ENERGI HIDRO(Hydro Power Energy)Kuliah 5
Energi Hidro• Energi hidro berdasar energi mekanis– Energi air terjun– Energi ombak laut– Energi pasang surut• Energi hidr...
Spring 2010 3Aliran energi surya• Aliran energi dari matahari ke bumi menyebabkan– Terjadi keseimbangan energi di bumi :en...
Spring 2010 4Distribusi energi terbarukan
Spring 2010 5Distribusi energi surya• Radiasi surya yang sampai ke bumi : 174 1015 W– Yaitu 1370 W/m2 dikalikan luas permu...
Spring 2010 6Energi dalam siklus hidrologi• Energi untuk menguapkan satu gram air adalah : 2,250 J• Sementara untuk menaik...
Spring 2010 7Siklus hidrologiLots of energy associated with evaporation:both mgh (4% for 10 km lift) and latent heat (96%)...
Spring 2010 8Energi dari siklus hidrologi yang dapat diambil• Sejumlah 40 1015 W energi surya digunakan untukpenguapan air...
Prinsip kerja energi air terjun• Energi air terjun dimanfatkan berdasarkan prinsip bahwa suatu bendayang berda pada keting...
Pertimbangan pemanfaatan energi air terjun• Jumlah air yang tersedia yang merupakan fungsi curah hujan atau salju.Hal in t...
1. Berdasarkan jumlah ketersediaan air2. Berdasarkan ketersedian tinggi jatuh air (head)3. Berdasarkan jenis pembebananBer...
b. PLTA jenis terusan aliran sungai (run-of-river) dengan kolampengaturDisini kolam pengatur dapat menyimpan air pada wakt...
PLTA jenis terusan aliran sungai (run-of-river)PLTA jenis ini memanfaatkan aliran sungai secara alami untuk menghasilkan e...
PLTA dengan kolam pengatur (regulating pond)• PLTA jenis ini menggunakan bendungan yang melintang disungai, yang bertujuan...
PLTA dengan menggunakan waduk (Dam)• Waduk/Reservoir/ Dam –menampung air sungai dan air hujan• Penstock – pipa yang mengal...
PLTA dengan menggunakan waduk (dam)• PLTA tipe ini mirip dengan prinsip PLTA yang menggunakan kolampengatur. Cuma disini d...
Klasifikasi PLTABerdasarkan ketersedian tinggi jatuh air (head) :a. PLTA dengan head rendah ( < 30 meter )Bisa menggunakan...
Klasifikasi PLTABerdasarkan jenis pembebanan :a. PLTA pemikul beban dasar (base load)PLTA dipakai sebagai pemikul beban da...
Pembebanan Pembangkit020004000600080001000012000140001600000.3002.3004.3006.3008.3010.3012.3014.3016.3018.3020.3022.30Wadu...
PLTA jenis pompa – generator (pumped-storage)
PLTA jenis pumped - storage• PLTA jenis ini membutuhkan dua buah kolam pengatur. Saat kebutuhanlistrik meningkat, air akan...
1. Berdasarkan jenis aliran aira. Axial flow : memiliki aliran sepanjang porosb. Inward radial flow : aie mengalir sepanja...
Turbin Impuls dan Turbin Reaksi
Turbin Pelton• Ditemukan oleh Lester Allan Pelton sekitar tahun 1870• Merupakan jenis turbin impuls, artinya menghasilkan ...
Turbin Pelton
Turbin Kaplan• Turbin Kaplan merupakan turbin air tipe propeller yang memiliki sudu-sudu yang dapat diatur. Turbin ini per...
Turbin Kaplan
Turbin Francis• Turbin Francis dikembangkan oleh James B. Francis. Merupakan tipe inward flowreaction turbine yang mengkom...
Turbin Francis
Contoh-contoh PLTA1. PLTA dengan menggunakan waduk (Dam)– Contoh : PLTA Saguling, PLTA Cirata, PLTA jatiluhur, PLTASutami,...
PLTA cascade (berurutan)PLTA Hydroseries atau cascade atau berurutanPada suatu Daerah Aliran Sungai (DAS) tertentu dapat d...
• Karena bumi berputar sehari 24 jam, maka secara teoritis air laut pasangdan surut terjadi setiap 12 jam• Masa air laut a...
• Sehingga kerja yang dihasilkan adalah :• Daya yang dihasilkan adalah :• Contoh kasus Tidal Power di Perancis yang tinggi...
Energi pasang surut (Tidal Energy)• Memanfaatkan perbedaan tinggi air laut di pantai pada saat air lautpasang pasang dan s...
• Cara sederhana untuk memanfaatkan energi yang tersimpan padakejadian air laut pasang dan surut menjadi tenaga listrik ad...
