Dokumen tersebut membahas tentang sistem pembangkit tenaga listrik yang meliputi proses pembangkitan energi listrik dari berbagai sumber daya alam seperti air, batubara, dan gas kemudian ditransmisikan dan didistribusikan ke konsumen. Secara khusus membahas tentang sistem pembangkit listrik tenaga air (PLTA) dan mikrohidro yang memanfaatkan energi potensial air untuk diubah menjadi energi listrik melalui komponen seperti bendungan,

2. Sistem Pembangkit Tenaga Listrik
Energi Listrik
Energi listrik merupakan energi yang mudah
dikonversikan, dibangkitkan, didistribusikan dengan proses
yang efisien, efektif, ekonomis dibandingkan dengan energi
yang lain.
Energi listrik didapat dari merubah bentuk energi
lainnya, seperti gerak, panas, kimia dan nuklir
PLTA, PLTU, PLTD adalah penghasil listrik dengan
merubah energi gerak menjadi energi listrik. Alat yang
digunakan di sini adalah generator.

3. Sistem Teknik Tenaga Listrik
Sistem tenaga listrik merupakan sekumpulan pusat listrik
dan gardu induk (pusat beban) yang satu sama lain
dihubungkan oleh Jaringan Transmisi sehingga merupakan
sebuah kesatuan interkoneksi

4. Sistem Tenaga listrik terbagi :
1. Sistem Pembangkitan
Sistem pembangkitan tenaga listrik berfungsi membangkitkan energi
listrik melalui berbagai macam pembangkit tenaga listrik.
Pada pembangkit tenaga listrik ini sumber-sumber energi alam dirubah
oleh penggerak mula menjadi energi mekanis yang berupa kecepatan
atau putaran, selanjutnya energi mekanis tersebut di rubah menjadi
energi listrik oleh generator.

5. Sumber-sumber energi alam dapat berupa :
· Bahan bakar yang berasal dari fossil : batubara, minyak
bumi, gas alam
· Bahan galian : uranium, thorium
· Tenaga air, yang penting adalah tinggi jatuh air dan debitnya
· Tenaga angin, daerah pantai dan pegunungan
· Tenaga matahari

6. 2. Sistem Transmisi
Sistem Transmisi berfungsi menyalurkan tenaga listrik dari
pusat pembangkit ke pusat beban melalui saluran transmisi.
Saluran transmisi akan mengalami rugi-rugi tenaga,
maka untuk mengatasi hal tersebut tenaga yang akan
dikirim dari pusat pembangkit ke pusat beban harus
ditransmisikan dengan tegangan tinggi maupun tegangan
ekstra tinggi.

7. 3. Sistem Distribusi
Sistem Distribusi berfungsi mendistribusikan tenaga listrik ke konsumen yang
berupa pabrik, industri, perumahan dan sebagainya. Transmisi tenaga dengan
tegangan tinggi maupun ekstra tinggi pada saluran transmisi di rubah pada
gardu induk menjadi tegangan menengah atau tegangan distribusi primer, yang
selanjutnya diturunkan lagi menjadi tegangan untuk konsumen
Prinsip kerja dalam sistem tenaga listrik dimulai dari bagian pembangkitan
kemudian disalurkan melalui sistem jaringan transmisi kepada gardu induk dan
dari gardu induk ini disalurkan serta dibagi-bagi kepada pelanggan melalui
saluran distribusi.

8. Tegangan generator pada umumnya rendah antara 6 kV sampai 24 kV, maka
tegangan ini biasanya dinaikan dengan pertolongan transformator daya ke
tingkat tegangan yang lebih tinggi antara 30 kV sampai 500 kV (dibeberapa
negara maju bahkan sudah sampai 1000 kV). Tingkat tegangan yang lebih tinggi
ini, selain untuk memperbesar daya hantar dari saluran yang berbanding lurus
dengan kuadrat tegangan, juga memperkecil rugi-rugi daya dan jatuh tegangan
pada saluran.
Penurunan tegangan dari tingkat tegangan transmisi pertama-pertama
dilakukan pada gardu induk (GI), dimana tegangan diturunkan ke tegangan yang
lebih rendah, misalnya dari 500 kV ke 150 kV atau dari 150 kV ke 70 kV.

