbinwap

(stim)

Wap

bertekanan

tinggi

Air

Bahan api

minyak dieselPenajan

A.U / A.T

Tenaga elektrik

di keluarkan

Rajah 9.2 Stesen jana kuasa diesel

Eejin

diesel


4/32


sebaliknya ia hanya menggunakan enjin yang disambung terus kepada penjana melalui

aci. Apabila enjin diesel dihidupkan ia akan memberikan tenaga mekanikal kepada

penjana. Pusingan penjana seterusnya akan menjanakan tenaga elektrik. Di negara kitastesen jenis ini kerap digunakan bagi kawasankawasan yang kecil. Proses

penghasilan tenaga elektrik oleh stesen jana kuasa diesel secara amnya dapat dilihat

pada rajah 9.2

c). Stesen Jana kuasa Tarbin Gas

Stesen jana kuasa tarbin gas merupakan salah satu stesen jana kuasa yang

boleh berkendali pada masa yang singkat berbanding stesen jana kuasa yang lain.

Secara amnya stesen jana kuasa ini beroperasi dengan memampatkan udara diruangpemampatan dan seterusnya udara tersebut disalurkan ke kebuk pembakaran. Dalam

kebuk pembakaran udara dan bahan api (minyak) akan dibakar pada suhu 1600 C

sehingga menghasilkan gas. Gas bertekanan tinggi ini akan disejukkan semula pada

suhu selamat iaitu 800 C sebelum di salurkan ke tarbin gas untuk memusingkanbilah tarbin. Hasil daripada pusingan ini akan memberikan tenaga mekanikal kepada

penjana dan seterusnya menjanakan tenaga elektrik. Manakala gas yang bertekanan

rendah dari pada tarbin akan dilepaskan ke uadara melalui ekzos. Proses secara amstesen ini boleh dilihat pada rajah 9.3.

d). Stesen Jana kuasa Nuklear

Penggunaan tenaga nuklear merupakan satu cara yang terbaru bagimemperolehi tenaga elektrik. Walaubagaimanapun buat masa kini negara kita belum

lagi mengapplikasikan loji ini sebagai salah satu sumber bekalan tenaga elektrik.

Sebenarnya Loji jana kuasa nuklear merupakan salah satu stesen jana kuasa yangsangat kompleks dalam pengoperasiannya. Walaubagaimanapun secara amnya

penjanaan tenaga elektrik berlaku apabila bahan radio aktif seperti radium atau

uranium bertindak balas dalam reaktor nuklear di mana melibatkan perlanggaran

Rajah 9.3 Stesen jana kuasa tarbin gas

kuasa tarbin gas

PenjanaA.U / A.T

Tenaga elektrik

di keluarkan

Gebuk

pembakaran

Pemampatudara Tarbingas

EkzosPengambilan udara


5/32


neteron dan nuklias yang berulang-ulang. Tindakbalas yang berlaku dalan reaktor

nuklear ini akan menghasilkan haba yang bersuhu tinggi.

Seterusnya haba tersebut akan memanaskan air dalam dandang wap. Wap bertekanantinggi akan di salurkan ke tarbin untuk memusingkan bilah tarbin. Pusingan ini akan

membekalkan tenaga mekanikal untuk memusingkan penjana. Pergerakkan penjana

seterusnya akan menghasilkan tenaga elektrik, proses ini dapat dilihat pada rajah 9.4.

9.2 Kelebihan dan Kekurangan bagi Beberapa Sistem Janaelektrik.

Pelbagai stesen janaelektrik telah dibina hingga hari ini walaubagaiamana setiap

stesen ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Kekurangan dankelebihan ini perlu diambil kira bagi membangunkan jenis stesen mana yang sesuai

disesuatu kawasan. Di samping dapat memenuhi permintaan pengguna, kos pembinaanperlu diambil kira. Beberapa faktor boleh dikenalpasti bagi mengetahui kelebihan dankebaikan sistem janaelektrik, di antarnya;

(a). Harga dan kebolehsediaan bahan api

(b). Kesesuaian lokasi(c). Penyejukan

(d). Pencemaran terhadap alam sekitar

Perbincangan bagi faktor-faktor ini dapat dilihat dengan merujuk kepada jadual 9.1 hingga

jadual 9.4

Dandang

wap

Bahan api

uranium/

radium

PenjanaA.U/A.T

Tenaga elektrik

di keluarkan

Tarbin

Rajah 9.4 Stesen jana kuasa nuklear

Haba bertekanan

rendah

Wap bertekanan

tinggi

Tarbin

Reaktor nuklear


6/32


9.2.1 Harga dan Kebolehsediaan Bahan Api

Jana kuasa Kebaikan Keburukan

Arang batu danminyak

i. Kos pembinaan murahberbanding hidroelektrik.

ii. Bahan bakar mudah didapati

dan murah.

i. Kos penyelenggaraan sentiasaMeningkat (tinggi).

