ITAIPU - PLTA Terbesar Didunia

Akhir2 ini kita sering banget denger kata “krisis energi”, hal ini dikarenakan kita masih tergantung dengan “Fossil Fuel” yang kita tau termasuk “not renewable “ alias ga bisa diperbaharui lagi. Bayangin aja bro, dari sejak eksplorasi pertama minyak sekitar tahun 1890 an sampai sekarang sudah berapa juta barrel minya yang kita sedot. Diprediksikan cadangan minyk bumi duni Cuma bertahan sekitar 50 tahunan ke depan. So we need alternative energy yang murah dan yang paling penting adalah ramah lingkungan. Efek sampingan dari Fossil Fuel adalah emisi carbon yang dihasilkan dari pembakarannya. Manusia sekarang mulai berupaya mencari energi alternative, mulai dari nuklir sampe kemaren kia denger adanya Blue Energy.
Disini gw mo share ama BFers semua kalo ada energi alternative yang murah, reliable, dan ramah lingkungan yaitu air………. Cuman sayang banget kita ga begitu interest ama sistem ini, ada beberapa PLTA juga indonesia seperti PLTA Saguling, PLTA Asahan, Riam Kanan. Tapi lom bisa dijadikan "tulang punggung" per-listrika-an, ga tau kenapa???



ITAIPU

PLTA pada awalnya banyak diragukan semua pihak termasuk para ahli, ada yang mengatakan "Not sufficient", "unreliable", "not feasable". Tapi akhirnya ITAIPU membuktikan kalo itu salah besar. ITAIPU adalah Pembangkit Listrik Tenaga Air terbesar di seluruh dunia. Menghasilkan keluaran daya 10X lipat dibanding pembangkit nuklir. Menyuplai kebutuhan konsumsi listrik masyarakat kota terbesar kedua di dunia ddengan Zero Emmision sejak 1984 yang dikembangkan lagi sampi 1991. Pada tahun 2000 mencapai rekor 93.4 Milyar kWh 93% konsumsi energi listrik Paraguay dan 20% konsumsi listrik masyarakat Brazil di supply oleh ITAIPU.

Apa itu PLTA

PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) adalah suatu system pembangkit energi listrik dengan cara memanfaatkan aliran dari air yang kemudian diubah menjadi energi listrik malalui putaran turbin dan generator. Sistem yang sangat simple, dan yang penting adalah ramah terhadap lingkungan.

Skema dari PLTA
•Dam – Hampir semua PLTA mengandalkan bagian ini untuk membendung air dari sunagai hinggga terbentuk danau. Pada PLTA tertentu Dam dimanfaatkan untuk tempat rekreasi.
•Intake – Pintu air untuk masuknya aliran air menuju ke turbin melalu penstock.
•Penstock – Saluran pipa air yang menuju ke turbin. Didalam pipa ini tekanan oir naik.
•Turbine – Mesin yang memutar generator. Biasanya turbine yang dipakai adalah Francis Turbine. Sebuah turbin mempunyai berat sampe 172 tons dan kecepatan putaran 90 rpm.

Foto impeler francis turbine

•Generators – Mesin penghasil listrik
•Transformer – Trafo untuk mengubah tegangan AC ke tegangan yang lebih tinggi.
•Power lines – Jaringan listrik 3 phase
•Outflow – Aliran air yang melewati impeller akan dialirakan lagi ke Dam.

