pembahasan dan seterusnya

8/16/2019 Pembahasan Dan Seterusnya

1/17

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar BelakangSemua kegiatan yang dilakukan oleh makhluk hidup termasuk manusia dalam

kehidupan sehari-hari pasti memerlukan energi,baik besar maupun kecil sehingga energi

dianggap salah satu dari faktor penting untuk menunjang kehidupan di alam semesta.

Secara umum pengertian energi adalah kemampuan/kekuatan/tenaga/atau power yang

terdapat dalam suatu benda, baik benda hidup maupun benda mati. ungsi energi adalah

untuk melakukan suatu pekerjaan atau akti!itas. Selain itu,energi tidak bisa diciptakan

tetapi juga tidak bisa dimusnahkan dan juga bisa berubah bentuk dari satu bentuk ke

bentuk yang lain. "leh sebab itu,energi bersifat kekal. #al ini merupakan bunyi dari

hukum kekekalan energi yang disebut dengan hukum termodinamika. $nergi memiliki

sifat menempati ruang dan dimiliki oleh setiap benda yang bermassa. Salah satu jenis

energi adalah energi air.

$nergi air adalah energi yang telah dimanfaatkan secara luas di %ndonesia yang

dalam skala besar telah digunakan sebagai pembangkit listrik. Beberapa perusahaan di

bidang pertanian bahkan juga memilki pembangkit listrik sendiri yang bersumber dari

energi air. &i masa mendatang untuk pembangunan pedesaan termasuk industri kecil

yang jauh dari jaringan listrik nasional, energi yang dibangkitkan melalui sistem

mikrohidro diperkirakan akan tumbuh secara pesat. 'otensi air sebagai sumber energi

terutama digunakan sebagai penyedia energi listrik melalui pembangkit listrik tenaga air

maupun mikrohidro. 'otensi tenaga air di seluruh %ndonesia diperkirakan sebesar ()*+

. 'otensi ini dapat dimanfaatkan untuk pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas

00 ke atas dengan jumlah sekitar +00. Banyaknya sungai dan danau air tawar yang ada di %ndonesia merupakan modal awal untuk pengembangan energi air ini.

1amun eksploitasi terhadap sumber energi yang satu ini juga harus memperhatikan

ekosistem lingkungan yang sudah ada.

'emanfaatan energi air pada dasarnya adalah pemanfaatan energi potensial

gra!itasi. $nergi mekanik aliran air yang merupakan transformasi dari energi potensial

gra!itasi dimanfaatkan untuk menggerakan turbin atau kincir. 2mumnya turbin

digunakan untuk membangkitkan energi listrik sedangkan kincir digunakan untuk

pemanfaatan energi mekanik secara langsung. 'ada umumnya untuk mendapatkan

1


2/17

energi mekanik aliran air ini, perlu beda tinggi air yang diciptakan dengan

menggunakan bendungan. Akan tetapi dalam menggerakan kincir,aliran air pada sungai

dapat dimanfaatkan ketika kecepatan alirannya memadai.

'embangkit air mikrohidro mengacu pada pembangkit listrik dengan skala di

bawah 00 kw. Banyak daerah pedesaan di %ndonesia yang dekat dengan aliran air

sungai yang memadai untuk pembangkit listrik pada skala yang demikian. &iharapkan

dengan memanfaatkan potensi yang ada di desa-desa tersebut dapat memenuhi

kebutuhan energinya sendiri dalam mengantisipasi kenaikan biaya energi atau kesulitan

jaringan listrik nasional untuk menjangkaunya.

B. 3ujuan• emenuhi salah satu tugas mata pelajaran isika

• emberikan wawasan mengenai energi air

• emberikan wawasan mengenai cara memanfatkan energi air dalam kehidupan

4. anfaatakalah ini dapat menambah wawasan pembaca mengenai salah satu macam

energi yaitu energi air. &engan mengetahui energi air. 'embaca dapat

memanfaatkan energi air dalam kehidupan dan mampu menciptakan teknologi baru

dari energi air yang bermanfaat untuk masa depan.

BAB II

PEMBAHASAN

A. 'engertin $nergi Air

2


3/17

Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada

air tersimpan energi potensial 5pada air jatuh6 dan energi kinetik 5pada air mengalir6.