Energi pasang surut (Tidal Energy)Instalasi Tidal PowerDi Perancis 250 MW
La Rance tidal power plant at St. Malo, France.
Energi pasang surut
Energi pasang surut (Tidal Energy)
Energi pasang surut (Tidal Energy)
Energi pasang surut (Tidal Energy)
Energi Ombak/ gelombang laut (Wave Energy)• Gelombang laut terjadi karena gesekan antara angin denganpermukaan laut, denag...
Wave Energy
Wave EnergyOceanlinx
Teknologi pemanfaatan energi gelombang laut
Teknologi pemanfaatan energi gelombang laut
Teknologi pemanfaatan energi gelombang lautOcilating Water Coulum (OCW)
Inatalasi pemanfaatan energi gelombang lautOcilating Water Coulum (OCW)
Energi ombak laut
Energi ombak laut
Energi Panas laut (Ocean Thermal Energy)• Memanfaatkan perbedaan suhu antara suhu air laut dipermukaan laut dengan suhu ai...
http://www.google.com/imgres?imgurl=http://www.liv.ac.uk/physocean/schematics/thc.gif&imgrefurl=http://www.liv.ac.uk/physo...
http://www .google.com/imgres?imgurl=http://ww w.uw sp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/images/16_ocean_conveyor_nw s.jpg&img...
• Prinsip kerja dari Konversi Energi Panas Laut (KEPL) atau Ocean ThermalEnergy Conversion (OTEC) adalah menggunakan siklu...
• Pada sistem dengan siklus tertutup, air hangat dari permukaan laut dilewatkan pada suatu penukar panas dimana energi pan...
1 2000. Snowden, Paul, Kazuhiro Kitazawa, Masayuki Mac Takahashi . Deep OceanWater as Our Next Natural Resource. Chapter 3...
Open System OTEC• Use of Water as fluidhttp://www.google.com/imgres?imgurl=http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.di...
Operational ConceptSystem BoundaryPower PlantControlSystemWarm Seawater isExternal InputCold Seawater isExternal InputPowe...
Closed-loop OTEC facility
Closed-loop OTEC cycle
Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC)
Sea Water Air Conditioning (SWAC)
http://planetearthandhumanity.blogspot.com/2010/08/otec.htmlhttp://www.carbonzeroplanet.org/renewables/wave-tidal-oceanthe...
Sde tm5
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Sde tm5

1,990 views

Published on

Published in: Business, Technology
  • Be the first to comment

Sde tm5

  1. 1. ENERGI HIDRO(Hydro Power Energy)Kuliah 5
  2. 2. Energi Hidro• Energi hidro berdasar energi mekanis– Energi air terjun– Energi ombak laut– Energi pasang surut• Energi hidro berdasar energi termal– Energi panas laut
  3. 3. Spring 2010 3Aliran energi surya• Aliran energi dari matahari ke bumi menyebabkan– Terjadi keseimbangan energi di bumi :energy in = energy out– Dari seluruh energi surya yang sampai ke bumi 30%dipantulkan, 70% secara termal di radiasikan kembali• Beberapa energi yang sampai, diserap dalam proses dibumi sbb :– Sebagian besar memanaskan udara/air dan tanah– Sebagian besar menyebabkan perubahan cuaca (hujan, angin)– Beberapa bagian menjadi arus di lautan– Beberapa bagian menjadi proses photosintesa di tumbuhan
  4. 4. Spring 2010 4Distribusi energi terbarukan
  5. 5. Spring 2010 5Distribusi energi surya• Radiasi surya yang sampai ke bumi : 174 1015 W– Yaitu 1370 W/m2 dikalikan luas permukaan bumi yang menghadapmatahari ( R2)• 30% langsung dipantulkankembali ke ruang angkasa– Oleh awan, udara, tanah• 47% memanaskan udara, tanah dan air• 23% menguapkan air hingga menjadi hujan, angin , dll (bagiandari cuaca)• 0.21% menjadi angin, ombak laut, arus laut• 0.023% disimpan dalam energi kimia melalui photosintesatanaman
  6. 6. Spring 2010 6Energi dalam siklus hidrologi• Energi untuk menguapkan satu gram air adalah : 2,250 J• Sementara untuk menaikkan satu gram air ke lapisan troposfere(10,000 m) membutuhkan energimgh = (0.001 kg) (10 m/s2) (10,000 m) = 100 J• Artinya > 96% energi dalam pembentukan awan adalah untukpenguapan air; < 4% adalah untuk mengangkatnya keatas• Ketika air dalam awan mengalami kondensasi, dia melepaskanenergi yang dikandungnya ini• Ketika jatuh hujan energi potential dilepaskan menjadi energikinetik dan panas• Sebagian kecil energi potensial ini tetap tersisa ketika hujan jatuh didaerah pegunungan (lebih tinggi dari permukaan laut asalnya)– sebagian kecil energi tersisa ini yang menyebabkan terjadinya aliran sungai– Pembuatan Dam pada aliran sungai adalah usaha memusatkan energipotensial ini agar mudah di dayagunakan menjadi PLTA