Diesel i. Rekabentuk dan pemasang

yang mudah dan murah.

ii. Kawasan penyimpanan

minyak yang kecil.

i. Bahan bakar yang mahal.

ii. Keupayaan yang terhad.

iii. Kos penyelenggaraan yang

tinggi.

Gas i. Kos pembinaan murah.

ii. Penyelenggaraan yangrendah.

iii. Bahan bakar mudahdiperolehi.

i. Memerlukan tempat

penyimpanan bahan api yangbesar.

ii. Penggunaan bahan bakarsangat tinggi.

Nuklear i. Bahan api yang diperlukan

adalah sedikit.

ii. Kos bahan api rendahii. Kos penyelenggaraan yang

rendah.

i. Harga pembinaan terlalu

mahal dan kompleks

berbanding loji jana kuasa gas.

9.2.2 Kesesuaian Lokasi


Arang batu dan

minyak

i. Boleh dibina dikawasan

tumpuan beban tinggi.

i. Memerlukan lokasi

pembinaan yang luasberbanding loji gas.

Diesel i. Boleh dibina dimana-manatempat yang diperlukan.

ii. Sesuai berhampiran kawasan

tumpuan beban.

i. Hanaya sesuai dikawasan yamempunyai permintaan beban

yang rendah.

ii. Perlu dibina dikawasan yangtahan gegaran.

Gas i. Memerlukan ruangan

bangunan yang kecil.ii. Boleh dikawal dengan

menggunakan kawalan jauh.

iii. Sesuai ditempatkan dikawasan tumpuan beban.

i. Tidak sesuai dikawasan

kapasiti permintaan bebanyang tinggi.

Nuklear i. Sesuai dibina di kawasantumpuan beban.

ii. Sesuai dibina dikawasan

keperluan beban yang tinggi.

i. Memerlukan tapak pembinaanyang selamat dan kukuh.

Jadual 9.1

Jadual 9.2


7/32


9.2.3 Penyejukan


Arang batu danminyak

i. Memerlukan jumlah air yangbanyak dan mencukupi bagiproses penyejukan wap.

ii. Memerlukan sistem

penyejukanyang besar.

Diesel i. Jumlah penggunaan air untuk

penyejukan adalah sedikit

berbanding loji arang batu.ii. Penyejukan dilakukan hanya

pada minyak sahaja.

Gas i. Memerlukan sedikit air

untuk penyejukan.

i. Musim panas memerlukan

sistem penyejukan tambahan(negara sejuk).

Nuklear i. Menggunakan sistem

penyejukan reaktor gas.

ii. Sistem penyejukan kurangmenimbulkan masalah

kekaratan.

i. Pembinaan sistem penyejukan

yang kompleks.

9.2.4 Pencemaran Terhadap Alam Sekitar


Arang batu dan

minyak

i. Pelupusan sisa bahan bakar

dan habuk adalah sukar.ii. Pencemaran udara akibat

asap yang dilepaskan

(sulfur oksida).

Diesel i. Kurang terdedah terhadap

bahaya kebakaranii. Pembinaan kurang

merosakan alam sekitar.

iii. Bebas daripada masalahhabuk

i. Pencemaran bunyi daripada

Ekzos.ii. Pelupusan sisa minyak

D pada injin diesel.

Gas i. Pembinaan tidak merosakan

alam sekitar.ii. Kurang mencemarkan udara.

i. Kesan bunyi daripada Enjin.

Nuklear i. Bahaya kesan kebocoranradio aktif (radiasi).

ii. Pelupusan bahan sisa radio

aktif adalah sukar.

Jadual 9.3

Jadual 9.4


8/32


UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUTSELANJUTNYA! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA

MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

9.1 Berdasarkan penyataan yang di berikan di bawah tandakan jawapan pilihan anda dipetak

yang disediakan samada BETUL [B] atau SALAH [S].

a. Loji jana kuasa arang batu menggunakan tarbin wap bagi [ B ] [ S ]

menggerakkan penjana untuk mengghasilkan tenaga elektrik.

b. Tarbin gas biasanya digunakan dalam loji jana kuasa diesel. [ B ] [ S ]

c. Loji-loji seperti loji janakuasa minyak, loji jana kuasa diesel [ B ] [ S ]dan loji jana kuasa gas tarbin adalah loji janakuasa yang

terdapat di Malaysia.

d. Bahan api loji jana kuasa diesel adalah lebih murah berbanding [ B ] [ S ]

loji jana kuasa arang batu.

e. Bahan api loji jana kuasa nuklear adalah lebih mahal berbanding [ B ] [ S ]loji jana kuasa tarbin gas.

f. Benarkah loji jana kuasa arang batu memerlukan kos [ B ] [ S ]pembinaan yang murah berbanding loji jana kuasa gas tarbin

pada kapasiti MW yang kecil.