9. Kemudian penurunan kedua dilakukan pada gardu induk
distribusi dari 150 kV ke 20 kV atau dari 70 kV ke 20 kV. Tegangan
20 kV ini disebut tegangan distribusi primer.
Ada dua kategori saluran transmisi, saluran udara (overhead
lines) dan saluran kabel tanah (underground cable). Untuk saluran
udara menyalurkan tenaga listrik melalui isolator- isolator,
sedangkan saluran kabel tanah menalurkan tenaga listrik melalui
kabel-kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah.

10. Sistem PLTA
Pembangkit tinggi tenaga air (PLTA) bekerja dengan cara
merubah energi potensial (dari dam atau air terjun) menjadi energi
mekanik (dengan bantuan turbin air) dan dari energi mekanik menjadi
energi listrik(dengan bantuan generator).
Jenis – jenis PLTA :
Potensi tenaga air didapat pada sungai yang mengalir di daerah
pegunungan. Untuk dapat memanfaatkan potensi dari sungai ini,
maka kita perlu membendung sungai tersebut dan airnya disalurkan
ke bangunan air PLTA. Ditinjau dari cara membendung air, PLTA
dapat dibagi menjadi 2 kategori yaitu :

11. 1. PLTA run off river
Pada PLTA run off river, air sungai dialihkan dengan
menggunankan dam yang dibangun memotong aliran
sungai. Air sungai ini kemudian disalurkan ke bangunan
air PLTA.

12. 2. PLTA dengan kolam tando (reservoir)
Pada PLTA dengan kolam tando (reservoir), air sungai dibendung
dengan bendungan besar agar terjadi penimbunan air sehingga
terjadi kolam tando. Selanjutnya air di kolam tando disalurkan ke
bangunan air PLTA.

14. Cara Kerja PLTA
Komponen – kompnen dasar PLTA berupa dam, turbin, generator dan transmisi.
· Dam berfungsi untuk menampung air dalam jumlah besar karena turbin
memerlukan pasokan air yang cukup dan stabil. Selain itu dam juga berfungsi
untuk pengendalian banjir. contoh waduk Jatiluhur yang berkapasitas 3 miliar
kubik air dengan volume efektif sebesar 2,6 miliar kubik.
· Turbin berfungsi untuk mengubah energi potensial menjadi energi mekanik.
gaya jatuh air yang mendorong baling-baling menyebabkan turbin berputar.
Turbin air kebanyakan seperti kincir angin, dengan menggantikan fungsi dorong
angin untuk memutar baling-baling digantikan air untuk memutar turbin.
Perputaran turbin ini di hubungkan ke generator. Turbin terdiri dari berbagai
jenis seperti turbin Francis, Kaplan, Pelton, dll.

15. · Generator dihubungkan ke turbin dengan bantuan poros dan gearbox.
Memanfaatkan perputaran turbin untuk memutar kumparan magnet didalam
generator sehingga terjadi pergerakan elektron yang membangkitkan arus AC.
· Travo digunakan untuk menaikan tegangan arus bolak balik (AC) agar listrik
tidak banyak terbuang saat dialirkan melalui transmisi. Travo yang digunakan
adalah travo step up.
· Transmisi berguna untuk mengalirkan listrik dari PLTA ke rumah – rumah atau
industri.
Sebelum listrik kita pakai tegangannya di turunkan lagi dengan travo step down.