  7. 7. Spring 2010 7Siklus hidrologiLots of energy associated with evaporation:both mgh (4% for 10 km lift) and latent heat (96%) of water
  8. 8. Spring 2010 8Energi dari siklus hidrologi yang dapat diambil• Sejumlah 40 1015 W energi surya digunakan untukpenguapan air– Hal ini kira-kira 1.6 1010 kg per detik air laut yang diuapkan!– Artinya pula 3.5 mm per hari permukaan laut menguap (digantikanoleh hujan)• Energi potensial grafitasi yang diberikan ke uap air di atmosfir(dalam awan) per detik adalah:mgh = (1.6 1010 kg) (10 m/s2) (2000 m) = 3.2 1014 J• Apabila hanya 2.5% dari total energi ini yang bisa kita ambildan hanya 1.25% yang bisa dimanfatkan jumlahnya sudahsangat besar
  9. 9. Prinsip kerja energi air terjun• Energi air terjun dimanfatkan berdasarkan prinsip bahwa suatu bendayang berda pada ketinggian relatif terhadap tanah karena adanya gayagrafitasi akan memiliki energi potensial.• Air terjun atau air sungai yang mengalir pada ketinggain tertentu banyakditemukan didaratan yang memiliki elevasi beberapa puluh hingga ratusanmeter diatas level permukaan laut.• Air pada ketinggian tertentu tersebut memiliki energi potensial sebesar :Epot = m.g.hDengan m =masa air (kg)g = gaya grafitasih = ketinggian air terhadap level permukaan bumi tertentu (meter)• Daya yang dapat dihasilkan dari energi potensial tersebut adalah :P = g.Q.hdengan Q = debit air (m3/ detik)• Daya tersbut yang dapat memutar turbin-generator menjadi listrik
  10. 10. Pertimbangan pemanfaatan energi air terjun• Jumlah air yang tersedia yang merupakan fungsi curah hujan atau salju.Hal in tergantung dari siklus hidrologi dari daerah penangkapan air disekitar lokasi tersebut• Tinggi air terjun yang dapat dimanfaatkan yang tentunya tergantung daritopografi daerah tersebut.• Apabila akan dilakukan pembangunan bendungan (dam) luasan danstruktur tanah dari daerah yang akan terbenam oleh dam.• Jarak lokasi terhadap pusat beban atau jaringan transmisi.• Jumlah energi yang secara teoritis dapat diperolah selama setahun baik dimusim hujan maupun musim kering.• Besar daya pusat listrik yang akan dipasang dengan memperhatikanapakah pusat listrik tersebut akan dipakai sebagai pemikul beban dasaratau beban puncak.
  11. 11. 1. Berdasarkan jumlah ketersediaan air2. Berdasarkan ketersedian tinggi jatuh air (head)3. Berdasarkan jenis pembebananBerdasarkan jumlah ketersediaan air :a. PLTA jenis terusan aliran sungai (run-of-river) tanpa kolampengaturPLTA jenis ini tidak menyimpan air; memanfaatkan langsung air yangmengalir di sungai begitu air tersedia. Sehingga energi yangdibangkitkan pembangkit ini tergantung dari laju aliran air, selamamusim penghujan aliran air di sungai menjadi besar, maka energilistrik yang dihasilkan besar dan sebaliknya pada musim kemarau.Klasifikasi PLTA
  12. 12. b. PLTA jenis terusan aliran sungai (run-of-river) dengan kolampengaturDisini kolam pengatur dapat menyimpan air pada waktu diluar bebanpuncak (off peak) dan memanfaatkannya selama beban puncak.Sehingga jenis pembangkit ini dapat digunakan menyesuaikan denganbentuk kuva beban harian dari sistem tenaga listrik, yang tentunyalebih bermanfaat dari pada tipe tanpa kolam pengatur.c. PLTA dengan waduk (Dam)waduk berfungsi untuk menyimpan air selama musim penghujanhingga musim kemarau berikutnya. Air yang tersimpan dalam wadukdapat dikendalikan untuk dimanfatkan sesuai kebutuhan. Pembangkitini mempunyai kapasitas yang lebih baik dan dapat dimanfaatkansecara efisien sepanjang tahun. Kapasitasnya dapat diatur besarkecilnya dan dapat digunakan baik sebagai pembangkit beban dasar(base load) atau beban puncak (peak load) sesuai kebutuhan. Sebagianbesar PLTA adalah jenis ini. Jenis ini umumnya berfungsi juga sebagaipengatur irigasi, banjir dan untuk rekreasi.Klasifikasi PLTA
