Oleh: Arif Fajar Utomo
Selamat
malam dan apa kabar semua? Semoga kita semua berada dalam keadaan yang sehat
dan fit serta terhindar dari kegalauan yang mungkin rentan datang di malam
minggu yang cerah ini. Kembali lagi dengan edisi #15HariCeritaEnergi dimana
dalam kesempatan mala mini kita akan mencoba belajar untuk mengenal lebih dekat
dengan pembangkit listrik tenaga air atau hydropower
yang merupakan singkatan dari hydroelectric
power. Siap? Here we go!
Pendahuluan
Pembangkit
listrik tenaga air atau yang biasa disingkat dengan PLTA merupakan pembangkit
listrik terbarukan yang mengkonversikan energi aliran air menjadi daya listrik.
Energi ini dikategorikan sebagai energi terbarukan karena siklus atau aliran
air ini selalu diperbarui dan disokong oleh adanya matahari lewat proses
evaporasi (sumber: water.usgs.gov) seperti yang telah pelajari siklusnya dalam
kelas sekolah dasar.
Skema Siklus Air - sumber: The Global Water Cycle has Intensified, M. Owen |
PLTA
merupakan salah satu sumber energi terbarukan yang perkembangannya paling di
depan di dunia dengan porsi sebesar 71% dari total energi terbarukan yang telah
dikembangkan dengan kapasitas total sebesar 1.064 GW pada tahun 2016 atau
setara dengan 16,4% dari total kebutuhan energi listrik dalam skala global
(sumber: worldenergy.org). Hal ini tidak mengherankan mengingat bahwa air
merupakan komponen terbanyak dari Bumi, selain itu PLTA merupakan salah satu
bentuk energi terbarukan yang dinilai paling konsisten keberadaannya dan
fleksibel dalam pengembangannya. Negara-negara yang memimpin dalam pengembangan
pembangkit listrik tenaga air dunia diantaranya adalah Cina, Amerika, Brazil,
Kanada, India, dan Rusia. Untuk lebih jauhnya, berikut data grafik untuk sepuluh
negara pengembang pembangkit listrik tenaga air terbesar di dunia menggunakan
skala Mtoe atau Million Tonne Equivalent
of Oil yang berarti dalam unit produksi energi yang setara dengan 1 juta ton minyak:
10 Negara Pengembang PLTA Terbesar di Dunia - sumber: World Energy Council |
Mekanisme Pembangkit Listrik Tenaga Air Bekerja
Lalu, bagaimanakah pembangkit
listrik tenaga air ini bekerja? Dalam sejarahnya, penggunaan energi kinetik dari
air sebenarnya banyak dimanfaatkan untuk tenaga penggerak penggilingan seperti
dalam penggilingan biji-bijian. Dari penggunaan inilah, pengembangan pembangkit
listrik tenaga air terinsiprasi untuk menggunakan energi kinetik air untuk
menggerakkan turbin yang kemudian mengkonversikannya menjadi energi listrik dengan
prinsip yang sama seperti penggilingan. Turbin yang digunakan dalam PLTA ini
terhubung dengan generator elektromagnetik yang kemudian menghasilkan energi
listrik ketika turbin berputar (sumber: e-education.psu.edu) – prinsip elektromagnetik
yang digunakan sama dengan proses elektromangnetik yang telah dibahas dalam
artikel Pembangkit Listrik Tenaga Angin (link: disini) sehingga tidak akan
dibahas lagi dalam artikel ini.
Tipe Pembangkit Listrik Tenaga Air
Terdapat dua tipe utama
dalam pembangkit listrik tenaga air, yaitu dengan menggunakan bendungan dan dengan
menggunakan aliran sungai. Pembangkit listrik tenaga air dengan menggunakan
bendungan memanfaatkan energi potensial dari air bendungan untuk menghasilkan
energi listrik. Bendungan air ini berfungsi sebagai penahan aliran air sehingga
dapat meningkatkan ketinggian atau level air dalam bendungan. Level ketinggian
air yang dihasilkan oleh bendungan ini menyebabkan air bendungan memiliki
energi potensial dari gaya gravitasi dan berubah menjadi tenaga aliran air ketika
bendungan dibuka.
Skema PLTA dengan Bendungan - sumber: Hydropower 101, youtube.com |
Beberapa pembangkit
listrik tenaga air yang menggunakan bendungan ini dilengkapi dengan reservoir atau
penampung penyimpan air yang akan dipompakan kembali ke dalam bendungan. Hal
ini umum dilakukan terlebih jika kebutuhan akan pemenuhan daya listrik sangat
diperlukan. Setelah air dipompakan ke dalam bendungan, maka proses yang sama untuk
menghasilkan energi listrik akan terulang kembali.
