Pembangkit Listrik Tenaga Uap atau PLTU menjadi salah satu terobosan modern dalam menghasilkan listrik. Pasalnya, listrik sudah menjadi kebutuhan pokok masyarakat sehari-hari mulai dari menanak nasi, pompa air, hingga hiburan.
Di Indonesia, pembangkit listrik bertenaga uap sudah banyak dibangun bahkan sejak era kolonial. Hal tersebut tidak terlepas dari faktor sumber daya batu bara yang melimpah. Hingga saat ini, teknologi ini masih mengalami perkembangan. Berikut adalah penjelasan lengkap mengenai sistem tersebut bertenaga uap.
Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Sebelum ke pembahasan lebih lengkap, Anda perlu mengetahui terlebih dahulu pengertian PLTU. Sesuai namanya, ini merupakan penghasil energi listrik dengan memanfaatkan energi kinetik. Energi kinetik tersebut dihasilkan dari penguapan air sehingga menggerakkan turbin dan nantinya menghasilkan energi listrik.
Bahan bakar utama dari pembangkit ini adalah batu bara dan minyak bakar untuk pembakaran awal. Sementara itu, bentuk utama sistem ini berupa generator satu poros dengan turbin. Nantinya, turbin tersebut akan digerakkan oleh energi kinetik dari uap hasil pembakaran air.
Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Berbicara tentang sistem kerja PLTU yang terjadi sebenarnya cukup kompleks karena terdapat banyak komponen di dalamnya. Akan tetapi, secara garis besar Anda bisa memahami beberapa konsep atau cara kerja berikut ini.
1. Proses pembakaran batubara atau minyak bumi
Proses pertama yang terjadi dalam sistem adalah pembakaran bahan bakar berupa batubara atau minyak bumi. Bahan bakar tersebut akan dibakar di dalam sebuah tungku boiler. Selanjutnya, akan dihasilkan panas dengan suhu tinggi guna menjadikan uap dari air.
Pembakaran dilakukan menggunakan burner, yakni sebuah alat untuk memasok udara serta bahan bakar ke dalam tungku. Dengan menggunakan alat tersebut, maka rasio bahan akan tepat sehingga pembakaran yang terjadi akan menjadi lebih optimal. Dari proses ini, maka akan dihasilkan beberapa zat seperti SO2, NOx, dan CO2.
2. Mengubah air menjadi uap
Setelah pembakaran dilakukan, maka proses akan dilanjutkan dengan pengubahan air menjadi uap. Perubahan ini biasanya menggunakan alat bernama boiler. Boiler adalah salah satu komponen utama dari sistem pembangkit bertenaga uap.
Ada beberapa komponen dalam boiler seperti superheater, pipa uap, economizer, tungku, dan juga air preheater. Air akan dimasukkan ke dalam economizer terlebih dahulu untuk dipanaskan menggunakan gas-gas dari tungku.
Kemudian, ketika telah melewati economizer, maka hasil tersebut akan dimasukkan ke dalam pipa uap. Di tempat ini air dipanaskan lagi menggunakan panas dari boiler. Apabila sudah mencapai suhu tertentu, uap akan dinaikkan lagi melewati superheater dan masuk menuju turbin.
3. Mengubah uap air menjadi energi mekanik
Proses berikutnya adalah pengubahan uap air menjadi energi mekanik. Hal tersebut dilakukan dengan cara menggerakkan turbin. Ada beberapa jenis turbin digunakan seperti turbin satu tahap, dua tahap, dan tiga tahap.
Turbin satu tahap mempunyai satu bilah turbin. Sementara itu, untuk dua dan tiga tahap terdapat masing-masing dua dan tiga sehingga akan lebih efisien saat bekerja. Nantinya, putaran turbin akan diubah oleh generator untuk menghasilkan energi listrik.
4. Menjadi energi listrik
Terakhir, generator akan mengubah energi mekanik dari turbin ke dalam energi listrik. Prinsip kerja generator adalah menerapkan induksi elektromagnetik. Jadi, energi dari turbin menggerakkan kumparan yang berada di dalam generator dan terjadilah arus listrik. Arus tersebut nantinya disimpan dalam transformator.
Sebagai catatan, transformator merupakan sebuah komponen generator yang berfungsi mengatur tegangan listrik, apakah hendak dinaikkan ataupun diturunkan. Pada umumnya, generator akan menghasilkan tegangan rendah. Oleh karena itu, komponen ini cukup berperan penting untuk meningkatkan intensitasnya.