  13. 13. PLTA jenis terusan aliran sungai (run-of-river)PLTA jenis ini memanfaatkan aliran sungai secara alami untuk menghasilkan energi listrik.Air di hilir sungai dimanfaatkan tanpa mengganggu aliran sungai ke hulu. Energi listrikyang dihasilkan sebanding dengan jumlah volume air perdetik yang mengalir. Sehinggasaat sungai kering, generator tidak menghasilkan listrik. Namun keuntungannya biayakonstruksinya murah dan pembangunannya sederhana. PLTA ini cocok dibangun padasungai-sungai besar di Indonesia yang lokasinya masih terisolasi dan bertujuan untukmendapatkan sumber energi listrik yang ramah lingkungan dengan segera
  14. 14. PLTA dengan kolam pengatur (regulating pond)• PLTA jenis ini menggunakan bendungan yang melintang disungai, yang bertujuanuntuk menaikkan permukaan air dibagian hulu sungai guna membangkitkan energipotensial yang lebih besar sebagai pembangkit listrik. PLTA jenis ini memiliki efisiensiyang lebih baik daripada PLTA tipe terusan aliran sungai.• Dengan menggunakan cara seperti ini, kita juga dapat mengatur aliran sungai per hariataupun per minggu untuk membangkitkan listrik sesuai dengan kebutuhan beban.Karena bisa mengatur aliran sungai, PLTA jenis ini bisa digunakan sewaktu-waktuuntuk memenuhi kebutuhan sumber energi pada saat beban puncak.
  15. 15. PLTA dengan menggunakan waduk (Dam)• Waduk/Reservoir/ Dam –menampung air sungai dan air hujan• Penstock – pipa yang mengalirkan airdari dam ke ruang turbin. Bisaditanam dalam tanah atau diatastanah.• Turbin – mengkonversikan energipotensial air menjadi energi mekanikuntuk memutar generator.• Generator – mengkonversikan energimekanik menjadi energi listrik• Intake – pintu air yang mengaturvolume air yang dialirkan ke penstock• Transformer - untuk menaikkantegangan dari generator ke tegangandari jaringan transmisi yangmengirimkan listrik ke pelanggan
  16. 16. PLTA dengan menggunakan waduk (dam)• PLTA tipe ini mirip dengan prinsip PLTA yang menggunakan kolampengatur. Cuma disini dibuatkan sebuah waduk yang dapatmenampung air dalam jumlah besar, sehingga kapasitas pembangkitanenergi listrik PLTA juga menjadi lebih besar lagi. Waduk ini biasanyaberbentuk hampir seperti danau buatan, atau dapat dibuat dari danauasli sebagai penampung air hujan sebagai cadangan untuk musimkemarau. PLTA jenis banyak terdapat di negara-negara yang memilikicurah hujan sedikit, hanya 2-3 bulan saja, atau negara 4 musim.• Sayangnya pembuatan PLTA yang menggunakan bendungan ini selainmenghabiskan tanah dan modal yang besar. terkadang bisamenyebabkan perubahan atau kerusakan lingkungan yang fatal.
  17. 17. Klasifikasi PLTABerdasarkan ketersedian tinggi jatuh air (head) :a. PLTA dengan head rendah ( < 30 meter )Bisa menggunakan waduk/ dam kecil dan rendah atau tanpa waduk.Umumnya PLTA jenis run-of-river memiliki head < 30 meter.Kapasitas pembangkitnya dapat sampai 25 MWb. PLTA dengan head medium ( antara 30 m s/d 300 meter)Umumnya menggunakan Dam besar, seperti pada PLTA Saguling,PLTA Cirata dan PLTA Jatiluhur. Kapasitas pembangkitnya besar (PLTACirata 1008 MW)c. PLTA dengan head tinggi ( > 300 meter )Umumnya menggunakan waduk dengan Dam besar yang terletak diketinggian pegunungan
  18. 18. Klasifikasi PLTABerdasarkan jenis pembebanan :a. PLTA pemikul beban dasar (base load)PLTA dipakai sebagai pemikul beban dasar, apabila dapatmenyediakan daya secara terus menerus sepanjang hari dansepanjang tahun. PLTA jenis run-of-river umumnya dioperasikansebagai base load, karena apabila air sungai yang tersedia tidakdimanfaatkan maka air tsb akan dibuang percuma, padahal biayaoperasi PLTA sangat murah. PLTA waduk dapat juga dioperasikansebagai base load apabila kapasitas air di waduk mencukupi.b. PLTA pemikul beban puncak (peak load)sebagian kapasitas PLTA waduk umumnya digunakan sebagai peakload, yaitu sebagai pengganti PLTG minyak yang umumnyadioperasikan sebagai peaker. PLTA pumped storage dirancang khusussebagai PLTA peak load.