g. Kos pembinaan loji jana kuasa nuklear adalah lebih mahal [ B ] [ S ]

berbanding loji jana kuasa gas tarbin dan jana kuasa diesel.

h. Loji janakuasa tarbin gas adalah sesuai didirikan dikawasan [ B ] [ S ]tumpuan beban.

i. Loji jana kuasa arang batu biasanya memerlukan lokasi [ B ] [ S ]

pembinaan yang berhampiran dengan sumber air.

j. Loji jana kuasa nuklear biasanya memerlukan lokasi yang [ B ] [ S ]bersaiz kecil bagi tujuan pembinaan berbanding loji

jana kuasa tarbin gas.

9.2 Isi ruangan kosong yang diberikan bagi loji-loji berikut;

a. Loji jana kuasa arang batu [ ]


9/32


b. Loji jana kuasa diesel [ ]

c. Loji jana kusa gas tarbin [ ]

d. Loji jana kusa nuklear [ ]berdasarkan kepada pernyataan yang tepat berhubung dengan penyejukan loji

seperti yang disenaraikan di bawah.

i. Proses penyejukan menggunakan jumlah air yang sedikit.

ii. Sistem penyujukan kurang menimbulkan kekaratan

iii. Penyejukan dilakukan hanya pada minyak sahajaiv. Penyejukan memerlukan jumlah air yang banyak.

9.3 Isi ruangan kosong yang diberikan bagi loji-loji berikut;

a. Loji jana kuasa arang batu [ ] dan [ ]

b. Loji jana kuasa diesel [ ] dan [ ]

c. Loji jana kusa gas tarbin [ ] dan [ ]d. Loji jana kusa nuklear [ ] dan [ ]

berdasarkan kepada pernyataan yang tepat berhubung dengan pencemaran terhadap alam

sekitar seperti disenaraikan di bawah.

i. Bahaya kebocoran radio aktif (radiasi)

ii. Kurang menyumbangkan pencemaran udara akibat pembebasan asap

iii. Membebaskan sulfur oksida

iv. Pencemaran bunyi akibat ekzosv. Pembesan asap akibat pembakaran minyak

vi. Pelupusan sisa bahan radio aktif

vii. Menghasilkan habuk dalam proses penjanaan.viii. Pembinaan kurang merosak kawasan persekitaran.


10/32


SYABAS!!!

KERANA ANDA TELAH MENCUBA

9.1

(a). B, (b). S, (c). B, (d). S, (e). S, (f). S, (g). B, (h). B, (i). S, (j). B, (k). B, (l). B

9.2

(a). iv

(b). iii

(c). ii(d). i

9.3(a). iii dan vii

(b). iv dan v

(c). ii dan viii(d). I dan vi

PENJANAANPENJANAANE2001 / UNIT 2/1


11/32


12/32


Stesen penjana hidroelektrik yang berada dikawsan pergunungan bergantung

kepada hujan untuk mendapat bekalan airnya. Jika tidak ada hujan turun atau jumlah hujan

turun berkurangan ini mengakibatkan takungan air juga turut berkurangan,akibatnya stesen penjana ini tidak dapat beroperasi. Bagi mengatasi masalah ini, stesen

pam simpanan akan dipasang di hilir bagi mengepan semula air yang telah digunakan ke

takungan air (kolamiar).9.4 Bahagian-Bahagian Utama Loji Elektrik Hidro

Rajah 9.6 menunjukkan rajah skimatik bagi sebuah penjana hidroelektrikyang terdiri dari beberapa bahagian utama. Bahagian tersebut ialah empangan,

empisair, rumah kuasa, tiub alir limpah dan alur bebas.

9.4.1 Empangan

Empangan dalam sebuah loji elektrik hidro terletak pada bahagianhadapan dan ada kalanya empangan tambahan dibina pada bahagian laluanekor. Pembinaan empangan pada bahagian laluan ekor bertujuan menyimpan

air bagi keperluan penambahan kepada empangan utama sekiranya paras air di

empangan ini semangkin berkurangan hampir keparas minima (berlakusekiranya jumlah hujan turun berkurangan atau musim kemarau). Fungsi

empangan dalam sebuah stesen janakuasa hidroelektrik bukan sahaja untuk

meningkatkan kadar takungan air bagi membina turus tiruan tetapi ia juga

menyediakan takungan dan penyimpanan.

3

1

10

2

9

4

6

7

8

5

Petunjuk :

1. Kolamair

2. Alur limpah3. Empangan

4. Empisair

5. Turbin

6. Tiub alir bebas7. Rumah kuasa

8. Pengubah

9. Lapangan suis

10. Laluan ekor

Rajah 9.6 Stesen janakuasa elektrik hidro


13/32


Empangan merupakan bahagian yang sangat penting dalam

pembinaan sebuah hidroelektrik. Empangan biasanya di bina denganmenggunakan konkrit atau batu-batu blok, tanah dan timbunan batu.