Skema PLTA dengan Bendungan dan Reservoir Air di Bawah - sumber: Hydropower 101, youtube.com |
Tipe pembangkit listrik
tenaga air kedua adalah dengan pemanfaatan aliran sungai secara alami, umumnya
PLTA memanfaatkan sebagian porsi aliran sungai untuk dialirkan dan menggerakkan
turbin generator dari PLTA tersebut. Salah satu kelemahan dari tipe ini adalah
karena aliran air sungai sangat tergantung dalam proses alami, maka memiliki
faktor diskontinuitas dalam segi debit aliran sungai.
Skema PLTA dengan Aliran Sungai - sumber: Hydropower 101, youtube.com |
Sementara dalam pengklasifian
jenis dan tipe pembangkit listrik tenaga air berdasarkan ukuran kapasitasnya, PLTA
digolongkan menjadi tiga kapasitas yaitu kapasitas besar dengan kapasitas daya
lebih dari 30 Megawatt, kapasitas kecil dengan kapasitas daya antara 100
Kilowatt hingga 30 Megawatt, dan kapasitas mikro dengan kapasitas daya kurang
dari 100 Kilowatt (sumber: Hydroelectric
in Renewable Energy, A. Chambers)
Keuntungan dan Kelemahan Pembangkit Listrik
Tenaga Air
Seperti yang telah
dibahas dalam paragraf pendahuluan di atas, pembangkit listrik tenaga air
merupakan sumber energi terbarukan yang paling maju di dunia. Meskipun
demikian, pembangkit listrik tenaga air yang memiliki berbagai keunggulan
dibandingkan dengan segmen energi lain juga memiliki beberapa tantangan, apa
sajakah hal tersebut?
Keunggulan pembangkit
listrik tenaga air selain sebagai energi terbarukan yang bersih yang tidak
menghasilkan polusi lingkungan seperti halnya yang dihasilkan oleh pembakaran
energi fosil dalam menggerakkan turbin adalah merupakan energi terbarukan
dengan sumber energi yang domestik dan fleksibel dalam hal pengolahannya.
Meskipun pembangkit listrik tenaga air memiliki ketergantungan dalam proses
siklus air alami, namun hal ini dapat disiasati dengan adanya rekayasa teknik
seperti pembangunan bendungan dan juga pembangunan reservoir atau penampung air
di bawah aliran bendungan yang kemudian dapat dipompakan kembali ke atas
sehingga dapat menjaga aspek kontinuitas dalam produksi energi listrik dari
generator listrik tenaga air ini.
Adanya fasilitas
bendungan dan reservoir air ini juga dapat memberikan peluang usaha lain
seperti halnya dalam rekreasi air termasuk memberikan peluang bisnis bagi
perikanan lokal sekaligus juga berfungsi untuk menjaga suplai air dalam suatu
daerah dan sarana pengontrol atau pencegah terjadinya banjir (sumber:
environthonpa.org)
Adapun kekurangan dari
pembangkit listrik tenaga air ini salah satunya adalah faktor lingkungan dimana
dengan keberadaan bendungan sebagai penahan aliran air dapat mempengaruhi
populasi ikan yang bermigrasi lewat aliran sungai. Namun upaya mitigasi ini
telah dipikirkan dengan cara memasang fasilitas pembantu atau pengarah ikan
seperti pengadaan jalur khusus yang terpisah dengan jalur turbin atau dengan
bantuan manual yang mengandalkan penangkapan ikan dan kemudian
ditransportasikan menggunakan truk.
Kekurangan lain dari
pembangkit listrik tenaga air adalah pengaruhnya terhadap kualitas dan aliran
air. Pembangkit listrik tenaga air yang menggunakan bendungan akan membuat
aliran air terhenti yang kemudian akan mengurangi pasokan oksigen dalam air
yang dibutuhkan bagi biota-biota air khususnya oleh ikan. Masalah ini juga
telah dimitigasi dengan penggunaan berbagai teknik aerasi dalam bendungan
ataupun reservoir air yang diperlukan dalam pembangkit listrik tenaga air.
Diantara kekurangan-kekurangan
pembangkit listrik tenaga air yang terkait dengan faktor lingkungan atau
biologis ini, terdapat salah satu kekurangan utama yang dapat mempengaruhi
performa atau kinerja dari PLTA – yaitu adanya kekeringan air (sumber: Advantages and Disadvantages of Hydropower,
US Department of Energy). Kekeringan air seperti yang disebabkan oleh musim
kemarau berkepanjangan ataupun adanya gangguan dalam siklus air, akan
menyebabkan pasokan aliran air berkurang dan tidak dapat mencukupi kebutuhan
ketinggian air yang diperlukan untuk memberikan gaya gravitasi dalam energi
kinetiknya untuk memutar turbin dalam pembangkit listrik tenaga air atau lebih
parah, tidak memenuhi ketinggian air minimal yang diperlukan untuk dialirkan ke
dalam turbin pembangkit listrik tenaga air sehingga tidak dapat memutar turbin
generator sama sekali.
#15HariBerceritaEnergi didukung oleh Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral sebagai bentuk upaya dalam mengkampanyekan energi terbarukan dan konservasi energi.
No comments:
Post a Comment