Sejalan dengan pertumbuhan infrastruktur dan ekonomi, kebutuhan energi listrik Indonesia pada tahun 2020 diperkirakan akan meningkat dengan pesat hingga mencapai tiga kali lipat. Selain itu, pembangkit listrik yang digunakan Indonesia saat ini untuk memenuhi kebutuhan energi listriknya, sebagian besar juga merupakan pembangkit listrik yang berbahan bakar fosil, seperti minyak bumi, gas alam, dan batubara. Apabila Indonesia terus bergantung dengan sumber energi ini, tentu saja hal ini bukan pilihan yang bijaksana karena hanya akan menimbulkan permasalahan dikemudian hari akibat persediaan bahan bakarnya di dunia yang terbatas.

Seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1, persediaan bahan bakar fosil di dunia ini adalah terbatas. Cadangan sumber energi yang berasal dari fosil diperkirakan hanya akan bertahan sampai 40 tahun untuk minyak bumi, 60 tahun untuk gas alam, dan 200 tahun untuk batu bara. Kondisi keterbatasan sumber energi di tengah semakin meningkatnya kebutuhan energi dunia dari tahun ketahun, serta tuntutan untuk melindungi bumi dari pemanasan global/polusi lingkungan menjadikan tantangan buat Indonesia untuk segera menguasai teknologi baru sumber energi yang terbarukan.


Di antara sumber energi alternatif yang tersedia saat ini yang banyak dikembangkan di dunia (seperti tenaga nuklir, angin, air, gelombang air laut, surya, tenaga panas bumi, tenaga hidrogen, dan bio-energi), pembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah salah satu pembangkit listrik yang dapat dikembangkan di Indonesia untuk skala mikro dan mini untuk memenuhi kebutuhan listrik di daerah terpencil.


Pada artikel ini akan dibahas sekilas tentang perkembangan pembangkit listrik tenaga air, kelebihan dan kekurangan jika dibandingkan dengan pembangkin listrik non-fosil lainnya, beserta prinsip dan cara kerja PLTA dengan bahasa yang sederhana.





PERKEMBANGAN DAN POTENSI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA AIR (PLTA)


PLTA telah berkontribusi banyak bagi pembangunan kesejahteraan manusia sejak beberapa puluh abad yang lalu. Yunani tercatat sebagai negara pertama yang memanfaatkan tenaga air untuk memenuhi kebutuhan energi listriknya. Pada akhir tahun 1999, tenaga air yang sudah berhasil dimanfaatkan di dunia adalah sebesar 2650 TWh, atau sebesar 19 % energi listrik yang terpasang di dunia.


Indonesia mempunyai potensi pembangkit listrik tenaga air (PLTA) sebesar 70.000 mega watt (MW). Potensi ini baru dimanfaatkan sekitar 6 persen atau 3.529 MW atau 14,2 % dari jumlah energi pembangkitan PT PLN.


KELEBIHAN DAN KEKURANGAN PLTA


Ada beberapa keunggulan dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang dapat dirangkum secara garis besar sebagai berikut :


1. Respon pembangkit listrik yang cepat dalam menyesuaikan kebutuhan beban. Sehingga pembangkit listrik ini sangat cocok digunakan sebagai pembangkit listrik tipe peak untuk kondisi beban puncak maupun saat terjadi gangguan di jaringan.


2. Kapasitas daya keluaran PLTA relatif besar dibandingkan dengan pembangkit energi terbarukan lainnya dan teknologinya bisa dikuasai dengan baik oleh Indonesia.


3. PLTA umumnya memiliki umur yang panjang, yaitu 50-100 tahun.


4. Bendungan yang digunakan biasanya dapat sekaligus digunakan untuk kegiatan lain, seperti irigasi atau sebagai cadangan air dan pariwisata.


5. Bebas emisi karbon yang tentu saja merupakan kontribusi berharga bagi lingkungan.


Selain keunggulan yang telah disebutkan diatas, ada juga dampak negatif dari pembangunan PLTA pada lingkungan, yaitu mengganggu keseimbangan ekosistem sungai/danau akibat dibangunnya bendungan, pembangunan bendungannya juga memakan biaya dan waktu yang lama. Disamping itu, terkadang kerusakan pada bendungan dapat menyebabkan resiko kecelakaan dan kerugian yang sangat besar.


PRINSIP DASAR DAN CARA PEMANFAATAN PLTA


Prinsip dasar pemanfaatan sumber energi tenaga air ini adalah dengan (i) mengandalkan jumlah debit air dan (ii) dengan memanfaatkan ketinggian jatuhnya air.


Berdasarkan konstruksinya, ada dua cara pemanfaatan tenaga air untuk pembangkit listrik: (a) memanfaatkan aliran air sungai tanpa membangun bendungan dan reservoir atau yang sering disebut dengan Run-of-river Hydropower ; (b) membangun bendungan dan membuat reservoir untuk mengalirkan air ke turbin.


Secara umum cara kerja PLTA adalah dengan memanfaatkan energi dari aliran air dalam jumlah debit tertentu dari sumber air (sungai, danau, atau waduk) melalui intake, kemudian dengan menggunakan pipa pembawa (headrace) air diarahkan menuju turbin. Beberapa PLTA biasanya menggunakan pipa pesat (penstock) sebelum dialirkan menuju turbin/kincir air, dengan tujuan meningkatkan energi dalam air dengan memanfaatkan gravitasi dan mempertahankan tekanan air jatuh.

Turbin yang tertabrak air akan memutar generator dalam kecepatan tertentu, sehingga terjadilah proses konversi energi dari gerak ke listrik. Sementara air yang tadi digunakan untuk memutar turbin dikembalikan ke alirannya. Energi listrik yang dibangkitkan dapat digunakan secara langsung, disimpan dalam baterai ataupun digunakan untuk memperbaiki kualitas listrik pada jaringan.


MENGHITUNG JUMLAH ENERGI YANG DI KONVERSIKAN KE LISTRIK


Jumlah daya listrik yang dapat dibangkitkan pada suatu pusat pembangkit listrik tenaga air tergantung pada besarnya potensial energi air pada ketinggian (h) dimana air jatuh dan laju aliran airnya perluas penampang kanal air perdetiknya. Daya teoritis kasar (P kW) yang tersedia dapat ditulis sebagai berikut:





Daya yang tersedia ini kemudian akan diubah menggunakan turbin air menjadi daya mekanik. Karena turbin dan peralatan elektro-mekanis lainnya memiliki efisiensi yang berkisar 85% hingga 90%, daya listrik yang dibangkitkan akan lebih kecil dari energi kasar yang tersedia.


Silahkan juga nikmati artikel tentang PLTA lainnya disini.


Atau beberapa kumpulan artikel tentang pembangkit listrik energi terbarukan disini.


Silahkan nikmati juga artikel tentang kelistrikan di Indonesia disini.






Referensi :


1. Blog Konversi ITB


(a) Jaman Fosil, Pekik Argo Dahono


(b) Menghemat Energi Dengan Menggunakan Listrik, Pekik Argo Dahono


(c) Sekilas Mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), Firman Sasongko


(d) Pembangkit Listrik Masa Depan Indonesia, Kadek Fendy Sutrisna ST. dan Ardha Pradikta Rahardjo