Berdasarkan asal katanya optimasi merupakan sebuah usaha yang dilakukan untuk mengoptimalkan / memaksimalkan kinerja suatu perangkat atau suatu pekerjaan. Dalam hal ini yang dimaksud dengan optimasi hydro thermis yaitu pengoptimalan kerja pembangkit hydro dan pembangkit thermis agar bekerja secara maksimal dalam menangani maslah-masalah yang dihadapi pada system tenaga listrik, baik itu masalah efisiensi maupun nilai ekonomis. Dalam hal ini saya mengambil contoh untuk pembangkit listrik baik hydromaupun thermis yang berada di pulau jawa.
Pembangkit Hydro merupakan pembangkit yang dalam penggunaanya menggunakan tenaga Hydro ( air ) untuk menggerakan turbin, dalam hal ini PLTA, secara sederhana proses pembangkitan tenaga listrik menggunakan sumber daya air hanya sebatas air yang ditampung ( dalam hal ini waduk ) dialirkan ke bendungan agar tercipta sebuah air terjun buatan kemudia energi potensial yang timbul akibat jatuhnya air tersebut digunakan untuk menggerakkan kincir air yang selanjutnya putaran kincir air tersebut disambungkan keturbin yang kemudian memutarkan generator untuk mengkonversi tenaga mekanis menjadi tenaga listrik.
Beberapa karakteristik PLTA dalam kaitannya dengan optimasi pembangkit hydro:
1.pada saat pembangkitan tenaga listrik, pembangkit-pembangkit hydro tidak memerlukan waktu yang lama untuk menghasilkan tenaga listrik, dikarenakan operator tinggal membuka pintu air kemudian air masuk ke dalam sistem pengliran dan menggerakkan turbin.
2.dalam hal penghentian proses pembangkitan ( shut down ), pada PLTA waktu yang dibutuhkannya pun relatif singkat, dengan hanya menutup pintu air, otomatis segala proses pembangkitan tenaga listrik akan berhenti, mulai dari putaran turbin dan generator akan berangsur melemah, dan sampai pada akhirnya tidak berputar lagi hal ini terjadi dalam waktu yang cukup singkat.
Keuntungan pembangkitan menggunakan tenaga air :
1.tidak memerlukan bahan bakar, sehingga PLN dapat mengurangi biaya pembangkitan listrik. Karena bahan yang digunakan untuk proses pembangkitan tela tersedia di alam dalam jumlah yang sangat banyak.
2.pengaruh cuaca ( khususnya di indonesia ) tidak terlalu berpengaruh terhadap proses pembangkitan.
3.tidak terpengaruh oleh fluktuasi harga bahan bakar dunia, karenatidak menggunakan bahan bakar pada prosesnya.
4.biaya perawatan relatif murah dibandingkan dengan pembangkit thermis.
Kerugian :
1.pada saat pembangunan, Perusahaan Listrik biasanya terbentur dengan masalah pembebasan lahan yang akan dijadikan sebagai bendungan, dalam pembuatan sebuah bendungan lahan yang digunakan tidak cukup bermodalkan lahan 1 atau 2 hektar tanah, namun bisa mencapai berpuluh-puluh hektar bahkan ratusan hektar.
2.pembuatan lahan untuk bendungan, dipilih lahan-lahan yang memang memiliki curah hujan yang cukup tinggi, hal ini dikarenakan terhadap ketersediaan air, yang menunjang proses pembangkitan tenaga listrik.
sedangkan yang dimaksud dengan pembengkit thermis adalah pembangkit yang dalam pengoperasiannya menggunakan tenaga panas untuk menghasilkan listrik, misalkan pembangkit listrik tenaga uap yang menggunakan batu bara sebagai bahan bakarnya, dalam hal ini saya mengambil contoh PLTU Suralay yangmenggunakan bahan bakar batu bara. Proses kerjanya menggunakan air dididihkan dalam sebuah bejana kemudian menghasilkan uap yang akhirnya digunakan untuk memutar turbin dan turbin menggerakkan generator sampai pada akhirnya menghasilkan tenaga listrik.
Beberapa karakteristik pembangkit thermis:
1.proses pembangkitan tenaga listrik relatif lama, karena harus menunggu sampai bahan bakar benar-benar menyal untuk menghasilkan panas yang maksimum agar didapat tenaga listrik yang maksimum juga.
2.proses penghentiannya pembangkitan, juga memerlukan waktu yang cukup lama. Karena meskipun api telah padam, namun bara api nya masih menyala, yang berakibat masih terdapat panas yang berpotensi mendidihkan air.
Keuntungan pembangkit thermis :
1.pembuatannya tidak terbentur kepada masalah pembebasan lahan, karena lahan yang digunakan relatif sedikit.
2.daya yang dibangkitkan relatif besar
contoh : PLTU Suralaya membangkitkan 3.212 MW
kelemahan pemabngkit thermis:
1.proses pembangkitan terpengaruh oleh cuaca, PLTU suralaya menggunakan bahan bakar yang disuplai dari bukit asam sumatera, jika kondisi cuaca sedang tidak bersahabat, maka proses pendistribusian bahan bakar akan terganggu
2.biaya perawatan relatif legih mahal, karena dalam pembangkitan alat-alat / saluran terhubung dengan panas sehingga memerlukan perawatan yang ekstra.
Berdasarkan data karakteristik masing-masing pembangkit diatas dan dalam kaitannya dengan optimasi pembangkit hydro thermis selanjutnya kita harus mengetahui penggunaan masing-masing pembangkit agar tercapai tujuan yang telah disebutkan yaitu optimasi.
Pembangkit hydro lebih cocok digunakan untuk menangani beban puncak, beban puncak sendiri terjadi pada jam 17.00 – 22.00 dimana pada saat itu seluruh aktivitas terpusat pada rumah masing-masing penduduk, dan hampir semua penduduk menggunakan seluruh peralatan elektroniknya. Mengapa harus pembangkit hydro bukan pembangkit thermis yang digunakan?? Seperti yang telah disebutkan diatas bahwasannya pembangkit hydro memerlukan waktu untuk start up yang lebih cepat dibandingkan pembangkit thermis
Sedangkan pembangkit thermis lebih cocok untuk menghandle beban normal, dikarenakan dalam pengoperasiannya pembangkit thermis memerlukan waktu yang cukup lama.
Buat pembaca, Terima kasih atas perhatiannya.......
Senin, 27 April 2009
Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI ( PLTPB )
Oleh : Eka Kadarisman
Pend. Teknik Elektro
Universitas Pendidikan Indonesia
Panas bumi merupakan pemberian Tuhan YME kepada mahluknya. Segala pemberian Tuhan tidaklah diberikan tanpa tujuan, dengan adanya sumber daya alam yang dianugerahkan hendaknya dapat dimanfaatkan secara maksimal oleh manusia untuk kelangsungan hidup manusia itu sendiri.
Panas bumi merupakan sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah terjadi pada awal mula proses pembentukan bumi dan alam semesta ini. Reksi nuklir yang masih terjadi sampai saat ini adalah reaksi fusi nuklir yang terjadi pada matahari dan juga bintang yang tersebar di jagat raya ini dan menghasilkan panas yang berjuta derajat celcius.
Namun seiring berjalannya waktu, panas bumi pada permukaan bumi berangsur menghilang, tinggal pada perut bumi saja yang menghasilkan panas yang berupa magma, yang kemudian disebut dengan energi panas bumi.
Energi panas bumi telah digunakan oleh manusia sejak 2000 tahun sebelum masehi, panas yang digunakan berupa air panas sebagai panas untuk pengobatan, terutama sumber air panas yang mengandung garam dan belerang, sedangkan energi panas bumi yang digunakan sebagai pembangkit listrik baru digunakan di Italia pada tahun 1904, sejak saat itulah energi panas bumi mulai diarahkan secara komersil untuk pembangkit listrik.
Energi panas bumi adalah termasuk energi primer , namun energi primer di Indonesia tersedia dalam jumlah terbatas, dibandingkan dengan cadangan energi primer di dunia. Sebagai gambaran :
Cadangan minyak bumi
Indonesia 1,1 %
Timur tengah 70 %
Cadangan gas bumi
Indonesia 1-2 %
Rusia 25 %
Cadangan batu bara
Indonesia 3,1 %
Amerika utara 25 %
Cadangan energi panas bumi tidak akan habis, hanya saja energi panas bumi yang ada di Indonesia belum di manfaatkan secara optimal. Saat ini untuk daerah jawa barat baru PLTPB di Kamojang, Darajat, Gn. Salak – Jabar
yang baru beroperasi , karena berdasarkan hasil survey daerah di jawa barat yang memiliki potensi panas bumi terbesar hanya di lumajang, garut.
Energi panas bumi yang ada di Indonesia dikelompokan menjadi :
1.energi panas bumi uap basah
energi panas bumi yang ideal yaitu berupa uap kering, karena dapat digunakan langsung untuk menggerakan turbin, namun uap kering di indonesia sangat jarang di temukan yang ada hanya energi panas bumi uap basah, yaitu uap yang masih mengandung air, sehingga harus di pisahkan dulu antara air dan uap nya.
gambar 1: pembangkit listrik tenaga uap basah
pada mulanya energi yang muncul dari perut bumi bertekanan tinggi, namun pada saat mendekati permukaan bumi uap terpisah menjadi kira-kira 20 % uap dan 80 % air. Sehingga untuk mendapatkan uap, digunakan separator untuk memisahkan antara air dan uap. Uap yang telah terpisah digunakan untuk menggerakkan turbin, sedangkan airnya disuntikkan kembali kedalam tanah.
2.energi panas bumi air panas
air panas yang berasal dari perut bumi biasanya berupa air asin panas yang disebut ” brine ” dan mengandung banyak mineral, sehingga tidak dapat digunakan secara langsung karena dapat menyumbat pipa-pipa dalam sistem pembangkitan karena air asin bersifat korosif. Untuk dapat memanfaatkan energipanas bumi ini, digunakan sistem biner ( dua buah sistem utama ) yaitu wadah air panas sebagai sistem primernya dan penukar panas ( heat exchanger ) sebagai sistem sekundernya yang akan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin.