  19. 19. Pembebanan Pembangkit020004000600080001000012000140001600000.3002.3004.3006.3008.3010.3012.3014.3016.3018.3020.3022.30WadukHSDMFOBatubaraGasGeotermalROR
  20. 20. PLTA jenis pompa – generator (pumped-storage)
  21. 21. PLTA jenis pumped - storage• PLTA jenis ini membutuhkan dua buah kolam pengatur. Saat kebutuhanlistrik meningkat, air akan dialirkan dari kolam pengendali atas danditampung di kolam pengendali yang bawah. Energi potensial aliran airinilah yang dimanfaatkan menjadi energi listrik. Sedangkan saat bebanminimal, listrik yang dihasilkan pembangkit listrik lain digunakan untukmemompa balik air ke kolam penampung diatas untuk digunakankembali saat dibutuhkan.• Di Indonesia pembangkit ini cocok dikembangkan karena pada saatmalam hari, semua orang serempak menggunakan listrik sehinggabeban melonjak secara seketika, sedangkan siang hari hanya sedikitorang yang menggunakan listrik. Pembangkit ini bertujuan untukmenyimpan energi listrik sisa yang dibangkitkan. Sisa listrik yangdibangkitkan oleh PLTU lainnya digunakan untuk memompa air dandigunakan saat beban puncak di malam hari.
  22. 22. 1. Berdasarkan jenis aliran aira. Axial flow : memiliki aliran sepanjang porosb. Inward radial flow : aie mengalir sepanjang radiusc. Tangensial or peripheral flow : air mengalir dari arah tangensiald. Mixed flow : air masuk dari arah radial dan keluar dari arah axial2. Berdasarkan gerakan air dalam memutar turbin :a. Turbin impuls (Impulse turbine)b. Turbin reaksi (Reaction turbine)3. Berdasarkan nama penemunya :a. Turbin Peltonb. Turbin Francisc. Turbin KaplanKlasifikasi Turbin Air
  23. 23. Turbin Impuls dan Turbin Reaksi
  24. 24. Turbin Pelton• Ditemukan oleh Lester Allan Pelton sekitar tahun 1870• Merupakan jenis turbin impuls, artinya menghasilkan energi dari tekananair sesuai dengan Hk. Newton kedua.• Merukan jenis tangential flow impulse turbine,• Air mengalir searah tangensial dari runner. Nosel mengarahkan aliran airbertekanan ke sederetan mangkok diujung roda. Setiap mangkokmembalikkan arah air dengan mengambil energinya, sehingga terjadiputaran impuls dari turbin. Mangkok dibuat sepasang kiri kanan untukmenjaga kesesimbangan roda, serta agar transfer momentum dari fluidake roda efisien dan lebih smooth.• Turbin Pelton paling efisien untuk PLTA dengan head tinggi• Umumnya dipakai pada PLTA dengan head tinggi dan flow rendah
  25. 25. Turbin Pelton
  26. 26. Turbin Kaplan• Turbin Kaplan merupakan turbin air tipe propeller yang memiliki sudu-sudu yang dapat diatur. Turbin ini pertama dikembangkan tahun 1913 olehAustrian professor Viktor Kaplan• Turbin Kaplan merupakan evolusi dari Turbin Francis, yang memungkinkandapat menghasilkan tenaga lebih efisien pada kondisi head yang rendah.Dimana hal ini sebelumnya tidak bisa untuk Turbin Francis. Saat ini banyakdigunakan di seluruh dunia pada PLTA yang memiliki flow tinggi danganhead rendah.• Turbin Kaplan merupakan jenis inward flow reaction turbine, yang artinyatekanan dari fluida kerja berubah selama mengalir melalui turbin sambilmelepaskan energi. Rancangan design turbin ini merupakan kombinasidari tipe radial dan axial• variasi dari turbin kplan cukup banyak, antara lain :– Turbin Propeler– Turbin Bulb (Tubular Turbin)– Straflo Turbin (S-Turbin)– Tyson Turbin
  27. 27. Turbin Kaplan
  28. 28. Turbin Francis• Turbin Francis dikembangkan oleh James B. Francis. Merupakan tipe inward flowreaction turbine yang mengkombinasikan konsep radial and axial flow .• Merupakan jenis turbin air yang paling banyak digunakan saat ini. Dapatdioperasikan dengan variasi head mulai dari 10 meter hingga beberapa ratusmeter• Turbin ini merupakan jenis turbin reaksi, artinya tekanan fluida kerja berubahselama mengalir melalui turbin sambil melepaskan energinya. Dibutuhkan suatupenstock untuk mengalirkan air. Turbin biasanya diletakkan didasar dam.• Inlet berbentuk spiral. Sudu pengarah mengarahkan air secara tangensial kerunner. Aliran radial ini mengena pada sudu runner menyebabkan runner berputar.Sudu pengarah (guide vanes or wicket gate) dapat diatur guna memungkinkanoperasi turbin lebih efisien sesuai dengan kondisi flow dari air.• Turbin ini dedesain spesifik tergantung dari lokasinya, agar diperoleh efisiensiturbin yang dapat mencapai 90 %.• Turbin ini dapat beroperasi pada berbagai variasi head mulai 20 meter hinggabeberapa ratus meter, dayanya dari beberapa kW hingga 1000 MW, dimensinyadari beberapa sentimeter hingga 10 meter.• Pada instalasi PLTA jenis Pumped Storage, umumnya digunakan turbin Francis,yang dapat juga berfungsi sebagai pumpa.
