Prinsip kerja PLTD

Di Indonesia terdapat banyak jenis pembangkit listrik, antara lain PLTA, PLTU, PLTG, PLTB, PLTP, PLTS, dan PLTD. PLTD artinya Pembangkit Listrik Tenaga Diesel yang akan menjadi pembahasan utama dalam kesempatan kali ini.

Meski penggunaannya tidak semasif Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) dan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), PLTD sangat membantu masyarakat di wilayah yang tidak terjangkau oleh pembangkit listrik lain, misalnya di Karimunjawa serta pedalaman Kalimantan.

Table of Contents

PLTD Artinya

Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) – ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover). Prime mover merupakan peralatan yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator. Mesin diesel sebagai penggerak mula PLTD berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.

Motor diesel dapat disebut sebagai motor penyalaan kompresi atau compression ignition engine. Nama ini diberikan karena mesin diesel menyalakan bahan bakar dengan cara menyemprotkannya ke ruangan bertekanan udara serta bersuhu tinggi.

Perlu diketahui bahwa selain motor diesel, ada juga motor yang berbahan bakar bensin. Namun cara kerjanya berbeda, yaitu menggunakan bunga api listrik untuk menyalakan bahan bakar sehingga disebut dengan spark ignition engine atau motor penyalaan bunga api.

Gas buang dari mesin diesel tidak mengandung begitu banyak komponen pencemar udara. Konsumsi bahan bakarnya juga 25% lebih rendah dibandingkan motor bensin sehingga biaya operasionalnya lebih murah. Inilah salah satu alasan kenapa mesin diesel digunakan sebagai pembangkit listrik.

Bagian utama PLTD

Dari gambar di atas dapat kita lihat bagian-bagian dari Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD), yaitu :

Tangki penyimpanan bahan bakar, ini digunakan untuk menampung bahan bakar sementara waktu sebelum dialirkan ke dalam silinder saat proses pembakaran.
Penyaring bahan bakar untuk memfilter air serta kotoran yang mungkin saja terdapat di dalam bahan bakar. Penyaringan dilakukan supaya tidak terjadi penyumbatan aliran bahan bakar serta mengurangi risiko munculnya gangguan pada mesin diesel.
Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar yang disaring dan siap untuk disemprotkan ke dalam silinder)
Pengabut atau nozzle, bagian ini berguna untuk mengubah bentuk bahan bakar menjadi kabut agar tercampur oksigen sehingga lebih mudah terbakar di dalam silinder
Mesin diesel yang melakukan proses pembakaran sehingga menghasilkan energi mekanik
Turbo charger berfungsi untuk meningkatkan kinerja mesin diesel itu sendiri
Penyaring gas pembuangan untuk memfilter gas buang sehingga tidak terlalu kotor dan mencemari lingkungan ketika dilepaskan ke udara bebas
Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring)
Generator untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
Trafo berfungsi menurunkan tegangan listrik sebelum didistribusikan
Saluran transmisi untuk mentransmisikan atau menyalurkan listrik yang dihasilkan oleh generator atau pembangkit menuju distribution station.

Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Diesel

Untuk mengetahui bagaimana pembangkit listrik tenaga diesel atau PLTD bekerja, silakan simak penjelasan yang akan diberikan di bawah ini.

1. Persiapan Bahan Bakar

Prinsip kerja PLTD – Bahan bakar di dalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan ke dalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan di dalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke Pengabut (nozzel), di sini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut.

Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari daily tank dipompakan ke convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya. Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan ke dalam tangki udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Di dalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.

2. Udara Dimasukkan ke Ruang Bakar

Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan ke dalam ruang bakar (combustion chamber). Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk BBM) kemudian diinjeksikan ke dalam ruang bakar (combustion chamber).

combustion chamber PLTD — Combustion chamber PLTD

3. Proses Pembakaran

Di dalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm), sehingga temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan menyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.

Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakar dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.

Proses reciprocating PLTD — Proses pergerakan bolak balik (reciprocating) pada torak PLTD

4. Perubahan Energi Mekanik Menjadi Energi Listrik

Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl). Gaya gerak listrik yang terbentuk di sini merupakan bentuk hukum Faraday yang terjadi di dunia nyata.

Adapun bunyi hukum Faraday adalah sebagai berikut:

Jika terdapat penghantar (konduktor) listrik berada di dalam medan magnet yang terus berubah serta memotong garis gaya magnetnya, maka konduktor akan diinduksi oleh gaya gerak listrik (GGL).

5. Penyesuaian Tegangan Listrik oleh Trafo

Pada langkah sebelumnya, listrik dihasilkan oleh generator dengan mengubahnya dari energi mekanis. Namun listrik yang dihasilkan ini perlu disesuaikan lagi tegangannya agar energinya bisa sampai ke beban dengan baik.

Trafo step up digunakan pada tahap ini untuk meningkatkan nilai tegangan listrik. Trafo bekerja menggunakan hukum Faraday dan hukum Ampere di mana arus listrik bisa membuat medan magnet serta medan magnet bisa menghasilkan arus listrik.

Ketika satu sisi kumparan trafo dialiri dengan listrik arus bolak balik (AC), garis gaya magnet yang berubah-ubah pun akan terbentuk sehingga terjadi induksi di kumparan. Pada beberapa trafo, kumparan sekunder memiliki inti yang sama seperti kumparan primer.

Pada trafo seperti ini, induksi juga terjadi di sisi sekunder. Karena peristiwa ini, terjadilah perbedaan tegangan di antara dua ujung kumparan.

6. Transmisi Listrik

Setelah tegangan listrik disesuaikan ke angka tertentu, listrik siap untuk ditransmisikan atau dikirimkan menuju beban. Setelah sampai ke beban, tegangan listrik perlu disesuaikan kembali. Kali ini, trafo yang digunakan adalah step down.

Trafo step down memiliki kumparan primer yang lebih banyak dibandingkan kumparan sekunder. Dengan begitu, tegangan listrik diturunkan dan siap untuk didistribusikan menuju rumah-rumah penduduk.

Jadi, transmisi listrik dari PLTD terbagi ke dalam dua jalur berbeda. Listrik bertegangan tinggi dari PLTD akan disalurkan terlebih dahulu ke pusat-pusat beban dalam jumlah besar. Kemudian saluran distribusi digunakan untuk menyalurkan listrik tegangan rendah ke para pengguna.

Umumnya, generator pada PLTD mampu menghasilkan listrik bertegangan 6.000 hingga 20.000 Volt. Dengan bantuan transformator, tegangan dinaikkan menjadi 150.000 – 500.000 Volt. Saluran Tegangan Tinggi menurunkan tegangan subtransmisi 70.000 Volt.

Dari Gardu Induk, listrik dialirkan ke Trafo Distribusi dan tegangannya diubah ke level menengah, yaitu 20.000 Volt. Dari Trafo Distribusi, tegangan listrik diturunkan lagi menjadi 220 atau 380 Volt dan dialirkan ke pengguna akhir.

Sumber: http://p3mb4ngk1t.blogspot.com, https://id.wikipedia.org/wiki/Pembangkit_listrik_termal

Artikel berkaitan: komponen utama dan komponen pendukung pada PLTD