3.energi panas bumi ” batuan panas ”
energi panas bumi jenis ini berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi akibat berkontak dengan sumber panas bumi ( magma ), dalam pemanfaatannya untuk pembangkitan energi listrik yaitu dengan cara menyuntikkan air kedalam batuan tersebut, dan di usahakan untuk diambil lagi sebagai uap panas untuk menggerakkan turbin. Sumber energi batuan panas umumnya terdapat jauh di bawah permukaan bumi, sehingga untuk pemanfaatannya digunakan cara pengeboran yang khusus.
Penggunaan pans bumi sebagai salah satu sumber tenaga listrik memiliki banyak keuntungan di sector lingkungan maupun keonomi dibandingkan dengan sumber daya energi lain, misalnya batubara, minyak bumi, air dan sebagainya.
Kehandalan operasional pembangkit tenaga panas bumi akan terjaga, sebab fluida yang digunakan untuk penggeraknya akan selalu tersedia dan tidak akan mengalami penurunan jumlah.
Pada sector lingkungan, berdirinya pembangkit listrik tenaga panas bumi tidak akan mengurangi jumlah ketersediaan air tanah, karena sisa buangan air dapat disuntikan kembali kedalam tanahdidaerah itu juga, kemudian limbah yang dihasilkan tidak akan mencemari lingkungan karena limbahnya berupa air. Kemudian pengoperasian pembangkit itu sendiri tidak memerlukan bahan bakar, tidak seperti pembangkit yang lain menimbulkan gas buangan yang mencemari lingkungan.
Pada sector ekonomi, pengoperasian PLTPB yang tidak menggunakan sumber daya alam yang berasal dari fosil ( batu bara, minyak bumi,dan gas ) dapat meminimalkan penggunaan sumber daya tersebut, sehingga sumber daya alam tersebut dapat digunakan untuk kebutuhan yang lain, seperti dapt di ekspor untuk menambah devisa Negara.
Keuntungan yang lain yaitu sumber energi panas bumi tidak dapat digunakan jauh dari sumbernya, sehingga sumber tenaga ini tidak dapat dijual ke negar lain, jadi untuk pemanfaatannya hanya untuk Negara yang memiliki cadangan panas bumi yang tinggi saja. Dengan mengembangkan panas bumi sebesar 330 MW yang dihasilkan oleh panas bumi, Negara dapat menghemat minyak bumi sebesar 105 MM BBL.
Oleh : Eka Kadarisman
Pend. Teknik Elektro
Universitas Pendidikan Indonesia
Panas bumi merupakan pemberian Tuhan YME kepada mahluknya. Segala pemberian Tuhan tidaklah diberikan tanpa tujuan, dengan adanya sumber daya alam yang dianugerahkan hendaknya dapat dimanfaatkan secara maksimal oleh manusia untuk kelangsungan hidup manusia itu sendiri.
Panas bumi merupakan sisa panas dari hasil reaksi nuklir yang pernah terjadi pada awal mula proses pembentukan bumi dan alam semesta ini. Reksi nuklir yang masih terjadi sampai saat ini adalah reaksi fusi nuklir yang terjadi pada matahari dan juga bintang yang tersebar di jagat raya ini dan menghasilkan panas yang berjuta derajat celcius.
Namun seiring berjalannya waktu, panas bumi pada permukaan bumi berangsur menghilang, tinggal pada perut bumi saja yang menghasilkan panas yang berupa magma, yang kemudian disebut dengan energi panas bumi.
Energi panas bumi telah digunakan oleh manusia sejak 2000 tahun sebelum masehi, panas yang digunakan berupa air panas sebagai panas untuk pengobatan, terutama sumber air panas yang mengandung garam dan belerang, sedangkan energi panas bumi yang digunakan sebagai pembangkit listrik baru digunakan di Italia pada tahun 1904, sejak saat itulah energi panas bumi mulai diarahkan secara komersil untuk pembangkit listrik.
Energi panas bumi adalah termasuk energi primer , namun energi primer di Indonesia tersedia dalam jumlah terbatas, dibandingkan dengan cadangan energi primer di dunia. Sebagai gambaran :
Cadangan minyak bumi
Indonesia 1,1 %
Timur tengah 70 %
Cadangan gas bumi
Indonesia 1-2 %
Rusia 25 %
Cadangan batu bara
Indonesia 3,1 %
Amerika utara 25 %
Cadangan energi panas bumi tidak akan habis, hanya saja energi panas bumi yang ada di Indonesia belum di manfaatkan secara optimal. Saat ini untuk daerah jawa barat baru PLTPB di Kamojang, Darajat, Gn. Salak – Jabar
yang baru beroperasi , karena berdasarkan hasil survey daerah di jawa barat yang memiliki potensi panas bumi terbesar hanya di lumajang, garut.
Energi panas bumi yang ada di Indonesia dikelompokan menjadi :
1.energi panas bumi uap basah
energi panas bumi yang ideal yaitu berupa uap kering, karena dapat digunakan langsung untuk menggerakan turbin, namun uap kering di indonesia sangat jarang di temukan yang ada hanya energi panas bumi uap basah, yaitu uap yang masih mengandung air, sehingga harus di pisahkan dulu antara air dan uap nya.
gambar 1: pembangkit listrik tenaga uap basah
pada mulanya energi yang muncul dari perut bumi bertekanan tinggi, namun pada saat mendekati permukaan bumi uap terpisah menjadi kira-kira 20 % uap dan 80 % air. Sehingga untuk mendapatkan uap, digunakan separator untuk memisahkan antara air dan uap. Uap yang telah terpisah digunakan untuk menggerakkan turbin, sedangkan airnya disuntikkan kembali kedalam tanah.
2.energi panas bumi air panas
air panas yang berasal dari perut bumi biasanya berupa air asin panas yang disebut ” brine ” dan mengandung banyak mineral, sehingga tidak dapat digunakan secara langsung karena dapat menyumbat pipa-pipa dalam sistem pembangkitan karena air asin bersifat korosif. Untuk dapat memanfaatkan energipanas bumi ini, digunakan sistem biner ( dua buah sistem utama ) yaitu wadah air panas sebagai sistem primernya dan penukar panas ( heat exchanger ) sebagai sistem sekundernya yang akan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin.
3.energi panas bumi ” batuan panas ”
energi panas bumi jenis ini berupa batuan panas yang ada dalam perut bumi akibat berkontak dengan sumber panas bumi ( magma ), dalam pemanfaatannya untuk pembangkitan energi listrik yaitu dengan cara menyuntikkan air kedalam batuan tersebut, dan di usahakan untuk diambil lagi sebagai uap panas untuk menggerakkan turbin. Sumber energi batuan panas umumnya terdapat jauh di bawah permukaan bumi, sehingga untuk pemanfaatannya digunakan cara pengeboran yang khusus.
Penggunaan pans bumi sebagai salah satu sumber tenaga listrik memiliki banyak keuntungan di sector lingkungan maupun keonomi dibandingkan dengan sumber daya energi lain, misalnya batubara, minyak bumi, air dan sebagainya.
Kehandalan operasional pembangkit tenaga panas bumi akan terjaga, sebab fluida yang digunakan untuk penggeraknya akan selalu tersedia dan tidak akan mengalami penurunan jumlah.
Pada sector lingkungan, berdirinya pembangkit listrik tenaga panas bumi tidak akan mengurangi jumlah ketersediaan air tanah, karena sisa buangan air dapat disuntikan kembali kedalam tanahdidaerah itu juga, kemudian limbah yang dihasilkan tidak akan mencemari lingkungan karena limbahnya berupa air. Kemudian pengoperasian pembangkit itu sendiri tidak memerlukan bahan bakar, tidak seperti pembangkit yang lain menimbulkan gas buangan yang mencemari lingkungan.
Pada sector ekonomi, pengoperasian PLTPB yang tidak menggunakan sumber daya alam yang berasal dari fosil ( batu bara, minyak bumi,dan gas ) dapat meminimalkan penggunaan sumber daya tersebut, sehingga sumber daya alam tersebut dapat digunakan untuk kebutuhan yang lain, seperti dapt di ekspor untuk menambah devisa Negara.
Keuntungan yang lain yaitu sumber energi panas bumi tidak dapat digunakan jauh dari sumbernya, sehingga sumber tenaga ini tidak dapat dijual ke negar lain, jadi untuk pemanfaatannya hanya untuk Negara yang memiliki cadangan panas bumi yang tinggi saja. Dengan mengembangkan panas bumi sebesar 330 MW yang dihasilkan oleh panas bumi, Negara dapat menghemat minyak bumi sebesar 105 MM BBL.
Minggu, 26 April 2009
GEJALA KORONA PADA SISTEM TEGANGAN TINGGI
Artikel kali ini akan menjelaskan mengenai gejala-gejala pada sistem tegangan tinggi, diantaranya teori yang akan dibahas adalah gejala korona, pengaruh udara pada korona, dan tegangan kritis korona.
Gejala Umum
Dengan semakin besarnya energi listrik yang disalurkan melalui kawat transmisi, maka makin tinggi pula kerugiannya, Namun hal ini dapat diminimalkan dengan menaikkan tegangan dari kawat tersebut, seperti telah dijelaskan pada artikel tegangan transmisi dan rugi-rugi daya di sini. Akan tetapi dengan menaikkan tegangan kerja transmisi, akan timbul pula faktor-faktor lain yang dahulunya belum kelihatan dan masih diabaikan.
Adapun faktor-faktor itu diantaranya:
• Adanya gejala korona yang semakin menonjol, yang berakibat adanya kerugian energi dan gangguan RI (radio interference) yang sifatnya merugikan.