  29. 29. Turbin Francis
  30. 30. Contoh-contoh PLTA1. PLTA dengan menggunakan waduk (Dam)– Contoh : PLTA Saguling, PLTA Cirata, PLTA jatiluhur, PLTASutami, dll.2. PLTA jenis terusan aliran sungai atau run-of-river– Contoh : PLTA Sengguruh, PLTA Niagara Falls3. PLTA dengan kolam pengatur (regulating pond)– Contoh :4. PLTA pompa – generator (pumped storage)– Rencana PLTA Cisokan5. PLTA Hydroseries atau cascade– Contoh : PLTA Saguling – Cirata - Jatiluhur
  31. 31. PLTA cascade (berurutan)PLTA Hydroseries atau cascade atau berurutanPada suatu Daerah Aliran Sungai (DAS) tertentu dapat dibangunbeberapa PLTA mulai dari hilir sungai hingga ke hulusungai, dengan menggunakan aliran sungai yang sama. Misalnya:– PLTA Saguling – Cirata - Jatiluhur pada DAS sungai Citarum– PLTA Wlingi – Sengguruh – Sutami pada DAS sungai BrantasBahkan di beberapa negara dapat dibuat PLTA cascade hinggalebih dari 5 PLTA, misalnya :– DAS sungai Yangste di China ada 8 PLTA– DAS sungai ........... Di Swedia hingga 9 PLTA
  32. 32. • Karena bumi berputar sehari 24 jam, maka secara teoritis air laut pasangdan surut terjadi setiap 12 jam• Masa air laut akibat perbedaan pasang dan surut adalah sebesar : m =ρAh• Dimana ρ = masa jenis air laut, A = luas permukaan kolam penampunganair laut pada saat pasang, dan h = tinggi air laut pada saat pasang• Energi potensial yang tersimpan adalah sebesar :Energi pasang surut (Tidal Energy)mghE 21
  33. 33. • Sehingga kerja yang dihasilkan adalah :• Daya yang dihasilkan adalah :• Contoh kasus Tidal Power di Perancis yang tinggi air pasangmaksimumnya adalah 7 m dengan luas kolam penampungan 45km2, diperoleh daya 250 MW perhitungan sbb:• Potensi Tidal Power di seluruh dunia dengan tinggi rata-rata airpasang 0,54 m dimana diperkirakan 2/3 permukaan bumi adalahberupa lautan, adalah 5 TW (TW = 1 x 1012 Watt) atau 10% darikebutuhan listrik dunia pada tahun 2050TgAhP TW22MWsmkmkgmmsP 250)3600)(12)(2()7)(45()10)(8,9( 22332Energi pasang surut (Tidal Energy)221gAhW
  34. 34. Energi pasang surut (Tidal Energy)• Memanfaatkan perbedaan tinggi air laut di pantai pada saat air lautpasang pasang dan surut menjadi energi listrik• Pola terjadinya air laut pasang dan surut ini dapat diprediksikandengan variasi dari bulan ke bulan sangat kecil.• Oleh karena tenaga listrik dari air laut pasang dan surut ini tidakkontinu maka diperlukan penyimpan energi (energy storage) yangcukup besar.• Frekuensi terjadinya air laut pasang dan surut serta tinggirendahnya level air laut pada saat pasang sangat bervariasi diberbagai lokasi didunia.• Ada yang terjadinya air pasang hanya sehari sekali ada yang sehari 2kali.• Tinggi level air laut pada saat pasang juga bervariasi dari beberapameter hingga mencapai 17 meter.• Terjadinya air laut pasang dan surut adalah akibat adanya gaya tarikbulan terhadap bumi
  35. 35. • Cara sederhana untuk memanfaatkan energi yang tersimpan padakejadian air laut pasang dan surut menjadi tenaga listrik adalahdengan mengisi kolam penampungan air laut pada saat air lautpasang sambil mengoperasikan turbine air (Arus pasang).Selanjutnya kolam tersebut dikosongkan pada saat air laut surutdengan membuka pintu airnya. Proses ini akan berulang kembali.• Dengan cara yang lain dapat pula dilakukan kebalikannya, yaitupada saat air laut surut kolam tersebut dikosongkan sambildigunakan untuk memutar turbin air (Arus surut).• Salah satu kelemahan dari pemanfaatan energi pasang surut adalahterjadinya sangat bervariasi, sehingga tenaga listrik yang dihasilkantidak bisa kontinu.• Salah satu cara untuk mengatasi kelemahan ini adalah denganmembuat dua kolam berdampingan yang satu denga arus pasangdan sebelahnya dengan arus surut.Energi pasang surut (Tidal Energy)
  36. 36. Energi pasang surut (Tidal Energy)Instalasi Tidal PowerDi Perancis 250 MW
  37. 37. La Rance tidal power plant at St. Malo, France.