3enaga air 5 Hydropower 6 adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. $nergi yang

dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun

energi listrik. 'emanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air

atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai.

$nergi #idro-electrik adalah energi air. Air bergerak menyimpan energi alami yang sangat

besar, $nergi ini dapat dimanfaatkan dan dikon!ersikan menjadi listrik, dan pembangkit

listrik tenaga air tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca. %ni juga merupakan sumber

energi terbarukan karena air secara terus menerus mengisi ulang melalui siklus hidrologi

bumi. Semua sistem hidro-electrik membutuhkan sumber air mengalir tetap, seperti sungai

atau anak sungai, tidak seperti tenaga matahari dan angin, tenaga ini dapat menghasilkan

tenaga terus menerus selama 7 jam setiap harinya.

B.8eunggulan &an 8elemahan $nergi Air

a6 8eunggulan3enaga air merupakan sumber energi yang jauh lebih stabil 5konstan6

dibandingkan dengan tenaga angin dan tenaga surya karena setelah bendungan

selesai dibangun listrik dapat diproduksi pada tingkat stabil. &an juga ketika

permintaan listrik tidak tinggi, mudah untuk menghentikan pembangkit listrik danmenjalankannya lagi di saat permintaan meningkat. Setelah bendungan dibangun,

mereka tidak hanya sangat efisien tetapi juga dirancang untuk bertahan dalam waktu

yang sangat lama, dengan biaya operasional dan pemeliharaan yang relatif rendah.

'embangkit listrik tenaga air sebenarnya merupakan salah satu sumber energi yang

paling dapat diandalkan, dan energi terbarukan yang paling efisien dalam menjamin

pasokan listrik secara konstan di berbagai belahan dunia.

'embangkit listrik tenaga air juga dapat memberikan kontribusi terhadap

pertumbuhan ekonomi di daerah tempat bendungan dibangun karena danau yang

terbentuk di belakang bendungan tidak hanya sering digunakan untuk tujuan irigasi

tetapi juga untuk pariwisata dan rekreasi dalam bentuk olahraga air, memancing,

berenang, berperahu, dan jenis rekreasi lainnya. &an tentu saja, pemanfaatan tenaga

air tidak menghasilkan limbah seperti pada beberapa sumber energi lain 5terutama

bahan bakar fosil dan energi nuklir6.

b6 8elemahan

3


4/17

8etika membicarakan kerugian tenaga air, banyak orang yang menunjuk

kerusakan lingkungan yang dapat terjadi sebagai hasil dari pembangunan bendungan.

isalnya bendungan tenaga air dapat mengganggu aliran alami sungai yang dapat

memiliki banyak dampak negatif pada ekosistem sungai. 9ika bendungan yang

dibangun benar-benar besar, hal ini dapat menyebabkan erosi, tanah longsor dan

kerusakan geologi yang serius 5kasus ini terjadi pada pembangunan 3hree :orges

&am di 4ina dan #oo!er &am di Amerika Serikat6. #al ini juga dapat menyebabkan

banjir, dan kadang-kadang masyarakat setempat bahkan harus meninggalkan rumah

mereka 5ini yang terjadi pada 3hree :orges &am yang mengakibatkan ,7 juta

orang mengungsi karena banjir serius6. Bendungan pembangkit listrik tenaga air juga

dapat mengubah tingkat aliran, pola aliran, suhu air, yang kesemuanya dapat

memberikan efek yang sangat berbahaya terhadap satwa liar.

8ekurangan tenaga air dari segi ekonomi meliputi biaya awal yang sangat

besar untuk membangun bendungan untuk pembangkit listrik tenaga air, yang berarti

bahwa pembangunan pembangkit listrik tenaga air harus beroperasi setidaknya

selama beberapa dekade sebelum mulai membawa keuntungan. 9uga, di saat

kekeringan ketika tidak ada air yang cukup, tenaga air tidak bisa menghasilkan

energi listrik

4. 'emanfaatan $nergi Air

1. PLTA

Pengertian PLTA

'embangkit Listrik 3enaga Air adalah salah satu pembangkit yang memanfaatkan

potensial aliran air yang kemudian diubah menjadi energi listrik. $nergi listrik ini biasa

disebut sebagai hidroelektrik. 'embangkit listrik ini bekerja dengan cara mengubah energi

dari potensial aliran air menjadi energi mekanik 5dengan turbin air6 dan dari energi mekanik

menjadi energi listrik 5dengan bantuan generator6. 8emudian energi listrik tersebut

dialirkan melalui jarngan-jaringan yang telah dibuat, hingga akhirnya energi listrik tersebutsampai pada konsumen. 'ada :ambar . menunjukan secara skematis bagaimana potensi

tenaga air, yaitu sejumlah air yang terletak pada ketinggian tertentu diubah menjadi tenaga

mekanik oleh turbin air.