• Dengan semakin tingginya tegangan maka timbul persoalan mengenai isolasi kawat, bentuk tower dan mungkin prosedur pengoperasiannya yang berbeda.
• Timbulnya masalah isolasi pada alat-alat yang menyebabkan perubahan konstruksi sehingga perlu menyelidiki lebih lanjut mengenai bahan-bahan isolasi.
Semua hal tersebut diatas, mengakibatkan kenaikan investasi yang lebih tinggi sehingga diperlukan penyelidikan, penyesuaian konstruksi, operasi dan lain-lain. Sedangkan persoalan yang akan dibahas disini hanyalah masalah yang pertama, yaitu timbulnya gejala korona.
Gejala Korona
Elektron yang bebas bergerak diudara umumnya berasal dari radiasi radio-aktif yang terdapat di alam bebas dan juga dengan adanya sinar kosmik. Elektron-elektron yang posisinya dekat dengan kawat trasnmisi dipengaruhi oleh adanya medan listrik yang menuju ke atau menjauhi kawat tersebut.
Selama gerakannya ini, elektron yang melewati gradient medan listrik akan bertubrukkan dengan molekul dari udara, yang kemudian terjadi ionisasi pada molekul tersebut. Karena adanya ionisasi tersebut, maka akan terdapat ion positif dan elektron yang bebas, yang akan akan mendorong terjadinya ionisasi lanjutan. Proses ini berkelanjutan yang kemudian membentuk banjiran elektron (avalance).
Bilamana banjiran elektron ini melintasi dua kawat yang sejajar, maka ia akan menyebabkan terjadinya perubahan pembagian gradient tegangan-tegangan dari udara diantara kedua kawat tersebut dan penataan kembali dari gradient ini dapat menyebabkan harga tegangannya melampaui kekuatan (tegangan breakdown) dari udara. Ini akan menyebabkan terjadinya kegagalan dari sifat isolasi yang dimiliki oleh udara yang terletak disekitarnya.
Bilamana penataan kembali ini hanya menyebabkan sebagian perubahan potensial gradient dari udara, misalnya hanya daerah sekitar kawat saja yang mengalami perubahan, maka perubahannya terbatas hanya pada satu kawat saja.
Oleh karena itu korona disifatkan sebagai:
“Terjadinya suatu pelepasan muatan yang bermula pada permukaan dari suatu kawat bila nilai medan listrik pada permukaan kawat itu melampaui nilai tertentu”
Sedangkan nilai tertentu tersebut adalah harga medan listrik dimana pada saat itu mulai terjadinya pelepasan muatan ke udara sekitarnya. Gejala ini dapat terjadi pada segala macam kawat, tidak peduli seberapa besar diameter kawat tersebut, asalkan diberi tegangan yang cukup tinggi. Didalam prakteknya, hal ini akan terjadi bila tegangan antara kawat fasa melebihi 100 kV. Namun bisa saja pada tegangan dibawah itu dapat terjadi,korona asalkan syarat-syarat untuk terjadinya korona sudah terpenuhi.
dunia-listrik
Gejala Umum
Dengan semakin besarnya energi listrik yang disalurkan melalui kawat transmisi, maka makin tinggi pula kerugiannya, Namun hal ini dapat diminimalkan dengan menaikkan tegangan dari kawat tersebut, seperti telah dijelaskan pada artikel tegangan transmisi dan rugi-rugi daya di sini. Akan tetapi dengan menaikkan tegangan kerja transmisi, akan timbul pula faktor-faktor lain yang dahulunya belum kelihatan dan masih diabaikan.
Adapun faktor-faktor itu diantaranya:
• Adanya gejala korona yang semakin menonjol, yang berakibat adanya kerugian energi dan gangguan RI (radio interference) yang sifatnya merugikan.
• Dengan semakin tingginya tegangan maka timbul persoalan mengenai isolasi kawat, bentuk tower dan mungkin prosedur pengoperasiannya yang berbeda.
• Timbulnya masalah isolasi pada alat-alat yang menyebabkan perubahan konstruksi sehingga perlu menyelidiki lebih lanjut mengenai bahan-bahan isolasi.
Semua hal tersebut diatas, mengakibatkan kenaikan investasi yang lebih tinggi sehingga diperlukan penyelidikan, penyesuaian konstruksi, operasi dan lain-lain. Sedangkan persoalan yang akan dibahas disini hanyalah masalah yang pertama, yaitu timbulnya gejala korona.
Gejala Korona
Elektron yang bebas bergerak diudara umumnya berasal dari radiasi radio-aktif yang terdapat di alam bebas dan juga dengan adanya sinar kosmik. Elektron-elektron yang posisinya dekat dengan kawat trasnmisi dipengaruhi oleh adanya medan listrik yang menuju ke atau menjauhi kawat tersebut.
Selama gerakannya ini, elektron yang melewati gradient medan listrik akan bertubrukkan dengan molekul dari udara, yang kemudian terjadi ionisasi pada molekul tersebut. Karena adanya ionisasi tersebut, maka akan terdapat ion positif dan elektron yang bebas, yang akan akan mendorong terjadinya ionisasi lanjutan. Proses ini berkelanjutan yang kemudian membentuk banjiran elektron (avalance).
Bilamana banjiran elektron ini melintasi dua kawat yang sejajar, maka ia akan menyebabkan terjadinya perubahan pembagian gradient tegangan-tegangan dari udara diantara kedua kawat tersebut dan penataan kembali dari gradient ini dapat menyebabkan harga tegangannya melampaui kekuatan (tegangan breakdown) dari udara. Ini akan menyebabkan terjadinya kegagalan dari sifat isolasi yang dimiliki oleh udara yang terletak disekitarnya.
Bilamana penataan kembali ini hanya menyebabkan sebagian perubahan potensial gradient dari udara, misalnya hanya daerah sekitar kawat saja yang mengalami perubahan, maka perubahannya terbatas hanya pada satu kawat saja.
Oleh karena itu korona disifatkan sebagai:
“Terjadinya suatu pelepasan muatan yang bermula pada permukaan dari suatu kawat bila nilai medan listrik pada permukaan kawat itu melampaui nilai tertentu”
Sedangkan nilai tertentu tersebut adalah harga medan listrik dimana pada saat itu mulai terjadinya pelepasan muatan ke udara sekitarnya. Gejala ini dapat terjadi pada segala macam kawat, tidak peduli seberapa besar diameter kawat tersebut, asalkan diberi tegangan yang cukup tinggi. Didalam prakteknya, hal ini akan terjadi bila tegangan antara kawat fasa melebihi 100 kV. Namun bisa saja pada tegangan dibawah itu dapat terjadi,korona asalkan syarat-syarat untuk terjadinya korona sudah terpenuhi.
dunia-listrik
Kamis, 23 April 2009
PID (dari singkatan bahasa Inggris: Proportional–Integral–Derivative controller) merupakan kontroler untuk menentukan presisi suatu sistem instrumentasi dengan karakteristik adanya umpan balik pada sistem tesebut.
Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional, Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.
1.Kontrol Proporsional
Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) • e maka u = Kp • e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time.
2.Kontrol Integratif
Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t) = [integrale(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan diatas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u = Kd.[deltae / deltat] Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde sistem
3.Kontrol Derivatif
Sinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan sebagai G(s) = s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat dipakai sendiri
Komponen kontrol PID ini terdiri dari tiga jenis yaitu Proportional, Integratif dan Derivatif. Ketiganya dapat dipakai bersamaan maupun sendiri-sendiri tergantung dari respon yang kita inginkan terhadap suatu plant.
1.Kontrol Proporsional
Kontrol P jika G(s) = kp, dengan k adalah konstanta. Jika u = G(s) • e maka u = Kp • e dengan Kp adalah Konstanta Proporsional. Kp berlaku sebagai Gain (penguat) saja tanpa memberikan efek dinamik kepada kinerja kontroler. Penggunaan kontrol P memiliki berbagai keterbatasan karena sifat kontrol yang tidak dinamik ini. Walaupun demikian dalam aplikasi-aplikasi dasar yang sederhana kontrol P ini cukup mampu untuk memperbaiki respon transien khususnya rise time dan settling time.
2.Kontrol Integratif
Jika G(s) adalah kontrol I maka u dapat dinyatakan sebagai u(t) = [integrale(t)dT]Ki dengan Ki adalah konstanta Integral, dan dari persamaan diatas, G(s) dapat dinyatakan sebagai u = Kd.[deltae / deltat] Jika e(T) mendekati konstan (bukan nol) maka u(t) akan menjadi sangat besar sehingga diharapkan dapat memperbaiki error. Jika e(T) mendekati nol maka efek kontrol I ini semakin kecil. Kontrol I dapat memperbaiki sekaligus menghilangkan respon steady-state, namun pemilihan Ki yang tidak tepat dapat menyebabkan respon transien yang tinggi sehingga dapat menyebabkan ketidakstabilan sistem. Pemilihan Ki yang sangat tinggi justru dapat menyebabkan output berosilasi karena menambah orde sistem
3.Kontrol Derivatif
Sinyal kontrol u yang dihasilkan oleh kontrol D dapat dinyatakan sebagai G(s) = s.Kd Dari persamaan di atas, nampak bahwa sifat dari kontrol D ini dalam konteks "kecepatan" atau rate dari error. Dengan sifat ini ia dapat digunakan untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error yang akan terjadi. Kontrol Derivative hanya berubah saat ada perubahan error sehingga saat error statis kontrol ini tidak akan bereaksi, hal ini pula yang menyebabkan kontroler Derivative tidak dapat dipakai sendiri
Senin, 20 April 2009
sistem pelacak matahari
Penggunaan motor servo DC dalam peralatan yang diaplikasikan untuk sistem kontrol posisi sangat banyak dapat dijumpai. Salah satu contohnya adalah penggunaan dalam sistem kendali pelacak posisi matahari.