  38. 38. Energi pasang surut
  39. 39. Energi pasang surut (Tidal Energy)
  40. 40. Energi pasang surut (Tidal Energy)
  41. 41. Energi pasang surut (Tidal Energy)
  42. 42. Energi Ombak/ gelombang laut (Wave Energy)• Gelombang laut terjadi karena gesekan antara angin denganpermukaan laut, denagn ketinggian puncak gelombang sekitar 2atau 3 meter.• Energy gelombang merupakan energi solar yang terkonsentrasi.Solar energy dapat tersimpan dalam energy gelombang, danbahkan dikonsentrasikan (diperkuat) menjadi energi gelombang.Dari sekitar 100 W/m2 solar energy dapat menjadi 1000 W/m2energi gelombang.• Daya yang dapat dihasilkan dari gelombang laut adalah sbb :• Dimana :– ρ = berat jenis air laut (1025 kg/m2)– g = grafitasi bumi (9,8 m/s2)– T = periode gelombang laut (s)– H = tinggi gelombang laut (m)3222THgP
  43. 43. Wave Energy
  44. 44. Wave EnergyOceanlinx
  45. 45. Teknologi pemanfaatan energi gelombang laut
  46. 46. Teknologi pemanfaatan energi gelombang laut
  47. 47. Teknologi pemanfaatan energi gelombang lautOcilating Water Coulum (OCW)
  48. 48. Inatalasi pemanfaatan energi gelombang lautOcilating Water Coulum (OCW)
  49. 49. Energi ombak laut
  50. 50. Energi ombak laut
  51. 51. Energi Panas laut (Ocean Thermal Energy)• Memanfaatkan perbedaan suhu antara suhu air laut dipermukaan laut dengan suhu air laut di kedalaman > 500meter• Pada kedalaman laut > 500 mter, suhu air laut turunmencapai 5 oC hingga 7 oC• Sementara suhu air laut dipermukaan adalah sekitar 30 oC.• Energi panas laut memanfaatkan selisih atau perbedaan suhuini yaitu sekitar 25 oC untuk menguapkan suatu fluida kerjayang mempunyai titik didih rendah, seperti : gas Freon R-22,Amonia, atau gas Propan, yaitu sekitar 25 oC pada tekanan 15kg/cm2
  52. 52. http://www.google.com/imgres?imgurl=http://www.liv.ac.uk/physocean/schematics/thc.gif&imgrefurl=http://www.liv.ac.uk/physocean/research.html&usg=__g4lYuiZNZ1THU7V6BHy7mPnOz-
  53. 53. http://www .google.com/imgres?imgurl=http://ww w.uw sp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/images/16_ocean_conveyor_nw s.jpg&imgrefurl=http://www.uw sp.edu/geo/faculty/lemke/geol370/lecture_notes/16_causes_of_climatic_change.html&usg=__zhR99CRHcEWai9Dvsa6q2OptSWI=&h=329&w=633&sz=68&hl=en&start=38&zoom=1&tbnid=Zg3TkHVhO5r6ZM:&tbnh=87&tbnw =167&ei=WYFkTZb0FobbgQeC3PmzBw &prev=/images%3Fq%3Dthermo%2Bhaline%2Bcirculation%26hl%3Den%26safe%3Doff%26biw%3D1280%26bih%3D581%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:10%2C9600%2C960&itbs=1&iact=hc&vpx=929&vpy=312&dur=309&hovh=162&hovw =312&tx=265&ty=156&oei=dYBkT bu5HcbftgfxuoCaBg&page=3&ndsp=20&ved=1t:429,r:19,s:38&biw =1280&bih=581http://www.google.com/imgres?imgurl=http://www.lmvp.org/Waterline/winter2003/images/thermohaline.jpg&imgrefurl=http://www.lmvp.org/Waterline/winter2003/thermohaline.htm&usg=__TcNN3OYb