Bentuk dan penyusunannya giologibergantung kepada keadaan di

tapak pembinaan. Pemilihan

empangan juga bergantung kepadakeadaan asas, bahan tempatan dan

pengangkutan yang sediada juga

kejadian gempa bumi dan bencana

alam. Di antara empangan yangbiasa digunakan dalan sebuah loji

hidroelektrik ialah empangan batu

blok dan empangan tanah

(earth dam). Ketinggian sesebuahempangan bergantung kepada

ketinggian turus loji yangdiperlukan. rajah 9.6 dan rajah 9.7

menunjukkan bentuk bagi sesebuah

empangan loji hidroelektrik.

9.4.2 Empisair

Empisair menghubungkan

empangan dan rumah kuasa selepas tangki

pusuan ia dapat dilihat pada rajah 9.8.Empisair berfungsi membawa air daripada

sistem simpanan air (empangan) kepadatarbin. Empisair yang digunakan boleh

jadi daripada jenis bertekanan rendah atau

jenis bertekanan tinggi, ini bergantungkepada keperluan bagi memusingkan

tarbin. Empisair yang bertekanan rendah

dibina dengan menggunakan terusan atau

paip keluli nipis, biasanya bagi lojijanakuasa hidroelektrik ang kecil.

Empisair bertekanan tinggi pula di perbuatdaripada paip keluli tebal dan mempunyaiukuran garis puasat yang menjangkau

hingga beberapa meter. Ia biasa digunakan pada stesen janakuasa hidroelektrik yang

besar. Panjang empisair ini pula bergantung kepada ketinggian kepala loji dan jarakempangan daripada rumah kuasa. Biasanya empisair dibina pada permukaan bumi,

lihat rajah 9.8 dan adakalanya dibina di dalam tanah, lihat rajah 9.6. Sambungan

empisair yang panjang (diperbuat dari keluli) hendaklah dikimpal dan ia hendaklah

Rajah 9.8 Empisair keluli

Rajah 9.7 Empangan Konkrit


14/32


mampuh daripada hentaman kelajuan air yang mengalir. Empisair akan disediakan

bergantung kepada bilangan tarbin yang digunakan dalam sesebuah hidroelektrik.

9.4.3 Tiub Alir Bebas

Tiub alir bebas terletak padabahagian bawah rumah kuasa yang

menghubungkan tarbin dengan laluan

ekor. Ia dibina daripada paip keluli

yang bergaris pusat tertentu dandipasang bersama laluan alur keluar

bagi mengawal air yang jatuh daripada

roda tarbin dan mengalirkannya

kepermukaan air melalui laluan ekor.Tiup alir bebas disediakan untuk

meningkatkan tindakan turus terhadappusingan air pada tarbin. Keadan ini

dapat diperhatikan pada rajah 9.6 dan

rajah 9.9.

9.4.4 Rumah Kuasa

Rumah kuasa merupakahkan

bahagian utama dalam pembinaan sebuah

stesen hidroelektrik. Ia berfungsi untukmenempatkan dan melindungi beberapa

bahagian utama seperti tarbin, penjana,

pengulang-alik, bilik kawalan danperalatan- peralatan lain. Ia menghubung-

kan empisair yang membawa air ke tiub

alir bebas setelah melalui tarbin. Rumah

kuasa terletak menjangkau beberapameter daripada empangan. Jarak ini

bergantung kepada lokasi pembinaan dan

jenis jenis tarbin yang digunakan . Rumahkuasa dibina dengan menggunakan

konkrit yang kukuh dan tahan gegaran.

Bentuk sebuah rumah kuasa dapat dilihat merujuk kepada rajah 9.6 dan rajah 9.10.

Rajah 9.9 Tiub alir bebas

Rajah 9.10 Rumah kuasa


15/32


9.4.5 Alur Limpah

Setiap empangan yang di bina mempunyai bahagian penyelenggaraan airyang dikenali sebagai alur limpah, bertujuan bagi membuang atau mengalirkan

lebihan air apabila takungan kolamair telah penuh atau sampai keparas maksima.

Keadaan ini berlaku ketika hujan lebat pada bahagian hulu yang mengakibatkan

banjir dan air memenuhi kolamair.

Alur limpah terletak pada bahagian empangan atau sisi empangan, ia

diperbuat daripada konkrit dan adakalanya konduit (bagi stesen janakuasa yang

kecil) . Ia mempunyai pintu kawalan diperbuat daripada logam yang tebal dandibuka apabila diperlukan untuk membuang lebihan air bagi mengawal paras air

dalam kolamair. Alur limpah bukan saja dibina bagi membuang lebihan air tapipada masa yang sama ia juga memastikan empangan tidak rosak ketika proses

pembunagan air berlaku. Alur limpah boleh dikelaskan kepada saluran sisi,

buangan sisi dan juga alur limpah pelonsor. Rajah 9.6, rajah 9.11(a) Rajah 17.11(b)menunjukkan bentuk sebenar alur limpah.