Sistem ini digunakan untuk tujuan pengembangan tenaga listrik berbahan bakar non-fosil. Penggunaan motor servo dikarenakan motor jenis ini memiliki keakuratan relatif tinggi untuk sistem kontrol posisi. Pada sistem ini, posisi dari bagian kolektor (pengumpul) sinar matahari diatur sedemikian rupa sehingga diharapkan akan selalu tepat dengan arah matahari pada siang hari. Pengendali mampu mengarahkan kolektor pelacak ke posisi matahari di pagi hari dan mengirimkan perintah proses pelacakan dimulai.[1] Proses pelacakan matahari yang dilakukan oleh piringan pengumpul ini haruslah akurat.
Dalam hal ini berarti pergerakan dari piringan pengumpul harus dikendalikan oleh pengendali yang memiliki performa yang akurat pula. Pada makalah ini akan diujikan pengendali PID untuk digunakan dalam pengendalian sistem pelacak matahari. Sistem kontrol posisi ini disimulasikan dengan menggunakan simulink dan GUI dari program Matlab 6.50.
2. Sistem Pelacak Matahari
Model sistem kontrol posisi pada sistem pelacak matahari secara sederhana seperti terlihat pada Gambar 1[1] di bawah ini.
Gambar 1. Diagram skematik sistem pelacak matahari [1]
Prinsip kerja dari sistem ini adalah bagaimana mengatur posisi dari piringan pengumpul sinar matahari agar selalu mengikuti posisi matahari sehingga permukaan piring pengumpul matahari selalu dalam kondisi tegak lurus dengan arah sinar matahari.
Sistem ini merupakan sistem dengan satu masukan dan satu keluaran dengan objek yang dikendalikan adalah motor servo DC seperti terlihat pada Gambar 2. 50
Gambar 2. Diagram blok masukan dan keluaran sistem pelacak matahari
Masukan sistem adalah laju sinar matahari ( θi) yang diterima oleh dua sensor sel photovoltaic silikon persegi yang diletakkan sedemikian rupa sehingga pada saat sensor diarahkan ke matahari, sinar cahaya dari celah melingkari kedua sel tersebut.[1] Sedangkan keluaran sistem adalah posisi sudut dari motor ( 0 θ ) yang digunakan untuk menggerakkan kolektor sehingga berputar mengikuti arah posisi matahari.
3. Pemodelan Sistem Pelacak Matahari
Pemodelan dilakukan dengan menurunkan persamaan matematis dari bagian-bagian penyusun sistem.
Pemodelan Motor Servo DC
Secara sederhana, sebuah motor servo DC dapat digambarkan seperti Gambar 3[2] di bawah ini :
Gambar 3. Model motor servo DC [2]
Dari gambar di atas diperoleh :
ea (t) = Raia (t)+La +eb (t) .................................... [ 1 ]
eb ( t ) = kb ωm (t) ......................................................... [ 2 ]
Tm ( t ) = km ia ( t ) ………………………………………... [ 3 ]
Tm ( t ) = J + B ωm ( t ) ……………………….. [ 4 ]
dengan :
ea (t) = Besarnya tegangan yang diberikan pada
motor (volt)
eb (t) = emf balik (volt)
ia (t) = Arus jangkar (Ampere)
Ra (t) = Tahanan kumparan jangkar (Ohm)
La (t) = Induktansi kumparan jangkar (Henry)
Kb = Konstanta emf balik (Volt-sec/rad)
Km = Konstanta torsi (N-m/Ampere)
J = Momen inersia rotor (Kg-m2)
= Koefisien gesekan viskos (N-m/rad/sec)
Tm(t) = Torsi motor (N-m)
ωm(t) = Kecepatan sudut motor (rad/sec)
Transformasi laplace untuk persamaan [1] adalah :
Ea (s) = Raia(s)+La(s)ia(s)+eb(s) ................................................... [ 5 ]
Transformasi laplace untuk persamaan [4] adalah :
Tm(s)= Js2Ωa(s) + BsΩa(s) = KmIa (s) ........................................ [ 6 ]
Dari persamaan [5] dan [6] di atas, motor servo DC dapat direpresentasikan dalam bentuk diagram blok seperti gambar di bawah ini :
Gambar 4. Representasi diagram blok motor servo DC
Amplifier Servo
Salah satu bagian dari sistem kontrol posisi adalah penguat servo (amplifier servo). Secara sederhana, keluaran amplifier servo dapat dinyatakan sebagai berikut :
ea (t) = -K [ e0 (t) + et (t) ] = -Kea (t) ................................. [7]
dimana :
ea = Tegangan keluaran servo amplifier (Volt)
K = Besarnya nilai penguatan
Takometer
Takometer digunakan untuk mendeteksi kecepatan sudut dari motor. Keluaran takometer dalam bentuk tegangan (et) diumpan balikkan melalui konstanta takometer Kt. Secara matematis, hubungan ini dapat ditulis :
et (t)= Kt ωm (t) ................................................................... [8]
dimana :
et = Tegangan keluaran takometer (Volt)
Kt = Konstanta takometer
ωm = Kecepatan sudut motor (rad/sec)
Roda Gigi
Roda gigi berfungsi sebagai pengurang kecepatan sudut dari motor. Secara mekanik, sumbu dari motor dihubungkan dengan roda gigi, sehingga posisi sudut roda gigi keluaran dihubungkan ke posisi motor melalui perbandingan roda gigi 1/n, sehingga :
θ0 = ............................................................................ [9]
dimana :
θ 0 = posisi sudut keluaran roda gigi
θm = posisi sudut motor
Pengendali PID
Pengendali PID merupakan jenis pengendali kontinyu yang disusun atas tiga jenis pengendali kontinyu dasar yaitu pengendali Proportional, pengendali Integral dan pengendali Diferensial. Secara matematis pengendali PID dapat ditulis :
................................ [10]
Sehingga akan diperoleh fungsi alih pengendali PID sebagai berikut :
= .......................................................... [11]
dengan :
Kp = konstanta penguatan proporsional
Ki = konstanta penguatan integral
Kd = konstanta penguatan diferensial
Berdasarkan persamaan [10] dan [11], pengendali PID yang digunakan disusun secara paralel dan dapat dinyatakan dalam bentuk diagram blok seperti gambar di bawah ini :
Gambar 5. Pengendali PID struktur paralel
4. Simulasi Sistem
Simulasi sistem kontrol posisi motor servo DC pada sistem pelacak matahari ini dilakukan dengan menggunakan fasilitas simulink dari Matlab 6.50 yang dapat diatur dari sebuah tampilan program GUI. Tampilan program GUI yang dirancang adalah seperti terlihat pada Gambar 6 di bawah ini :
Diagram simulink yang mewakili kontrol posisi sistem pelacak matahari secara keseluruhan adalah seperti Gambar 7 di bawah ini.
Gambar 7. Diagram simulink control posisi sistem pelacak matahari dengan pengendali PID
Dalam simulasi ini, besarnya nilai konstanta yang diberikan adalah seperti tampak pada tabel 1.
Tabel 1. Konstanta penyusun sistem
Sedangkan untuk penalaan parameter PID dilakukan dengan menggunakan metode trial and error dengan batasan nilai 0 – 1. dari hasil uji coba yang dilakukan, parameter Kp, Ki dan Kd yang baik untuk digunakan adalah seperti terdapat pada tabel 2.
Parameter PID nilai
Kp 1
Ki 0,4
Kd 0,5
Tabel 2. Parameter PID
Simulasi dilakukan dengan memberikan masukan set point secara step. Hal ini bertujuan untuk mengetahui respon sistem terhadap perubahan masukan set point. Karena parameter pengendali PID dicari dengan menggunakan metode trial and error, maka pengujian dilakukan dalam beberapa tahap.
Tahap-tahap yang dilakukan disesuaikan dengan metode penalaan coba-coba (Heuristic Methode), dimana penalaan parameter pengendali dimulai dengan hanya menggunakan pengendali P, kemudian baru ditambahkan pengendali I dan terakhir ditambahkan dengan pengendali D. Pemberian nilai parameter disesuaikan dengan karakteristik respon sistem yang diperoleh.
5. Analisa Hasil Simulasi
Dari simulasi yand telah dilakukan, diambil beberapa contoh hasil
simulasi untuk beberapa variasi konstanta pengendali PID.
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0, Kd = 0
Gambar 8. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0;Kd=0
Pengujian untuk Kp=1; Ki=0.2; Kd=0
Gambar 9. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.2;Kd=0
Pengujian untuk Kp=1; Ki=0.2; Kd=0.1
Gambar 10. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.2;Kd=0.1
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.2, Kd = 0.3
Gambar 11. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.2;Kd=0.3
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.3, Kd = 0.3
Gambar 12. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.3;Kd=0.3
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.4, Kd = 0.5
Gambar 13. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.4;Kd=0.5
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.4, Kd = 0.6
Gambar 14. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=10 detik dengan Kp=1;Ki=0.4;Kd=0.6
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.5, Kd = 0.6
Gambar 15. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=10 detik dengan Kp=1;Ki=0.5;Kd=0.6
Dari hasil simulasi terlihat bahwa pada saat hanya pengendali P dan PI saja yang digunakan (Gambar 8 dan Gambar 9), respon system berosilasi dengan lonjakan cukup besar mencapi nilai 1,6. Untuk menghilangkan lonjakan yang terjadi maka ditambahkan pengendali D dengan beberapa nilai parameter pengendali yang bervariasi.
Dari beberapa variasi nilai parameter pengendali PID, respon sistem mampu memberikan respon yang baik dan mampu mengikuti perubahan input yang diberikan. Pada grafik gambar 10 dan 11, terlihat bahwa respon sistem tidak terjadi lonjakan dan osilasi, namun respon cukup lambat dan mencapai keadaan tunak (steady state) setelah 28 detik. Dengan memperbesar Ki, respon sistem menjadilebih cepat dan mencapai keadaan tunak setelah 18 detik (Gambar 12). Respon sistem terbaik diperoleh untuk nilai Kp=1, Ki=0.4, dan Kd=0.5, dimana respon sistem tidak terjadi lonjakan dan mampu mencapai keadaan tunak pada t = 6 detik (Gambar 13).