  54. 54. • Prinsip kerja dari Konversi Energi Panas Laut (KEPL) atau Ocean ThermalEnergy Conversion (OTEC) adalah menggunakan siklus Rankine.• Terdapat dua metode yang digunakan yaitu suklus terbuka dan siklustertutup.• Pada siklus terbuka fluida kerjanya dibunakan langsung air laut. Aiarhangat yang berasal dari permukaan diuapkan pada suatu evaporator yangbekerja pada suhu 20 oC dan tekanan 0,03 bar. Uap air yang dihasilkandigunakan untuk memutar turbin.• Selanjutnya uap keluar dari turbin di kondensasikan kembali menjadi airtawar melalui kondensor yang dialiri air laut dingin dari dasar laut.• Hasil samping dari sistem ini adalah dapat menghasilkan air tawar.• Kerana tekanan yang digunakan sangat rendah, maka akan membutuhkandimensi peralatan konversi yang sangat besar. Sebagai ilustrasi untukmenghasilkan daya 10 MW dibutuhkan turbin berukuran diameter 100meter.Energi Panas laut (Ocean Thermal Energy)
  55. 55. • Pada sistem dengan siklus tertutup, air hangat dari permukaan laut dilewatkan pada suatu penukar panas dimana energi panasnya diambiluntuk menguapkan suatu fluida kerja (misal : Amonia). Amonia cair akanberubah menjadi gas pada suhu sekitar 21 oC dan tekanan 8 bar.• Gas amonia ini yang selanjutnya digunakan untuk memutar turbin. Gasamunia yang keluar turbin di kembalikan menjadi amonia cair padakondensor yag dialiri oleh air laut dingin dari dasar laut.• Efisiensi yang dihasilkan pada siklus ini hanya sekitar 2,5 %, karena energiyang dibutuhkan untuk memompa air laut dari kedalaman > 500 metercukup besar.• Sebagai ilustrasi untuk menghasilkan daya 1 MW dibutuhkan aliran airlaut dari dasar laut sejumlah 3 – 5 m3/detikEnergi Panas laut (Ocean Thermal Energy)
  56. 56. 1 2000. Snowden, Paul, Kazuhiro Kitazawa, Masayuki Mac Takahashi . Deep OceanWater as Our Next Natural Resource. Chapter 3: OTEC Is Not A Dream. Tokyo.http://www.terrapub.co.jp/e-library/dow/index.htmlClosed System OTEC-Use of low boilingpoint fluid
  57. 57. Open System OTEC• Use of Water as fluidhttp://www.google.com/imgres?imgurl=http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/Yevette_Lancaster/open%2520otec.jpg&imgrefurl=http://ffden-2.phys.uaf.edu/212_fall2003.web.dir/Yevette_Lancaster/OTEC.htm&usg=__4BHbZGZTaiRYC8yzyTot1HARx5E=&h=277&w=353&sz=42&hl=en&start=0&zoom=1&tbnid=W10_4JFt_zIL4M:&tbnh=134&tbnw=171&ei=RqpvTey-D468sAP3vt20Cw&prev=/images%3Fq%3DOpen%2BSystem%2BOTEC%26hl%3Den%26safe%3Doff%26biw%3D1280%26bih%3D584%26gbv%3D2%26tbs%3Disch:1&itbs=1&iact=hc&vpx=491&vpy=90&dur=404&hovh=199&hovw=253&tx=152&ty=115&oei=RqpvTey-D468sAP3vt20Cw&page=1&ndsp=18&ved=1t:429,r:2,s:0
  58. 58. Operational ConceptSystem BoundaryPower PlantControlSystemWarm Seawater isExternal InputCold Seawater isExternal InputPower to PowerPlant is SystemOutput12/18/2009 59OTEC African Deployment
  59. 59. Closed-loop OTEC facility
  60. 60. Closed-loop OTEC cycle
  61. 61. Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC)
  62. 62. Sea Water Air Conditioning (SWAC)
  63. 63. http://planetearthandhumanity.blogspot.com/2010/08/otec.htmlhttp://www.carbonzeroplanet.org/renewables/wave-tidal-oceanthermal.phpOTEC Designs

×