Gambarajah 9.11(b) Alur limpah sisiRajah 9.11(a) Alur limpah pelonsor


16/32




9.4 Rajah 1 menunjukkan rajah skimatik bagi sebuah stesen janakuasa hidroelektrik, kenalpastidan seterusnya berikan nama yang sesuai pada ruangan yang disediakan.

9.5 Isikan tempat kosong yang disediakan dengan jawapan yang sesuai berhubungkaitdengan penyataan-penyataan yang diberikan.

a. _________________ menghubungankan empangan dengan tarbin dan ia berfungsi

untuk menyalurkan air pada kelajuan tertentu bagi menggerakkan bilah tarbin.

b. Bahagian ini akan mengawal air yang jatuh dari pada pusingan bilah tarbinkemudian

mengalirkannya kepada bahagian laluan ekor, bahagian ini di kenali sebagai

__________________.

c. Air biasanya dikumpulkan pada _________________ sehingga mencapai ke aras tertentu

sebelum ianya di salurkan kebahagian tarbin melalui empisair.

Rajah 1

[ a ][ b ]

[ c ]

[ d ]

[ e ]

[ f ]


17/32


d. ___________________ berfungsi untuk mengalirkan lebihan air ketika berlaku banjir

dan dalam masa yang sama ia tidak merosakan empangan.

e. Tarbin dan penjana biasanya terletak pada bahagian ini di samping bilik kawalan. Ia

terletak jauh daripada empangan dan hanya dihubungkan dengan empisair. Bahagian inidi kenali sebagai____________________.

SYABAS!!!


9.4

(a). Empangan

(b). Tangki Pusuan(c). Empisair

(d). Rumah Kuasa

(e). Tiub Alir Bebas(f). Laluan Ekor

9.5(a). Empisiar(b). Tiub Alir Bebas

(c). Empangan

(d). Alur limpah(e). Rumah kuasa.


18/32


9.5 Lengkung Permintaan Beban

Stesen kuasa membekalkan tenaga elektrik kepada pengguna yang berbeza-beza

bergantung kepada aktiviti-aktivi yang dilakukan. Biasanya tenaga elektrik dibekalkankepada pengguna domestik, industri, perdagangan, pertanian dan penggunaan elektrik yang

lain. Oleh kerana permintaan beban yang berbeza terutama di kawasan-kawasan tumpuan

beban maka permintaan beban juga berubah-ubah disepanjang hari. Oeh yang demikian

untuk membina sesebuah stesen jana kuasa hendaklah mengambil kira pertambahan bebandi masa akan datang.

Merujuk kepada rajah 9.12(a) merupakan lengkung beban permintaan penggunadomestik atau penempatan. Beban pengguna domestik terdiri daripada lampu, kipas, alat-

alat seperti radio, pemanas air, sterika, peti sejuk, mesin basuh dan sebagainya. Bagi

penggunaan tenaga elektrik yang kecil seperti lampu biasanya memberikan faktorkeperluan uniti. Merujuk kepada lengkung beban ini waktu malam merupakan permintaan

beban adalah tinggi ini kerana penggunaan alat elektrik yang tinggi dan ketika ini orang

ramai telah berada dirumah kediaman masing-masing.

Pengguna industri boleh dibahagikan kepada industri kecil, industri sederhana

dan industri berat. Permintaan beban di industri adalah bergantung kepada perubahan kerja

disepanjang hari. Merujuk kepada rajah 9.12(b) didapati permintaan beban puncak berlakudi antara jam 6 AM hingga jam 12 tengahri sebelum waktu rehat. Ketika rehat permintaan

beban menyusut ini kerana aktivi-aktivi penggunaan mesin berkurang. Pada jam 1 PM

hingga jam 5 PM permintaan beban juga tinggi sebelum menyusut apabila benayak industritelah menghentikan operasinya pada waktu petang. Keadaan lengkung beban ini adalah

berbeza mengikut jenis industri yang beroperasi dan bergantung kepada penggunaan

peralatan elektrik terpasang.

Beban bagi pengguna perdagangan biasanya terdiri daripada lampu, kipas, pendingin

udara dan beberapa peralatan elektrik yang bersaiz kecil. Permintaan puncak bagi pengguna

SISTEM PENJANAAN KUASA ELEKTRIK


19/32


perdangan berlaku pada jam 9 AM dan juga jam 8 PM. Ketika ini penggunaan peralatan

elektrik adalah terlalu banyak dan ini meningkatkan permintaan tenaga elektrik keadaan ini

dapat dilihat pada rajah 9.12(c). Bagi beban puncak lampu jalan bisanya berlaku dari jam6 PM hinggalah jam 6 AM lihat rajah 9.12.(d).