Pada saat Ki dan Kd diperbesar, respon sistem mencapai keadaan tunak pada t = 7 detik, namun respon sistem mengalami lonjakan kecil (Gambar 15).
Sistem ini digunakan untuk tujuan pengembangan tenaga listrik berbahan bakar non-fosil. Penggunaan motor servo dikarenakan motor jenis ini memiliki keakuratan relatif tinggi untuk sistem kontrol posisi. Pada sistem ini, posisi dari bagian kolektor (pengumpul) sinar matahari diatur sedemikian rupa sehingga diharapkan akan selalu tepat dengan arah matahari pada siang hari. Pengendali mampu mengarahkan kolektor pelacak ke posisi matahari di pagi hari dan mengirimkan perintah proses pelacakan dimulai.[1] Proses pelacakan matahari yang dilakukan oleh piringan pengumpul ini haruslah akurat.
Dalam hal ini berarti pergerakan dari piringan pengumpul harus dikendalikan oleh pengendali yang memiliki performa yang akurat pula. Pada makalah ini akan diujikan pengendali PID untuk digunakan dalam pengendalian sistem pelacak matahari. Sistem kontrol posisi ini disimulasikan dengan menggunakan simulink dan GUI dari program Matlab 6.50.
2. Sistem Pelacak Matahari
Model sistem kontrol posisi pada sistem pelacak matahari secara sederhana seperti terlihat pada Gambar 1[1] di bawah ini.
Gambar 1. Diagram skematik sistem pelacak matahari [1]
Prinsip kerja dari sistem ini adalah bagaimana mengatur posisi dari piringan pengumpul sinar matahari agar selalu mengikuti posisi matahari sehingga permukaan piring pengumpul matahari selalu dalam kondisi tegak lurus dengan arah sinar matahari.
Sistem ini merupakan sistem dengan satu masukan dan satu keluaran dengan objek yang dikendalikan adalah motor servo DC seperti terlihat pada Gambar 2. 50
Gambar 2. Diagram blok masukan dan keluaran sistem pelacak matahari
Masukan sistem adalah laju sinar matahari ( θi) yang diterima oleh dua sensor sel photovoltaic silikon persegi yang diletakkan sedemikian rupa sehingga pada saat sensor diarahkan ke matahari, sinar cahaya dari celah melingkari kedua sel tersebut.[1] Sedangkan keluaran sistem adalah posisi sudut dari motor ( 0 θ ) yang digunakan untuk menggerakkan kolektor sehingga berputar mengikuti arah posisi matahari.
3. Pemodelan Sistem Pelacak Matahari
Pemodelan dilakukan dengan menurunkan persamaan matematis dari bagian-bagian penyusun sistem.
Pemodelan Motor Servo DC
Secara sederhana, sebuah motor servo DC dapat digambarkan seperti Gambar 3[2] di bawah ini :
Gambar 3. Model motor servo DC [2]
Dari gambar di atas diperoleh :
ea (t) = Raia (t)+La +eb (t) .................................... [ 1 ]
eb ( t ) = kb ωm (t) ......................................................... [ 2 ]
Tm ( t ) = km ia ( t ) ………………………………………... [ 3 ]
Tm ( t ) = J + B ωm ( t ) ……………………….. [ 4 ]
dengan :
ea (t) = Besarnya tegangan yang diberikan pada
motor (volt)
eb (t) = emf balik (volt)
ia (t) = Arus jangkar (Ampere)
Ra (t) = Tahanan kumparan jangkar (Ohm)
La (t) = Induktansi kumparan jangkar (Henry)
Kb = Konstanta emf balik (Volt-sec/rad)
Km = Konstanta torsi (N-m/Ampere)
J = Momen inersia rotor (Kg-m2)
= Koefisien gesekan viskos (N-m/rad/sec)
Tm(t) = Torsi motor (N-m)
ωm(t) = Kecepatan sudut motor (rad/sec)
Transformasi laplace untuk persamaan [1] adalah :
Ea (s) = Raia(s)+La(s)ia(s)+eb(s) ................................................... [ 5 ]
Transformasi laplace untuk persamaan [4] adalah :
Tm(s)= Js2Ωa(s) + BsΩa(s) = KmIa (s) ........................................ [ 6 ]
Dari persamaan [5] dan [6] di atas, motor servo DC dapat direpresentasikan dalam bentuk diagram blok seperti gambar di bawah ini :
Gambar 4. Representasi diagram blok motor servo DC
Amplifier Servo
Salah satu bagian dari sistem kontrol posisi adalah penguat servo (amplifier servo). Secara sederhana, keluaran amplifier servo dapat dinyatakan sebagai berikut :
ea (t) = -K [ e0 (t) + et (t) ] = -Kea (t) ................................. [7]
dimana :
ea = Tegangan keluaran servo amplifier (Volt)
K = Besarnya nilai penguatan
Takometer
Takometer digunakan untuk mendeteksi kecepatan sudut dari motor. Keluaran takometer dalam bentuk tegangan (et) diumpan balikkan melalui konstanta takometer Kt. Secara matematis, hubungan ini dapat ditulis :
et (t)= Kt ωm (t) ................................................................... [8]
dimana :
et = Tegangan keluaran takometer (Volt)
Kt = Konstanta takometer
ωm = Kecepatan sudut motor (rad/sec)
Roda Gigi
Roda gigi berfungsi sebagai pengurang kecepatan sudut dari motor. Secara mekanik, sumbu dari motor dihubungkan dengan roda gigi, sehingga posisi sudut roda gigi keluaran dihubungkan ke posisi motor melalui perbandingan roda gigi 1/n, sehingga :
θ0 = ............................................................................ [9]
dimana :
θ 0 = posisi sudut keluaran roda gigi
θm = posisi sudut motor
Pengendali PID
Pengendali PID merupakan jenis pengendali kontinyu yang disusun atas tiga jenis pengendali kontinyu dasar yaitu pengendali Proportional, pengendali Integral dan pengendali Diferensial. Secara matematis pengendali PID dapat ditulis :
................................ [10]
Sehingga akan diperoleh fungsi alih pengendali PID sebagai berikut :
= .......................................................... [11]
dengan :
Kp = konstanta penguatan proporsional
Ki = konstanta penguatan integral
Kd = konstanta penguatan diferensial
Berdasarkan persamaan [10] dan [11], pengendali PID yang digunakan disusun secara paralel dan dapat dinyatakan dalam bentuk diagram blok seperti gambar di bawah ini :
Gambar 5. Pengendali PID struktur paralel
4. Simulasi Sistem
Simulasi sistem kontrol posisi motor servo DC pada sistem pelacak matahari ini dilakukan dengan menggunakan fasilitas simulink dari Matlab 6.50 yang dapat diatur dari sebuah tampilan program GUI. Tampilan program GUI yang dirancang adalah seperti terlihat pada Gambar 6 di bawah ini :
Diagram simulink yang mewakili kontrol posisi sistem pelacak matahari secara keseluruhan adalah seperti Gambar 7 di bawah ini.
Gambar 7. Diagram simulink control posisi sistem pelacak matahari dengan pengendali PID
Dalam simulasi ini, besarnya nilai konstanta yang diberikan adalah seperti tampak pada tabel 1.
Tabel 1. Konstanta penyusun sistem
Sedangkan untuk penalaan parameter PID dilakukan dengan menggunakan metode trial and error dengan batasan nilai 0 – 1. dari hasil uji coba yang dilakukan, parameter Kp, Ki dan Kd yang baik untuk digunakan adalah seperti terdapat pada tabel 2.
Parameter PID nilai
Kp 1
Ki 0,4
Kd 0,5
Tabel 2. Parameter PID
Simulasi dilakukan dengan memberikan masukan set point secara step. Hal ini bertujuan untuk mengetahui respon sistem terhadap perubahan masukan set point. Karena parameter pengendali PID dicari dengan menggunakan metode trial and error, maka pengujian dilakukan dalam beberapa tahap.
Tahap-tahap yang dilakukan disesuaikan dengan metode penalaan coba-coba (Heuristic Methode), dimana penalaan parameter pengendali dimulai dengan hanya menggunakan pengendali P, kemudian baru ditambahkan pengendali I dan terakhir ditambahkan dengan pengendali D. Pemberian nilai parameter disesuaikan dengan karakteristik respon sistem yang diperoleh.
5. Analisa Hasil Simulasi
Dari simulasi yand telah dilakukan, diambil beberapa contoh hasil
simulasi untuk beberapa variasi konstanta pengendali PID.
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0, Kd = 0
Gambar 8. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0;Kd=0
Pengujian untuk Kp=1; Ki=0.2; Kd=0
Gambar 9. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.2;Kd=0
Pengujian untuk Kp=1; Ki=0.2; Kd=0.1
Gambar 10. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.2;Kd=0.1
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.2, Kd = 0.3
Gambar 11. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.2;Kd=0.3
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.3, Kd = 0.3
Gambar 12. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.3;Kd=0.3
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.4, Kd = 0.5
Gambar 13. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=5 detik dengan Kp=1;Ki=0.4;Kd=0.5
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.4, Kd = 0.6
Gambar 14. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=10 detik dengan Kp=1;Ki=0.4;Kd=0.6
Pengujian untuk Kp = 1, Ki = 0.5, Kd = 0.6
Gambar 15. Tanggapan sistem terhadap perubahan set point laju sinar matahari ( θi) secara step pada t=10 detik dengan Kp=1;Ki=0.5;Kd=0.6
Dari hasil simulasi terlihat bahwa pada saat hanya pengendali P dan PI saja yang digunakan (Gambar 8 dan Gambar 9), respon system berosilasi dengan lonjakan cukup besar mencapi nilai 1,6. Untuk menghilangkan lonjakan yang terjadi maka ditambahkan pengendali D dengan beberapa nilai parameter pengendali yang bervariasi.