16. 3. Pembangkit Listrik Mikro hidro
Salah satu energi terbarukan yang sangat potensial adalah penggunaan
energi air untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikro Hidro (PLTMH). PLTMH
adalah istilah yang digunakan untuk instalasi pembangkit listrik yang
mengunakan energi air. Kondisi air yang bisa dimanfaatkan sebagai
sumber daya (resources) penghasil listrik adalah memiliki kapasitas aliran
dan ketinggian tertentu dan instalasi. Semakin besar kapasitas aliran
maupun ketinggiannya dari istalasi maka semakin besar energi yang bisa
dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik.
Biasanya Mikrohidro dibangun berdasarkan kenyataan bahwa adanya air
yang mengalir di suatu daerah dengan kapasitas dan ketinggian yang
memadai. Istilah kapasitas mengacu kepada jumlah volume aliran air
persatuan waktu (flow capacity) sedangan beda ketinggian daerah aliran
sampai ke instalasi dikenal dengan istilah head.

17. Mikrohidro juga dikenal sebagai white resources dengan
terjemahan bebas bisa dikatakan “energi putih”. Dikatakan
demikian karena instalasi pembangkit listrik seperti ini
menggunakan sumber daya yang telah disediakan oleh alam dan
ramah lingkungan. Suatu kenyataan bahwa alam memiliki air
terjun atau jenis lainnya yang menjadi tempat air mengalir.
Dengan teknologi sekarang maka energi aliran air beserta energi
perbedaan ketinggiannya dengan daerah tertentu (tempat
instalasi akan dibangun) dapat diubah menjadi energi listrik,
Seperti dikatakan di atas, Mikrohidro hanyalah sebuah istilah.
Mikro artinya kecil sedangkan hidro artinya air.

18. Yang membedakan antara istilah Mikrohidro dengan
Miniihidro adalah output daya yang dihasilkan. Mikrohidro
menghasilkan daya lebih rendah dari 100 W, sedangkan untuk
minihidro daya keluarannya berkisar antara 100 sampai 5000
W. Secara teknis, Mikrohidro memiliki tiga komponen utama
yaitu air (sumber energi), turbin dan generator. Air yang
mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan
menuju rumah instalasi (rumah turbin).

19. Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam
hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan
mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros
turbin. Poros yang berputar tersebut kemudian
ditransmisikan/dihubungkan ke generator dengan mengunakan
kopling.
Dari generator akan dihasilkan energi listrik yang akan masuk ke
sistem kontrol arus listrik sebelum dialirkan ke rumah-rumah atau
keperluan lainnya (beban).

21. Komponen PLTMH
Diversion Weir dan Intake : (Dam/Bendungan Pengalih dan Intake)
Dam pengalih berfungsi untuk mengalihkan air melalui sebuah
pembuka di bagian sisi sungai (‘Intake’ pembuka) ke dalam sebuah bak
pengendap (Settling Basin) atau perangkap pasir (Sand Trap).

22. Settling Basin (Bak Pengendap) : Bak pengendap digunakan untuk
memindahkan partikel-partikel pasir dari air. Fungsi dari bak pengendap
adalah sangat penting untuk melindungi komponen-komponen berikutnya
dari dampak pasir.

23. Headrace (Saluran Pembawa) : Saluran pembawa mengikuti kontur dari sisi
bukit untuk menjaga elevasi dari air yang disalurkan.

24. Headtank (Bak Penenang) atau Forebay : Fungsi dari bak penenang adalah
untuk mengatur perbedaan keluaran air antara sebuah penstock dan
headrace (saluran pembawa), dan untuk pemisahan akhir kotoran dalam
air seperti pasir, kayu-kayuan.

25. Penstock (Pipa Pesat/Penstock) Penstock dihubungkan pada
sebuah elevasi yang lebih rendah ke sebuah roda air, dikenal
sebagai sebuah Turbin.

26. Turbine dan Generator Perputaran gagang dari roda dapat digunakan
untuk memutar sebuah alat mekanikal (seperti sebuah penggilingan
biji, pemeras minyak, mesin bubut kayu dan sebagainya), atau untuk
mengoperasikan sebuah generator listrik. Mesin-mesin atau alat-alat,
dimana diberi tenaga oleh skema hidro, disebut dengan ‘Beban’
(Load)