Merujuk kepada rajah 9.13, merupakan graf lengkung permintaan beban selama

24 jam. Graf lengkung permintaan beban ini adalah gabungan pengguna domestik,

perindustrian, perdagangan, pertanian dan penggunaan elektrik yang lain. Graf lengkukbeban ini menunjukkan permintaan beban minima berlaku diantara jam 2.00 pagi hingga

jam 5.00 pagi. Pada ketika ini secara kebiasaanya aktiviti-aktiviti kerja yang melibatkan

0 4 8 12 16 20 24

Pengguna Domestik

Beban

MW

Masa

0 4 8 12 16 20 24

Pengguna Industri

Beban

MW

Masa

0 4 8 12 16 20 24

Pengguna Perdagangan

Beban

MW

Masa

0 4 8 12 16 20 24

Penggunaan Lampu Jalan

Beban

MW

Masa

Rajah 9.12(a) Rajah 9.12(b)

Rajah 9.12(c) Rajah 9.12(d)


20/32


sumber tenaga elektrik adalah berkurang. Manakala permintaan beban maksimum berlaku di

antara jam 9.00 hingga jam 12. 00 tengahari begitu juga pada jam 6.00 hingga jam 10.00

malam keadaan ini berlaku kerana ketika ini aktiviti-aktiviti kerja yang melibatkanpenggunaan tenaga elektrik melibatkan keseluruhan pengguna dari pelbagai sektor.

Pada waktu malam pula lebih melibatkan penggunaan domestik, perumahan,peniagaan dan lampu-lampu jalan. Sebenarnya lengkung permintaan beban penggunaan

tenaga elektrik adalah berbeza-beza di setiap kawasan bergantung kepada aktiviti-aktivi

yang melibatkan penggunaan tenaga elektrik dikawasan tersebut.

Lengkung permintaan beban ialah rekod grafik untuk menunjukkan permintaan

kuasa pada setiap kali pada satu waktu tempoh. Ia menunjukkan pandangan seimbas padabeban yang dibekalkan pada waktu itu kepada pengguna. Lengkung tempoh beban boleh

diplot bergantung kepada masa yang diperlukan seperti seminggu, sebulan atau setahun.

Daripada lengkung beban yang diplotkan itu dapat memberikan beberapa maklumat seperti

berikut:

1). Luas di bawah lengkuk memberikan jumlah tenaga yang dihasilkan dalam tempoh itu.

2). Nisbah bagi luas di bawah lengkuk dan jumlah luas segi-empat yang mengandungilengkuk (merujuk kepada beban maksima) memberikan factor beban untuk tempoh itu.

100

0 4 8 12 16 20 24

Beban

MW

Masa

Jam

Rajah 9.13 Permintaan Beban Selama 24 Jam

80

60

40

20


21/32


3). Puncak Lengkuk memberikan permintaan maksima serentak stesen pada tempoh itu.

4). Luas dibawah lengkuk/tempoh dalam jam = permintaan pada tempoh itu.

Faktor beban bagi satu sistem penjanaan adalah nisbah bagi beban purata kepada beban

puncak bagi satu tempoh masa.

Faktor beban =

atau boleh ditulis sebagai;

Faktor beban =

Faktor beban memberi kesan kepada pembinaan loji kuasa, operasi dan kos

penjanaan bagi sesebuah stesen. Berdasarkan lengkung beban faktor keupayaan lojijuga dapat diperolehi.

Faktor keupayaan loji = x Faktor beban

Permintaan beban maksima ialah beban maksima dalam unit kilowatt atau KVA yangdikenakan di atas sesuatu stesen kuasa elektrik dalam satu tempoh. Tempoh ini boleh

jadi sehari, seminggu, sebulan atau setahun.

Sebuah stesen janakuasa elektrik mempunyai keupayaan terpasang 10 000 MW dan

mempunyai taburan permintaan beban selam 24 jam seperti berikut;

Masa (Jam) Permintaan Beban (MW)

0 6 4500

6 8 3500

8 12 7500

12 14 2000

14 18 8000

18 20 2500

20 24 5000

Beban purata

Beban puncak

Tenaga yang dihasilkan dalam satu tempoh

Permintaan maksima x Masa tempoh yang sama

Beban maksima

Keupayaan loji

Contoh 9.1:Contoh 9.1:


22/32


Lukiskan graf lengkung tempoh beban dan dapatkan:

i). Permintaan beban maksima.

ii). Permintaan beban minima.iii). Faktor beban dan

iv). Faktor keupayaan loji.

i). Daripada graf di dapati permintahan beban maksima pengguna ialah 8000 MWdi antara 2.00 petang hingga 6.0 petang.