Dari beberapa variasi nilai parameter pengendali PID, respon sistem mampu memberikan respon yang baik dan mampu mengikuti perubahan input yang diberikan. Pada grafik gambar 10 dan 11, terlihat bahwa respon sistem tidak terjadi lonjakan dan osilasi, namun respon cukup lambat dan mencapai keadaan tunak (steady state) setelah 28 detik. Dengan memperbesar Ki, respon sistem menjadilebih cepat dan mencapai keadaan tunak setelah 18 detik (Gambar 12). Respon sistem terbaik diperoleh untuk nilai Kp=1, Ki=0.4, dan Kd=0.5, dimana respon sistem tidak terjadi lonjakan dan mampu mencapai keadaan tunak pada t = 6 detik (Gambar 13).
Pada saat Ki dan Kd diperbesar, respon sistem mencapai keadaan tunak pada t = 7 detik, namun respon sistem mengalami lonjakan kecil (Gambar 15).
INTERAKSI SOSIAL
INTERAKSI SOSIAL
Faktor – Faktor yang mendorong terjadinya interaksi sosial
Interaksi sosial terbentuk oleh factor – factor berikut ini :
- Tindakan Sosial
- Kontak Sosial
- Komunikasi Sosial
1. Tindakan Sosial
Tidak semua tindakan manusia dinyatakan sebagai tindakan sosial misalnya : Seorang pemuda yang sedang mengkhayalkan gadis impiannya secara diam – diam . Menurut MAX WEBER , tindakan sosial adalah tindakan seorang individu yang dapat mempengaruhi individu – individu lainnya dalam masyarakat . Tindakan sosial dapat dibedakan menjadi 4 macam yaitu :
- Tindakan Rasional Instrumental : Tindakan yang dilakukan dengan memperhitungkan kesesuaian antara cara dan tujuan . Contoh : Bekerja Keras untuk mendapatkan nafkah yang cukup .
- Tindakan Rasional Berorientasi nilai : Tindakan – Tindakan yang berkaitan dengan nilai – nilai dasar dalam masyarakat . Contoh : Tindakan –Tindakan yang bersifat Religio – magis .
- Tindakan Tradisional ; Tindakan yang tidak memperhitungkan pertimbangan Rasional . Contoh : Berbagai macam upacara \ tradisi yang dimaksudkan untuk melestarikan kebudayaan leluhur .
- Tindakan Ofektif : Tindakan – Tindakan yang dilakukan oleh seorang \ kelompok orang berdasarkan perasaan \ emosi
2. Kontak Sosial
Dalam kehidupan sehari-hari kontak sosial dapat dilakukan dengan cara :
- Kontak Sosial yang dilakukan menurut cara pihak – pihak yang berkomunikasi . Cara kontak sosial itu ada 2 macam yaitu :
- Kontak Langsung : Pihak komunikator menyampaikan pesannya secara langsung kepada pihak komunikan .
- Kontak Tidak Langsung : Pihak komunikator menyampaikan pesannya kepada pihak komunikan melalui perantara pihak ketiga .
- Kontak Sosial yang dilakukan menurut terjadinya proses komunikasi . Ada 2 macam kontak sosial .
- Kontak Primer
- Kontak Sekunder
- Komunikasi Sosial
Komunikasi artinya berhubungan atau bergaul dengan orang lain. Orang yang menyampaikan komunikasi disebut komunikator , orang yang menerima komunikasi disebut komunikan . Tidak selamanya kontak sosial akan menghasilkan interaksi sosial yang baik apabila proses komunikasinya tidak berlangsungnya secara komunikatif . Contoh : Pesan yang disampaikan tidak jelas , berbelit – belit , bahkan mungkin sama sekali tidak dapat dipahami .
- Bentuk – Bentuk interaksi yang mendorong terjadinya lembaga , kelompok dan organisasi sosial .
1. Bentuk Interaksi sosial menurut jumlah pelakunya .
A. Interaksi antara individu dan individu
Individu yang satu memberikan pengaruh , rangsangan \ Stimulus kepada individu lainnya . Wujud interaksi bisa dalam dalam bentuk berjabat tangan , saling menegur , bercakap – cakap \ mungkin bertengkar .
B. Interaksi antara individu dan kelompok
Bentuk interaksi antara individu dengan kelompok : Misalnya : Seorang ustadz sedang berpidato didepan orang banyak . Bentuk semacam ini menunjukkan bahwa kepentingan individu berhadapan dengan kepentingan kelompok .
C. Interaksi antara Kelompok dan Kelompok
Bentuk interaksi seperti ini berhubungan dengan kepentingan individu dalam kelompok lain . Contoh : Satu Kesebelasan Sepak Bola bertanding melawan kesebelasan lain .
2. Bentuk Interaksi Sosial Menurut Proses Terjadinya .
A. Imitasi
Imitasi adalah pembentukan nilai melalui dengan meniru cara- cara orang lain. Contoh : Seorang anak sering kali meniru kebiasan – kebiasan orang tuanya .
B. Identifikasi
Identifikasi adalah menirukan dirinya menjadi sama dengan orang yang ditirunya . Contoh : Seorang anak laki – laki yang begitu dekat dan akrab dengan ayahnya suka mengidentifikasikan dirinya menjadi sama dengan ayah nya .
C. Sugesti
Sugesti dapat diberikan dari seorang individu kepada kelompok . Kelompok kepada kelompok kepada seorang individu . Contoh : Seorang remaja putus sekolah akan dengan mudah ikut-ikutan terlibat “ Kenalan Remaja “ . Tanpa memikirkan akibatnya kelak .
D. Motivasi
Motivasi juga diberikan dari seorang individu kepada kelompok.Contoh : Pemberian tugas dari seorang guru kepada muridnya merupakan salah satu bentuk motivasi supaya mereka mau belajar dengan rajin dan penuh rasa tanggung jawab .
E. Simpati
Perasaan simpati itu bisa juga disampaikan kepada seseorang / kelompok orang atau suatu lembaga formal pada saat –saat khusus. Misalnya apabila perasaan simpati itu timbul dari seorang perjaka terhadap seorang gadis / sebaliknya kelak akan menimbulkan perasaan cinta kasih / kasih saying.
F. Empati
Empati itu dibarengi perasaan organisme tubuh yang sangat dalam. Contoh jika kita melihat orang celaka sampai luka berat dan orang itu kerabat kita, maka perasaan empati menempatkan kita seolah-olah ikut celaka.
- Keteraturan Sosial
Keteraturan sosial artinya menaati nilai dan norma yang berlaku. Contoh : sebuah jalan raya yang dilalui oleh berbagai jenis dan ukuran kendaraan, serta bermuatan orang dalam jumlah besar dan arah tujuan. Unsur-unsur keteraturan sosial :
1. tertib sosial
2. order
3. Keajegan
4. Pola
Faktor-faktor yang mendorong dan menghambat pola keteraturan sosial
- Factor pendorong
a. Kerja sama (cooperation)
b. Akomodasi
- Faktor penghambat
a. persaingan
b. kontravensi
c. konflik
- Lembaga Sosial
Menurut John Lewis Gillm dan John Philp Billn pengertian lembaga sosial adalah suatu lembaga sosial merupakan suatu organisasi pola pemikiran dan pola prilaku yang terwujud melalui aktivitas kemasyarakatan.
- Kelompok Sosial
- Dilihat menurut besar anggota kelompok
- Kelompok sosial yang kecil
- Kelompok sosial yang besar
- Dilihat menurut proses terbentuknya
1. Kelompok semu contoh:
a. masa atau kerumunan
b. Publik / khalayak ramai
2. Kelompok nyata contoh:
a. Keluarga Luas
b. Asosiasi / perkumpulan
c. Dilihat menurut erat tidaknya ikatan kelompok
1. Kelompok Paguyuban : kelompok masyarakat desa
2. kelompok Patembayan : kelompok masyarakat kota
- Proses internalisasi
Adalah proses panjang sejak seorang individu dilahirkan sampai tua untuk belajar menanamkan dalan kepribadiannya segala perasaan, hasrat, nafsu, serta emosi yang diperlukan
- Proses sosialisasi
Adalah suatu proses sosial yang terjadi bila seseorang menghayati dan melaksanakan norma-norma kelompok tempat dia hidup.
- Proses enkulturasi
Adalah menyesuaikan alam dan pikiran serta sikapnya dengan adat istiadat, system norma dan peraturan-peraturan yang hidup dalam kebudayaannya.
- Proses evolusi sosial budaya
Adalah merupakan proses perubahan suatu kebudayaan dalam jangka waktu yang lama dan bertahap.