4


5/17

:ambar skema aliran air menuju turbin

Komponen – komponen PLTA

a.8olam 3ando 5reser!oir6

8olam tando 5reser!oir6 atau waduk adalah tempat yang digunakan untuk

menampung air yang kemudian akan disalurkan menuju turbin. Sumber air waduk

terutama berasal dari aliran permukaan dtambah dengan air hujan langsung.

:ambar 8olam tando 5reser!oir6

Berdasarkan fungsinya, waduk diklasifikasikan menjadi dua jenis yaitu ;

.aduk eka guna 5single purpose6 aduk eka guna adalah waduk yang dioperasikan untuk

memenuhi satu kebutuhan saja, misalnya untuk kebutuhan air irigasi, air baku atau 'L3A.

'engoperasian waduk eka guna lebih mudah dibandingkan dengan waduk multi guna

dikarenakan tidak adanya konflik kepentingan di dalam. 'ada waduk eka guna

pengoperasian yang dilakukan hanya mempertimbangkan pemenuhan satu kebutuhan.

7.aduk multi guna 5multi purpose6 aduk multi guna adalah waduk yang berfungsi untuk

memenuhi berbagai kebutuhan, misalnya waduk untuk memenuhi kebutuhan air, irigasi, air baku dan 'L3A. 8ombinasi dari berbagai kebutuhan ini dimaksudkan untuk dapat

mengoptimalkan fungsi waduk dan meningkatkan kelayakan pembangunan suatu waduk .

b. &am

&am adalah suatu bangunan menahan laju air sehingga mencapai ketinggian tertentu

agar menghasilkan energi yang besar saat air dialirkan. &am berfungsi untuk

menampung air dalam jumlah besar karena turbin memerlukan pasokan air yang cukup

dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi untuk pengendalian banjir.

5


6/17

Gambar Dam pada sebuah PLTA

c. %ntake building

%ntake digunakan untuk mengatur banyaknya air yang masuk menuju pipa pesat.

:ambar %ntake Building sebuah 'L3A

d.4ontrol :ate

4ontrol gate adalah komponen pembangkit listrik tenaga air untuk mengatur debit atau

besar/kecilnya aliran air yang masuk menuju turbin. 4ontrol gate dapat dibuka dan ditutup

sesuai waktu operasi ataupun jika terjadi masalah pada turbin atau komponen lain.

6


7/17

Gambar Control Gate sebuah PLTA

e.'ipa pesat 5'enstock6

'enstock adalah pipa tempat mengalirnya air bertekanan tinggi karena perbedaan

gra!itasi. 'enstock dipasang dengan kedudukan !ertikal ini digunakan untuk mengalirkan

air dari kolam tando 5reser!oir6 menuju ke turbin.

:ambar 'ipa 'esat 5'enstock6

f. 3urbin

3urbin merupakan alat yang digunakan untuk mengkon!ersi energi kinetik menjadi energi

mekanik. &imana sistem kerja dari turbin adalah ketika ada suatu aliran air yang cukup

kencang, dan aliran air tersebut menabrak dan kemudian mendorong sudu-sudu secara

kontinyu akibatnya turbin tersebut berputar. 3urbin air dikembangkan pada abad < dan

digunakan secara luas untuk pembangkit tenaga listrik. $nergi mekanis diubah dengan

generator listrik menjadi tenaga listrik. 4ontoh macam-macam turbin;

7


8/17

• 3urbin 8aplan

= 3urbin rancis

=3urbin Bankie

• 3urbin 'elton

Berdasarkan prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial air menjadi energi

mekanis, turbin air dibedakan menjadi dua kelompok yaitu ;

6 3urbin impuls

76 3urbin reaksi

6 3urbin %mpuls

$nergi potensial air diubah menjadi energi kinetik pda no>le. Air keluar no>le yang

mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah

kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum 5impulse6. Akibatnya roda

turbin akan berputar. 3urbin impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang

keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua

energi tinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi

kecepatan.