Bagian-Bagian PLTU
Mungkin dari penjelasan di bagian sebelumnya Anda sudah memiliki sedikit gambaran terkait apa saja bagian atau komponen dari PLTU beserta fungsinya. Untuk penjelasan lebih lanjut, silakan simak pembahasan berikut ini.
1. Sistem monitoring
Agar bisa berfungsi secara optimal dan terkontrol, maka dibutuhkan sebuah sistem monitoring atau pengendalian. Oleh karena itu, bisa dibilang bagian ini cukup krusial karena berfungsi memantau seluruh proses yang terjadi mulai dari pembakaran hingga pengubahan ke dalam energi listrik.
Pada umumnya, pembangkit ini mempunyai beberapa komponen seperti Distributed Control System, Supervisory Control and Data Acquisition, dan juga Programmable Logic Controller. Dengan adanya sistem monitoring, maka proses kerja alat pembangkit ini bisa berjalan dengan aman terkendali.
2. Pendingin
Satu lagi bagian yang tidak kalah penting, yakni sistem pendingin. Fungsi utama dari bagian ini adalah menjaga kestabilan suhu mesin serta komponen yang berpotensi mengalami overheat. Dengan begitu, kinerjanya tidak akan terganggu.
Ada beberapa jenis sistem pendingin mulai dari pendingin oli, air, hingga udara. Pendingin air berguna dalam mendinginkan komponen dan mesin pada pipa air. Selanjutnya, pendingin oli lebih berperan ke arah mendinginkan mesin atau komponen pada pipa oli. Sementara itu, pendingin udara terhubung pada pipa udara.
3. Boiler
Boiler adalah sebuah alat atau komponen yang berfungsi mengubah air menjadi uap. Prinsip kerjanya adalah panas tersebut akan dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar seperti batu bara atau minyak. Dari proses di dalamnya, maka akan dihasilkan uap dengan tekanan ekstra tinggi.
4. Turbin
Hampir semua pembangkit listrik menggunakan turbin. Pasalnya, turbin sangat penting untuk mengubah energi mekanik menjadi listrik. Hanya saja, sumber tenaga untuk penggerak turbin memang berbeda-beda antara tenaga air, uap, ataupun diesel. Dalam sistem pembangkit tenaga uap, turbin akan berputar karena uap yang masuk ke dalamnya.
5. Generator
Komponen pembangkit listrik tenaga uap yang terakhir adalah generator. Bisa dibilang generator merupakan pasangan dari turbin agar proses pengubahan energi terjadi. Generator adalah komponen dengan fungsi utama menghasilkan energi listrik dari energi mekanik. Putaran pada turbin akan memutar magnet pada lingkaran kawat sehingga menghasilkan arus listrik.
Kelebihan dan Kekurangan Pembangkit Bertenaga Uap
Layaknya pembangkit lainnya, sistem ini juga memiliki kelebihan dan kekurangan. Berikut adalah beberapa contoh di antaranya.
1. Efisien dalam menghasilkan energi
Kelebihan utama dari sistem ini adalah energi lebih efisien saat dihasilkan. Hal tersebut dikarenakan konversi energi dapat mencapai 50%. Angka tersebut cenderung lebih tinggi apabila dibandingkan sumber penghasil energi listrik lainnya seperti angin atau surya.
2. Sumber bisa diandalkan
Salah satu hal menarik dari pembangkit ini adalah bisa dioperasikan setiap saat. Pasalnya, sistem ini memanfaatkan bahan bakar yang sangat mudah diperoleh, khususnya di Indonesia. Bahan bakar paling banyak digunakan adalah batu bara. Meski begitu, tidak sedikit yang menggunakan alternatif bahan lain seperti gas alam atau minyak.
3. Polusi
Di sisi lain, pembangkit bertenaga uap sangat berpotensi menyebabkan polusi, baik itu udara maupun air. Konsekuensi tersebut terjadi karena proses pembakaran akan menghasilkan gas seperti NO2 dan CO2.
Terlepas dari semua kelebihan dan kekurangannya, PLTU masih menjadi salah satu sumber pembangkit listrik cukup baik. Satu-satunya yang harus diperhatikan adalah menjaga batasan agar tidak berdampak buruk pada lingkungan.
Selain itu, ada kemungkinan semakin lama bahan bakar akan menipis sehingga diperlukan alternatif sumber pembangkit listrik lainnya. Hal tersebut sangat penting mengingat listrik saat ini sudah menjadi sebuah kebutuhan primer, baik dalam industri maupun kehidupan sehari-hari.