- Proses difusi
Adalah proses penyebaran unsur-unsur. Kebudayaan individu yang satu kepada individu yang lain. Ada 2 tipe difusi yaitu:
a. Difusi intra masyarakat
Adalah difusi yang terjadi dalam suatu masyarakat
b. Difusi antar masyarakat
Adalah difusi yang terjadi antara masyarakat yang satu dengan masyarakat yang lain. Difusi antar masyarakat dapat terjadi dalam berbagai bentuk :
a. Hubungan symbiotic
b. Penetration pacifique
c. Penetration violence
d. Stimulus diffusion
e. Kultur complex
6. Proses akulturasi
Adalah proses sosial yang timbul bila suatu kelompok manusia dengan suatu kebudayaan tertentu dengan unsur-unsur dari suatu kebudayaan asing. 3 kontak kebudayaan asing yang besar yaitu :
a. Kontak dengan kebudayaan hindu-Budha pada zaman kuno (abad ke 1-15)
b. Kontak dengan kebudayaan islam pada zaman madya (abad ke 15-17)
c. Kontak degan kebudayaan barat pada zaman baru (abad ke 17-20)
Masing-masing kebudayaan tersebut telah mengahsilkan proses akulturasi adalah : a. akulturasi Indonesia-Hindu Budha
b. akulturasi Indonesia- Islam
c. akulturasi Indonesia–barat
7. Proses asimilasi
Adalah proses sosial yang timbul bila ada golongan-golongan manusia dengan latar belakang kebudayaan yang berbeda. Factor-faktor yang dapat mempermudah terjadinya asimilasi adalah : a. toleransi
b. kesempatan-kesempatan di bidang ekonomi yang seimbang
c. Suatu sikap yang menghargai orang asing dengan kebudayaannya
8 Pembaruan atau inovasi
Adalah proses pembaruan dalam penggunaan sumber-sumber alam, energi dan modal. Serta pengatuiran system tenaga kerja yang baru
Faktor-Faktor Penyebab Perubahan
1. Komunikasi
2. Virus H-Ach
3. Faktor Intern penyebab perubahan masyarakat
a. bertambah atau berkurangnya penduduk
b. penemuan-penemuan baru
c. konflik didalam masyarakat
konflik berupa :
1. Konflik antar individu dalam masyrakat
2. Konflik antar kelompok
3. Konflik antar individu dengan kelompok
4. Konflik antar generasi
d. Pemberontakan ( Revolusi ) dalam tubuh masyarakat
4. Faktor ektern penyebab perubahan masyarakat :
1. Faktor alam fisik yang ada disekitar masyarakat
2. Peperangan
3. Pengaruh kebudayaan masyarakat lain
4. Faktor – faktor yang mendorong terjadinya perubahan sosial
Menurut Margono selamat mengatakan bahwa motivational for ces \ kekuatan pendorong yang mempengaruhi perubahan yaitu :
1. Ketidakpuasan terhadap situasi yang ada
2. Adanya pengetahuan tentang perbedaan antara apa yang ada dengan yang seharusnya bisa ada
3. Adanya tekanan – tekanan dari luar seperti kompetisi , keseharusan menyesuaikan diri
1. faktor – faktor pendorong perubahan
1. Kontak dengan kebudayaan lain
2. Sistem pendidikan yang maju
3. Sikap menghargai hasil karya seseorang
4. Toleransi terhadap perubahan yang menyimpang
5. Sistem pelapisan sosial terbuka
2. Faktor – factor penghalang perubahan
1. Kurangnya hubungan dengan masyarakat lain
2. Perkembangan ilmu pengetahuan yang terlambat
3. Sikap masyarakat yang sangat tradisional
Perubahan sosial budaya dapat dikategorikan kedalam beberapa bentuk yaitu :
1. Perubahan secara cepat dan lambat
2. Perubahan direncanakan dan tidak direncanakan
3. Perubahan yang mempengaruhi luas dan tidak luas
Rabu, 15 April 2009
PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP ( PLTU )
PLTU yang pertama kali beroperasi di Indonesia yaitu pada tahun 1962 dengan kapasitas 25 MW, suhu 500 ¼C, tekanan 65 Kg/cm2, boiler masih menggunakan pipa biasa dan pendingin generator dilakukan dengan udara. Kemajuan pada PLTU yang pertama adalah boiler sudah dilengkapi pipa dinding dan pendingin generator dilakukan dengan hidrogen, namun kapasitasnya masih 25 MW. Bila dayanya ditingkatkan dari 100 - 200 MW, maka boilernya harus dilengkapi super hiter, ekonomizer dan tungku tekanan. Kemudian turbinnya bisa melakukan pemanasan ulang dan arus ganda dan pendingin generatornya masih menggunakan hidrogen. Hanya saja untuk kapasitas 200 MW uap yang dihasilkan mempunyai tekanan 131,5 Kg/cm2 dan suhu 540 ¼C dan bahan bakarnya masih menggunakan minyak bumi.
Adapun prinsip kerja PLTU itu adalah batu bara yang akan digunakan/dipakai dibakar di dalam boiler secara bertingkat. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh laju pembakaran yang rendah dan tanpa mengurangi suhu yang diperlukan sehingga diperoleh pembentukan NOx yang rendah. Batu bara sebelum dibakar digiling hingga menyerupai butir-butir beras, kemudian dimasukkan ke wadah (boiler) dengan cara disemprot, di mana dasar wadah itu berbentuk rangka panggangan yang berlubang. Pembakaran bisa terjadi dengan bantuan udara dari dasar yang ditiupkan ke atas dan kecepatan tiup udara diatur sedemikian rupa, akibatnya butir bata bara agak terangkat sedikit tanpa terbawa sehingga terbentuklah lapisan butir-butir batu bara yang mengambang. Selain mengambang butir batu bara itu juga bergerak berarti hal ini menandakan terjadinya sirkulasi udara yang akan memberikan efek yang baik sehingga butir itu habis terbakar. Karena butir batu bara relatif mempunyai ukuran yang sama dan dengan jarak yang berdekatan akibatnya lapisan mengambang itu menjadi penghantar panas yang baik. Karena proses pembakaran suhunya rendah sehingga NOx yang dihasilkan kadarnya menjadi rendah, dengan demikian sistim pembakaran ini bisa mengurangi polutan. Bila ke dalam tungku boiler dimasukkan kapur (Ca) dan dari dasar tungku yang bersuhu 750 - 950 ¼C dimasukkan udara akibatnya terbentuk lapisan mengambang yang membakar. Pada lapisan itu terjadi reaksi kimia yang menyebabkan sulfur terikat dengan kapur sehingga dihasilkan CaSO4 yang berupa debu sehingga mudah jatuh bersama abu sisa pembakaran. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya pengurangan emisi sampai 98% dan abu CaSO4-nya bisa dimanfaatkan. Keuntungan sistim pembakaran ini adalah bisa menggunakan batu bara bermutu rendah dengan kadar belerang yang tinggi dan batu bara seperti ini banyak terdapat di Indonesia.
Ketika kapasitas PLTU sudah mencapai 400 MW maka bahan bakarnya sudah tidak menggunakan minyak bumi lagi melainkan batu bara. Batu bara yang dipakai secara garis besar dibagi menjadi dua bagian yaitu batu bara berkualitas tinggi dan batu bara berkualitas rendah. Bila batu bara yang dipakai kualitasnya baik maka akan sedikit sekali menghasilkan unsur berbahaya, sehingga tidak begitu mencemari lingkungan. Sedang bila batu bara yang dipakai mutunya rendah maka akan banyak menghasilkan unsur berbahaya seperti Sulfur, Nitrogen dan Sodium. Apalagi bila pembakarannya tidak sempurna maka akan dihasilkan pula unsur beracun seperti CO, akibatnya daya guna menjadi rendah.
PLTU batu bara di Indonesia yang pertama kali dibangun adalah di Suryalaya pada tahun1984 dengan kapasitas terpasang 4 x 400 MW. Kemudian PLTU Bukit Asam dengan kapasitas 2 x 65 MW pada tahun 1987. Dan pada tahun 1993-an beroperasi pula PLTU Paiton 1 dan 2 masing-masing dengan kapasitas 400 MW. Kemudian PLTU Suryalaya akan dikembangkan dari unit 5 - 7 dengan kapasitas 600 MW/unit. PLTU batu bara pada tahun 1994 kapasitasnya sudah mencapai 2.130 MW (16% dari total daya terpasang). Pada tahun 2003 kapasitasnya diperkirakan sekitar 12.100 MW (37%), tahun 2008/09 mencapai 24.570 MW (48%) dan pada tahun 2020 sekitar 46.000 MW. Sementara itu pemakaian batu bara pada tahun 1995 tercatat bahwa untuk menghasilkan energi listrik sebsar 17,3 Twh dibutuhkan batu bara sebanyak 7,5 juta ton. Dan pada tahun 2005 pemakaian batu bara diperkirakan mencapai 45,2 juta ton dengan energi listrik yang dihasilkan mencapai 104 Twh.
Banyaknya pemakaian batu bara tentunya akan menentukan besarnya biaya pembangunan PLTU. Harga batu bara itu sendiri ditentukan oleh nilai panasnya (Kcal/Kg), artinya bila nilai panas tetap maka harga akan turun 1% pertahun. Sedang nilai panas ditentukan oleh kandungan zat SOx yaitu suatu zat yang beracun, jadi pada pembangkit harus dilengkapi alat penghisap SOx. Hal inilah yang menyebabkan biaya PLTU Batu bara lebih tinggi sampai 20% dari pada PLTU minyak bumi. Bila batu bara yang digunakan rendah kandungan SOx-nya maka pembangkit tidak perlu dilengkapi oleh alat penghisap SOx dengan demikian harga PLTU batu bara bisa lebih murah. Keunggulan pembankit ini adalah bahan bakarnya lebih murah harganya dari minyak dan cadangannya tersedia dalam jumlah besar serta tersebar di seluruh Indonesia.