76 3urbin ?eaksi

Sudu pada turbin reaksi mempunyai profil khusus yang menyebabkan terjadinya penurunan

tekanan air selama melalui sudu. 'erbedaan tekanan ini memberikan gaya pada sudusehingga runner 5bagian turbin yang berputar6 dapat berputar. 3urbin yang bekerja

8


9/17

berdasarkan prinsip ini dikelompokkan sebagai turbin reaksi. ?unner turbin reaksi

sepenuhnya tercelup dalam air dan berada dalam rumah turbin.

g. :enerator

:enerator merupakan alat yang digunakan untuk memproduksi energi listrik dari sumber

energi mekanik. 3enaga mekanik dapat berasal dari panas, air, uap, dan lain @ lain. $nergi

listrik yang dihasilkan oleh generator dapat berupa listrik A4 maupun &4. #al tersebut

tergantung dari konstruksi generator yang dipakai oleh pembangkit tenaga listrik.

:ambar :enerator pada suatu pembangkit

&aya yang dibangkitkan generator yang diputar oleh turbin air adalah; ' k .#

. .CkD

keterangan; ' daya C8wD

# tinggi terjun air CmeterD

debit air CmE/detikD

F efisiensi turbin dan generator

k konstanta

8onstanta k dihitung berdasarkan pengertian bahwa daya kuda () kgm/detik dan daya

kuda 0,(E* 8w sehingga apabila ' ingin dinyatakan dalam k, sedang tinggi terjun #

dinyatakan dalam meter dan debit air dinyatakan dalam mE/detik, maka;

h. &raft tube

9


10/17

&raft tube merupakan saluran di!ergen kedap udara untuk membawa air keluar dari sudu

turbin menuju ke tail race. Secara bertahap meningkatkan penampang draft tube membantu

untuk mengubah energi kinetik air keluar menjadi energi tekanan.

:ambar &raft 3ube

i. 3ail race / "utflow

8analuntuk mengarahkan aliran air kembali ke saluran irigasi / sungai yang berasal dari

draf tube untuk pemanfaatan lebih lanjut.

Gambar Talra!e sebuah PLTA

Prinsip Kerja PLTA

1"


11/17

Sistem 'L3A bekerja dengan cara aliran sungai dibendung di bendungan besar agar terjadi

penimbunan air sehingga terjadi kolam tando. Selanjutnya air dari kolam tando dialirkan ke

bangunan air 'L3A melalui pipa pesat untuk menggerakkan turbin yang menyebabkan rotor

generator ikut berputar juga karena rotor turbin seporos dengan rotor dari generator.

&engan adanya penimbunan air terlebih dahulu dalam kolam tando, maka pada musimhujan di mana debit air sungai besarnya melebihi kapasitas penyaluran air bangunan air

'L3A, air dapat ditampung dalam kolam tando. 9ika terjadi kelebihan air pada &A, maka

petugas 'L3A biasanya memperbesar aliran air ke sungai dengan membuka pintu air.

1amun jika kekurangan, aliran sungai akan diperkecil. #al ini bertujuan untuk menjaga

ketinggian air &A. enomena seperti ini biasanya terjadi ketika puncak musim kemarau

tiba.

&A yang ada harus memiliki perbedaan ketinggian dengan turbin. Semakin tinggi

perbedaan ketinggiannya, maka semakin besar pula daya listrik yang dihasilkan generator.

2ntuk menghubungkan antara &A dengan turbin, digunakan pipa besar dengan diameter yang menyesuaikan debit air yang akan dialirkan. 'ipa ini dinamakan dengan pipa pesat

5penstock 6. Semakin besar diameter, maka semakin besar pula debit air yang dialirkan..

'ada musim kemarau di mana debit air sungai lebih kecil dari pada kapasitas

penyaluran air bangunan air 'L3A, selisih kekurangan air ini dapat di atasi dengan

mengambil air dari timbunan air yang ada dalam kolam tando. %nilah keuntungan penggunaan kolam tando pada 'L3A. #al ini tidak dapat dilakukan pada 'L3A run off ri!er.