ii). Daripada graf di dapati permintahan beban minima pengguna ialah 2000 MWdi antara 12.00 tengahari hingga 2.00 petang.

iii). Faktor beban

Faktor beban =

Tenaga yang dihasilkan dalam satu tempoh (Tenaga yang dihasilkan oleh stesen ini

0 6 8 12 14 18 20 24

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

MW

Jam

Masa

Beban

Tenaga yang dihasilkan dalam satu tempoh

Permintaan maksimum x Masa tempoh yang sama

Penyelesaian :


23/32


dalam masa 24 jam) adalah;

6 x 4500 MW = 27000 MW

2 x 3500 MW = 7000 MW

4 x 7500 MW = 30000 MW

4 x 2000 MW = 8000 MW2 x 2500 MW = 5000 MW

4 x 5000 MW = 20000 MW 97000 MW

Oleh itu,

Faktor beban =

= 0.505 atau 505%

iv). Faktor keupayaan loji.

Faktor keupayaan loji = x Faktor beban

Faktor keupayaan loji = x 0.505

= 0.404 atau 40.4%

Sebuah stesen janakuasa kecil mencatatkan taburan permintaan beban sepanjang hariseperti jadual 9.5.

Pengguna

Masa

12 - 5 5 - 7 7 - 9 9 - 2 2 - 6 6 - 8 8 - 12

Domestik kW 50 60 60 40 50 200 150

Lampu jalan kW 20 - - - - 20 20

Perdagangan kW 10 10 20 10 60 60 10

Berdasarkan data-data di atas lukiskan lengkung permintaan beban selama

24 jam.

97000 MW

8000 MW x 24

Beban maksimumKeupayaan loji

8000 MW

10 000 MW

Jadual 9.5

Contoh 9.2:Contoh 9.2:

Penyelesaian :


24/32


Pengguna

Masa

12 - 5 5 - 7 7 - 9 9 - 2 2 - 6 6 - 8 8 - 12

Domestik kW 50 60 60 40 50 200 150

Lampu jalan kW 20 - - - - 20 20Perdagangan kW 10 10 20 10 60 60 10

Jumlah kW 80 70 80 50 110 280 180

jam

--

--

--

--

--

50 --

02 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12

AM Masa PM

kW

Beban


25/32




9.6 Graf 1 menunjukkan lengkuk perminaan pengguna di sesuatu kawasan

sepanjang tempoh 24 jam. Daripada graf tersebut dapatkan permintaan beban(i) maksima, dan (ii) minima

9.7 Sebuah stesen janakuasa mempunyai keupayaan terpasang 7500 MW, daripada datapermintaan beban selama 24 jam stesen ini didapati permintaan maksimum 7000 MW dan

jumlah penggunaan tenaga elektrik pada hari tersebut 70000 MWj dapatkan:-

i). Faktor beban.ii). Faktor keupayaan loji.

5000

MW

Jam

0 6 8 12 14 18 20 24

Masa

Beban

4000

3000

2000

1000

Graf 1


26/32


9.8 Sebuah stesen penjanaan tenaga elektrik telah mencatat permintaan beban bagi

tempoh 24 jam seperti jadual 1;

Masa (Jam) Permintaan Beban (MW)

0 5 4500

5 9 3500

9 12 750012 17 3500

17 20 8000

20 22 5000

22 24 4500

Merujuk kepada data-data pada jadual 1 lukiskan graf lengkung tempoh bebandalam masa 24 jam bagi stesen ini.

Jadual 1


27/32


SYABAS!!!


9.6

(i). 5000 MW ( Masa : 2.00 petang hingaa 6.00 petang)

(ii) 1500 MW ( Masa : 12.00 tengahari hingaa 2.00 petang)

9.7

(i). 0.417 atau 41.7%

(ii). 0.389 atau 38.9%

9.8

0 5 9 12 17 20 22 24

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

MW

Jam

Masa

Beban


28/32


Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda pada maklumbalas yang disediakan.

Jika soalan tidak diberikan, sila barbingcang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

SOALAN 9-1

(a). Senaraikan Empat (4) loji jana kuasa elektrik yang kamu telah pelajari.

(b). Daripada soalan a, yang manakah loji jana kuasa elektrik yang banyak digunakan di negara

kita.

(c). Daripada soalan a, yanag manakah loji jana kuasa yang tidak terdapat di negara kita buatmasa ini.

SOALAN 9-2

(a). Nyatakan beberapa kelebihan dan kekurangan bagi loji janakuasa seperti berikut:-

(i). Loji jana kuasa arang batu atau minyak

(ii). Loji jana kuasa diesel(iii). Loji jana kuasa tarbin gas

(iv). Loji jana kuasa nuclear

berdasarkan kepada faktor-faktor di bawah;(i). Harga dan kesediaan bahan api.