DAM

Berlokasi di perbatasan Brazil-Paraguay dan tidak jauh dari perbatasan Argentina, permulaan proyek ini dimulai pada tahun 1966 ketika Menlu Brazil dan Paraguay menandatangani kesepakatan bersama “Kesepakatan Ygazu”. Yang kemudian ditindak lanjuti dengan penelitian kemampuan Hydraulic dari Sungai Parana.
Pada 26 April 1973, Brazil & Paraguay menandatangani perjanjian “Pengembangan sumber listrik tenaga air dari sungai Parana” yang kemudian terbentuk “ITAIPU Binancional” (Kerjasama secara hokum, administrasi dan kemampuan keuangan dan teknikal untuk merencanakan & mengoperasikan Pembangkit Listrik)
Pelaksanaan konstruksi dimulai pada tahun 1975, mencapai puncaknya pada tahun 1978 dengan pekerja sekitar 30000 orang dilokasi. Dengan produksi concrete (bahan untuk beton) sekitar 12,8Juta m³ (15 kali dari produksi concrete yang digunakan untuk Eurotunnel/terowongan yang menyambungkan antara Inggris dengan perancis). Ketinggian dari Dam adalah 196m, lebar 7,76 km. Danau yang terbentuk akibat bendungan tersebut mencapai panjang 170 km dengan volume air 29 milyar ton.
Unit 1 mulai beroperasi pada Desember 1983, Jaringan listrik di Paraguay selesai dibangun pada maret 1984, sedangkan Brazil 5 bulan setelah itu. Pada maret 1991 unit terakhir (Unit 18) mulai beoperasi.
Air yang diperlukan pada intake untuk 1 turbin (Francis Turbine) dengan keluaran daya 715 MW adalah 700m3/s. Dengan efisiensi 98.6%.
NOTE: efisiensi adalah perbandingan antara energi input dengan energi output. Semakin besar nilai efisiensi semakin bagus (jadi ga ada loss of energy). Coba bandingkan dengan PLTU (tenaga uap) atau PLTG (tenaga gas). PLTU efisiensinya sekitar 60% - 80% (artinya batubara yang dibakar untuk menghasilkan Uap yang digunakan untuk memutar turbin cuma 60% saja yang hasilnya jadi Listrik. sisanya terbuang menjadi panas), sedangkan untuk PLTG malah lebih rendah dari PLTU, efisiensi sekitar 50%-70%).
Setiap tahun ITAPU menghasilkan energi listrik sekitar 75 TWh dan mengurangi emisi CO2 kurang lebih 67.5 juta ton (dibandingkan dengan pembangkit listrik tenaga batubara). Total biaya proyek ini adalah US$ 20 juta
Konversi Daya

Prinsip konversi energi pada Pembangkit Listrik Tenan Air:
Energi potensial timbl akibat dari ketinggian air danau terhadap turbine (yang berada di 196m dibawah). Energi ini akan dikonversi menjadi energi kinetik dengan cara mengarahkan aliran air ke arah turbin (ke sudu-sudu nya/blades). Oleh turbine blades (sudu-sudu) energi kinetic diubah menjadi energi putar. Putaran inilah yang memutar generator. Akibat generator berputar, maka timbulah energi listrik akibat adanya medan magnet disekitar lilitan koil.
Berikut adalah perhitunangan matematis dari Energi Potensial:
Wpot = 0.5 (hul +hip) (hul -hip)* g * A * Berat Jenis air
hul= height of upper level (222 m)
hip= height of penstock inlet (187 m)
g= acceleration of free fall (9.81 m/s²)
A= area of lake (1350 km²)
Density of water (1000 kg/m³)

Wpot,abs = 9,48 * 1016 J = 94,8 PJ

Electrical

Setiap tahun ITAPU menghasilkan 75 TWh. Listrik dari ITAPU dialirkan melalui jaringan 3-phase baik ke Brazil dan Paraguay dengan system jaringan yang berbeda. Karena ada 2 Frekuensi, 50 Hz dan 60 Hz, 2 sistem transmisi dibangun untuk mensupportnya.
Transformers
Untuk menaikkan tegangan /Voltase dari output generator maka dibangun trafo 2 macam:
- Trafo 1-Phase dengan 9 bank kapasitor 18 kV - 525 kV dengan rated 825 MVA untuk 50 Hz.
- Trafo 1-Phase dengan 9 bank kapasitor 18 kV - 525 kV dengan rated 768 MVA untuk 60 Hz.

Transmission System/Sistem Transmisi

Menimbang bahwa tahun pertama operasi ITAPU, Paraguay harus “mengalah” duluan dalam menikmati listriknya (sesuai dengan perjanjian sebelum pembangunan) maka diputuskan pembangunan Transmissi Station duluan di Brazil. Sistem yang dipakai (karena ada 2 pemakain frekuensi 50 Hz dan 60 Hz) untuk Brazil dibangun EHV-AC (Extra High Voltage - Alternating current) untuk 6300 MW pada 60 Hz dan untuk paraguay HV-DC (High Voltage - Direct current) untuk 6000 MW pada 50 Hz.
HV-DC-system memiliki tegangan ± 500 kV, yang kemudian akan dikonvert lagi ke tegangan AC di Ibuana (dekat Sao Paolo).EHV-AC-system memilik tegangan sebesar 750 kv.