1amun, biaya pembangunannya mahal karena kolam tando memerlukan bendungan yang

besar dan juga memerlukan daerah genangan yang luas.

. Prinsip Peman!aatan Mikro"i#ro

Air dari sungai dibendung, kemudian dialirkan melalui parit. Sebagian air dialirkan

ke dalam bak penampungan dan sebagian lagi di alirkan untuk keperluan irigasi. Air dalam

bak penampungan kemudian di saring dan dialirkan ke dalam bak penenang. Bak penenang berfungsi untuk menenangkan air agar tidak terjadi kumparan air yang dapat menyebabkan

11


12/17


13/17

:ambar . 8incir air "!ershot

8incir air o!ershot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudu-sudu sisi

bagian atas, dan karena gaya berat air roda kincir berputar. 8incir air o!ershot adalahkincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air yang lain.

• 8euntungan

G 3ingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai +)H.

G 3idak membutuhkan aliran yang deras.

G 8onstruksi yang sederhana.

G udah dalam perawatan.

G 3eknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir

• 8erugian

G 8arena aliran air berasal dari atas maka biasanya reser!oir air atau bendungan air,

sehingga memerlukan in!estasi yang lebih banyak.

G 3idak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.

G embutuhkan ruang yang lebih luas untuk penempatan.

G&aya yang dihasilkan relatif kecil.

76 8incir Air 2ndershot

8incir air undershot bekerja bila air yang mengalir,

menghantam dinding sudu yang terletak pada

bagian bawah dari kincir air. 8incir air tipe

undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan

dari head.3ipe ini cocok dipasang pada perairan

dangkal pada daerah yang rata. 3ipe ini disebut

juga dengan IJitru!ianI. &isini aliran air

berlawanan dengan arah sudu yang memutarkincir.

13


14/17


15/17

6 8incir Air 3ub

:ambar 8incir air Breastshot

8incir air 3ub merupakan kincir air yang

kincirnya diletakkan secara horisontal dansudu-sudunya miring terhadap garis !ertikal,

dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada

tipe o!ershot maupun tipe undershot. 8arena

arah gaya dari pancuran air menyamping

maka, energi yang diterima oleh kincir yaitu

energi potensial dan kinetik.

! 8euntungan

G emiliki konstruksi yang lebih ringkas

G 8ecepatan putarnya lebih cepat

! 8erugian

G 3idak menghasilkan daya yang besar

G 8arena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yanglebih teliti.

BAB III

PENUTUP

A. 8esimpulan

Air merupakan kebutuhan pokok manusia . air juga dapat digunakan sebagai

energi alternatif untuk menggantikan bahan bakar kon!ensional. $nergi air digunakan untuk mengurangi penggunaan bakar yang mengakibatkan kerusakan

lingkungan akibat emisi karbondioksida yang tinggi,yang berkontribusi besar

terhadap pemanasan global . dalam pemanfaatannnya energi air juga memiliki

kelebihan dan kekurangan sehingga harus dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya

untuk keperluan hidup dengan tidak merusak ekosistem lingkungan.

'emanfaatan energi air diantaranya 'L3A 5 pembangkit listrik tenaga

air6.komponen-komponen 'L3A yaitu ; turbin,generator,kolam tando,dam,intake

building,control date,pipa pesat,draft tube,tal race5outflow6.pemanfaatan yang kedua

yaitu dengan prinsip mikrohidro, dan yang ketiga yaitu dengan kincir air.

15


16/17

B. Saran

&emi kesempurnaan makalah ini, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat

kami harapkan, agar makalah ini dapat menjadikan suatu pedoman untuk kalangan umum.

8ami sebagai penyusun memohon maaf atas segala kekurangan dan kesalahan dalam

penyusunan makalah ini. Atas kritik, saran, dan perhatiannya 8ami ucapkan terimakasih.

16


17/17

Da!tar p%staka

http;//web.ipb.ac.id/Ktepfteta/elearning/media/$nergiH70danH70Listrik

H70'ertanian/A3$?%H70$BH70$L'/BabH70JH70$1$?:%H70A%?/indeAir.htm

http;//www.indoenergi.com/707/0/keunggulan-dan-kelemahan-energi-air.html

http;//febri-fisika.blogspot.co.id/70//energi-air.html

http;//www.academia.edu/

pembahasan dan seterusnya

Documents