(ii). Kesesuaian kedudukan.

(b). Nyatakan beberapa kelebihan dan kekurangan bagi loji jana kuasa berikut:-

(i). Loji jana kuasa arang batu atau minyak

(ii). Loji jana kuasa diesel(iii). Loji jana kuasa tarbin gas

(iv). Loji jana kuasa nuklear

berdasarkan kepada faktor-faktor di bawah;

(i). Penyejukan.(ii). Pencemaran alam sekitar.


29/32


(c). Nyatakan beberapa kebaikan dan kekurangan bagi loji jana kuasa berikut:-

(a). Loji jana kuasa diesel

(b). Loji jana kuasa tarbin gasberdasarkan kepada faktor-faktor di bawah;

(i). Harga dan kesediaan bahan api.

(ii). Kesesuaian kedudukan.(iii). Penyejukan.

(iv). Pencemaran alam sekitar.

SOALAN 9-3

a. Terangkan perinsip am sebuah loji jana kuasa hidroelektrik dengan bantuan rajah skimatik.

b. Berdasarkan rajah skimatik terangkan dengan ringkas fungsi bahagian-bahagian berikut dalamsebuah loji jana kuasa hidroelektrik:-

(i). Empangan

(ii). Empisair

(iii). Rumah Kuasa(iv). Tiub Alir Bebas

(v). Alur Limpahc. Dapatkan maklumat-maklumat soalan a dan b beserta gambar-gambar yang bersesuaian

melalui laman web.

SOALAN 9-4

a. Sebuah stesen jana kuasa dengan keupayaan 3000 kW mempunyai permintaan beban sepertiberikut dalam tempoh 24 jam:-

Dari tengah malam hingga 9.00 pagi 900 kWDari 9.00 pagi hingga 12 .00 tengahari 2500 kW

Dari 12.00 tengahari hingga 5.00 petang 1900 kW

Dari 5.00 petang hingga 6.00 petang 1500 kW

Dari 6.00 petang hingga tengah malam 2000 kW

Lukiskan lengkung tempoh beban harian ini, daripada graf tersebut dapatkan;

(i). Permintaan beban maksima.(ii). Permintaan beban minima.

(iii).Faktor beban

(iv).Faktor keupayaan loji

b. Sebuah stesen kecil mencatatkan taburan permintaan beban sepanjang hari sepertidalam jadual 1:-

Pengguna

Masa

12 - 5 5 - 7 7 - 9 9 - 1 1 - 2 2 - 6 6 - 8 8 - 12

Domestik kW 50 100 100 50 50 50 800 400


30/32


Lampu jalan kW 50 - - - - - 50 50

Perdagangan kW 10 10 10 100 100 100 100 10

Industri kW 20 20 50 500 100 500 20 20

Berdasarkan data-data pada jadual 1 lukiskan lengkung permintaan beban selama 24 jam dandapatkan juga:-

(i). Puncak beban.(ii). Jumlah penggunaan tenaga elektrik bagi setiap pengguna dalam tempoh 24 jam.

(iii). Faktor beban bagi setiap pengguna

(iv). Jumlah faktor beban keseluruhan

Jadual 1


31/32


Adakah anda telah mencuba dahulu ?

Jika YA syabas!!!, sila semak jawapan anda

J. 9-1

(a).(i). Loji jana kuasa arang batu.

(ii). Loji jana kuasa diesel

(iii). Loji jana kuasa tarbin gas(iv). Loji jana kuasa nuclear.

(v). Loji jana kuasa diesel.

(vi). Loji jana kuasa Nuklear

J. 9-2

(a). Sila rujuk jawapan anda pada (UNIT9 / 6)(b). Sila rujuk jawapan anda pada (UNIT9 / 7)

(c). Sila rujuk jawapan anda pada (UNIT9 / 6-7)

Catatan : Untuk meyakinkan anda sila berjumpa pensyarah anda.

J. 9-3

(a).Rujuk (UNIT9 / 11)

(b).Rujuk (UNIT9 / 12-15)

Sila berbincang dengan pensyarah anda untuk memastikan web mana yang perlu dilayari.

J. 9-4

(a). Lakaran lengkung beban, sila rujuk pensyarah anda atau (UNIT9 / 22-23)

(i). 5000 MW ( di antara 5.00 petang hingga 6.00 petang)

(ii). 600 MW ( di antara tengah malam hingga 9.00 pagi )

(iii). 0.643 atau 64.30%(iv). 0.536 atau 53.60%

(b). Lakaran lengkung beban, sila rujuk pensyarah anda atau (UNIT9 / 22-23)


32/32


(i). 970 kW

(ii). 4300 kWh, 550 kWh, 1230 kWh, 4460 kWh

(iii). 0.224, 0.458, 0.512, 0.372(iv). 0.452

9sistem penjanaan elektrik

Documents