Sistim Kerja PLTU Batu bara
1. Sistim pembakaran batu bara bersihAdapun prinsip kerja PLTU itu adalah batu bara yang akan digunakan/dipakai dibakar di dalam boiler secara bertingkat. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh laju pembakaran yang rendah dan tanpa mengurangi suhu yang diperlukan sehingga diperoleh pembentukan NOx yang rendah. Batu bara sebelum dibakar digiling hingga menyerupai butir-butir beras, kemudian dimasukkan ke wadah (boiler) dengan cara disemprot, di mana dasar wadah itu berbentuk rangka panggangan yang berlubang. Pembakaran bisa terjadi dengan bantuan udara dari dasar yang ditiupkan ke atas dan kecepatan tiup udara diatur sedemikian rupa, akibatnya butir bata bara agak terangkat sedikit tanpa terbawa sehingga terbentuklah lapisan butir-butir batu bara yang mengambang. Selain mengambang butir batu bara itu juga bergerak berarti hal ini menandakan terjadinya sirkulasi udara yang akan memberikan efek yang baik sehingga butir itu habis terbakar. Karena butir batu bara relatif mempunyai ukuran yang sama dan dengan jarak yang berdekatan akibatnya lapisan mengambang itu menjadi penghantar panas yang baik. Karena proses pembakaran suhunya rendah sehingga NOx yang dihasilkan kadarnya menjadi rendah, dengan demikian sistim pembakaran ini bisa mengurangi polutan. Bila ke dalam tungku boiler dimasukkan kapur (Ca) dan dari dasar tungku yang bersuhu 750 - 950 ¼C dimasukkan udara akibatnya terbentuk lapisan mengambang yang membakar. Pada lapisan itu terjadi reaksi kimia yang menyebabkan sulfur terikat dengan kapur sehingga dihasilkan CaSO4 yang berupa debu sehingga mudah jatuh bersama abu sisa pembakaran. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya pengurangan emisi sampai 98% dan abu CaSO4-nya bisa dimanfaatkan. Keuntungan sistim pembakaran ini adalah bisa menggunakan batu bara bermutu rendah dengan kadar belerang yang tinggi dan batu bara seperti ini banyak terdapat di Indonesia.
2. Proses terjadinya energi listrik
Pembakaran batu bara ini akan menghasilkan uap dan gas buang yang panas. Gas buang itu berfungsi juga untuk memanaskan pipa boiler yang berada di atas lapisan mengambang. Gas buang selanjutnya dialiri ke pembersih yang di dalamnya terdapat alat pengendap abu setelah gas itu bersih lalu dibuang ke udara melalui cerobong. Sedangkan uap dialiri ke turbin yang akan menyebabkan turbin bergerak, tapi karena poros turbin digandeng/dikopel dengan poros generator akibatnya gerakan turbin itu akan menyebabkan pula gerakan generator sehingga dihasilkan energi listrik. Uap itu kemudian dialiri ke kondensor sehingga berubah menjadi air dan dengan bantuan pompa air itu dialiri ke boiler sebagai air pengisi.
Pembakaran batu bara ini akan menghasilkan uap dan gas buang yang panas. Gas buang itu berfungsi juga untuk memanaskan pipa boiler yang berada di atas lapisan mengambang. Gas buang selanjutnya dialiri ke pembersih yang di dalamnya terdapat alat pengendap abu setelah gas itu bersih lalu dibuang ke udara melalui cerobong. Sedangkan uap dialiri ke turbin yang akan menyebabkan turbin bergerak, tapi karena poros turbin digandeng/dikopel dengan poros generator akibatnya gerakan turbin itu akan menyebabkan pula gerakan generator sehingga dihasilkan energi listrik. Uap itu kemudian dialiri ke kondensor sehingga berubah menjadi air dan dengan bantuan pompa air itu dialiri ke boiler sebagai air pengisi.
Generator biasanya berukuran besar dengan jumlah lebih dari satu unit dan dioperasikan secara berlainan. Sedangkan generator ukuran menengah didisain berdasarkan asumsi bahwa selama masa manfaatnya akan terjadi 10.000 kali star-stop. Berarti selama setahun dilakukan 250 x star-stop maka umur pembangkit bisa mencapai 40 tahun. Bila daya generator meningkat maka kecepatannya meningkat pula dan bila kecepatan kritikan dilalui maka perlu dilakukan pengendalian poros generator supaya tidak terjadi getaran. Untuk itu konstruksi rotor dan stator serta mutu instalasi perlu ditingkatkan. Boilernya menggunakan sirkulasi alam dan menghasilkan uap dengan tekanan 196,9 kg/cm2 dan suhu 554¼C. PLTU ini dilengkapi dengan presipitator elektro static yaitu suatu alat untuk mengendalikan partikel yang akan keluar cerobong dan alat pengolahan abu batu bara. Sedang uap yang sudah dipakai kemudian didinginkan dalam kondensor sehingga dihasilkan air yang dialirkan ke dalam boiler. Pada waktu PLTU batubara beroperasi suhu pada kondensor naiknya begitu cepat, sehingga mengakibatkan kondensor menjadi panas. Sedang untuk mendinginkan kondensor bisa digunakan air, tapi harus dalam jumlah besar, hal inilah yang menyebabkan PLTU dibangun dekat dengan sumber air yang banyak seperti di tepi sungai atau tepi pantai.
Efisiensi
Bila pada PLTU batu bara tekanan kondensornya turun, maka daya gunanya meningkat. Biasanya tekanan kondensor berhubungan langsung atau berbanding lurus dengan besarnya suhu air pendingin yang berasal dari uap pada kondensor. Jadi bila suhu itu rendah, maka tahanannya juga rendah dan pada suhu terendah akan dihasilkan/terjadi tekanan jenuh. Karena air pendingin itu biasanya terdiri dari air yang berasal dari uap turbin dan air berasal dari laut dan sungai. Akibatnya suhu terendah besarnya sesuai dengan air yang digunakan sehingga tekanan jenuh sulit diperoleh. Peningkatan daya guna bisa dilakukan dengan pemanasan ulang dan pembakaran batu bara yang kurang bermutu 1. Pemanasan Ulang
Hal ini bisa dilakukan dengan membagi turbin menjadi dua bagian yaitu bagian tekanan tinggi (TT) dan bagian tekanan rendah (TR) yang berada pada satu poros. Dengan demikian pembangkit ini mempunyai susunan sebagai berikut : Boiler - TT - TR - Generator.
Cara kerjanya :
Hal ini bisa dilakukan dengan membagi turbin menjadi dua bagian yaitu bagian tekanan tinggi (TT) dan bagian tekanan rendah (TR) yang berada pada satu poros. Dengan demikian pembangkit ini mempunyai susunan sebagai berikut : Boiler - TT - TR - Generator.
Cara kerjanya :
Uap dari boiler dimasukan/dialirkan ke bagian TT, setela h uap itu dipakai dialirkan kembali ke boiler untuk pemanasan ulang. Kemudian uap dari boiler itu dialirkan lagi ke turbin TR untuk dipakai sebagai penggerak generator. Dengan demikian jumlah energi yang bisa dimanfaatkan menjadi besar akibatnya daya guna atau efiseinsi menjadi besar pula. Dari sini bisa disimpulkan bila turbin dibagi menjadi tiga bagian yaitu TT, TM, dan TR maka energi yang diperoleh juga besar, hal ini biasanya digunakan pada mesin dengan ukuran besar.
Meningkatnya suhu (hingga mencapai 560 ¼C) dan tekanan (hingga mancapai 250 kg/cm2) uap tentunya menyebabkan pertumbuhan PLTU menjadi lebih pesat. Hal ini ditunjukkan dengan meningkatnya efisiensi dan keandalan. Dengan meningkatnya daya berarti desain boiler juga harus diperbaiki yaitu dilengkapi dengan peralatan pengendalian NOx, peralatan untuk mengeluarkan sulfur dari gas buang dan peralatan untuk mencegah berbagai partikel keluar dari cerobong. Peningkatan efisiensi pada PLTU bisa juga dilakukan dengan cara menambah panjang sudu. Hal ini karena dengan sudu-sudu yang panjang berarti rugi-ruginya akan berkurang.
Meningkatnya suhu (hingga mencapai 560 ¼C) dan tekanan (hingga mancapai 250 kg/cm2) uap tentunya menyebabkan pertumbuhan PLTU menjadi lebih pesat. Hal ini ditunjukkan dengan meningkatnya efisiensi dan keandalan. Dengan meningkatnya daya berarti desain boiler juga harus diperbaiki yaitu dilengkapi dengan peralatan pengendalian NOx, peralatan untuk mengeluarkan sulfur dari gas buang dan peralatan untuk mencegah berbagai partikel keluar dari cerobong. Peningkatan efisiensi pada PLTU bisa juga dilakukan dengan cara menambah panjang sudu. Hal ini karena dengan sudu-sudu yang panjang berarti rugi-ruginya akan berkurang.
2. Pembakaran Lapisan Mengambang Bertekanan
Proses pembakarannya menggunakan udara bertekanan atau dikompres berarti perpindahan panasnya meningkat akibatnya suhu uap dan gas buang juga meningkat. Gas buang yang panas ini setelah dibersihkan bisa dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin gas yang digandeng dengan generator sehingga dihasilkan energi listrik. Jadi energi listrik pada proses pembakaran ini dihasilkan oleh uap dan gas buang, hal inilah yang menyebabkan efisiensi pada pembakaran seperti ini meningkat. Selain dari itu turbin gas juga menghasilkan gas buang yang cukup panas yang bisa digunakan untuk memanaskan air yang keluar dari kondensor turbin uap yang selanjutnya dimasukkan ke boiler sedang gas yang sudah dingin di buang ke udara melalui cerobong. Dengan menggunakan pembakaran lapisan mengambang bertekanan, maka batu bara yang bermutu rendah bisa dimanfaatkan untuk menjadi energi listrik yang ramah lingkungan.
Proses pembakarannya menggunakan udara bertekanan atau dikompres berarti perpindahan panasnya meningkat akibatnya suhu uap dan gas buang juga meningkat. Gas buang yang panas ini setelah dibersihkan bisa dimanfaatkan untuk menggerakkan turbin gas yang digandeng dengan generator sehingga dihasilkan energi listrik. Jadi energi listrik pada proses pembakaran ini dihasilkan oleh uap dan gas buang, hal inilah yang menyebabkan efisiensi pada pembakaran seperti ini meningkat. Selain dari itu turbin gas juga menghasilkan gas buang yang cukup panas yang bisa digunakan untuk memanaskan air yang keluar dari kondensor turbin uap yang selanjutnya dimasukkan ke boiler sedang gas yang sudah dingin di buang ke udara melalui cerobong. Dengan menggunakan pembakaran lapisan mengambang bertekanan, maka batu bara yang bermutu rendah bisa dimanfaatkan untuk menjadi energi listrik yang ramah lingkungan.
Langganan:
Postingan (Atom)