Energi listrik yang kita gunakan sehari-hari dapat berasal dari sumber yang berbeda. Salah satunya adalah air yang diproses dalam sebuah tempat bernama pembangkit listrik tenaga air atau PLTA. Lalu bagaimana cara kerja pembangkit listrik tenaga air? Bagaimana bisa air bisa diubah menjadi energi listrik? Sebelum menjawab pertanyaan ini, mari kita mengenal air lebih dekat lagi.
Tentang Air
Sebagaimana kita ketahui, air adalah anugerah Tuhan yang sangat besar. Tanpa air, manusia dan makhluk hidup yang ada di Bumi tidak bisa hidup. Air adalah sumber vital bagi segenap makhluk hidup. Bahkan hingga 60% dari tubuh manusia dewasa adalah air. Menurut H.H. Mitchell, Journal of Biological Chemistry 158, otak dan jantung terdiri dari 73% air, dan paru-paru sekitar 83% air. Kulit mengandung 64% air, otot dan ginjal 79%, dan bahkan tulang berair: 31%.
Tahukah kamu kalau air yang ada di Bumi ini bergerak melalui siklus global yang luas? Air menguap dari danau dan lautan, membentuk awan, mengendap sebagai hujan atau salju, kemudian mengalir kembali ke laut, itulah yang disebut dengan siklus air. Di sini matahari sebagai sumber energi terbesar di Bumi berperan dalam terjadinya siklus air.
Nah, energi dari siklus air ini dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik atau untuk pekerjaan-pekerjaan mekanis seperti menggiling biji-bijian. Tenaga air menggunakan bahan bakar — air — yang tidak berkurang atau habis digunakan dalam proses tersebut. Karena siklus air adalah sistem pengisian ulang yang tak berujung dan terus-menerus, tenaga air dianggap sebagai energi terbarukan.
Manusia memanfaatkan siklus air ini untuk menghasilkan tenaga air. Ketika air yang mengalir ditangkap dan diubah menjadi listrik, itulah yang disebut dengan tenaga air. Tentunya hal ini tidak terjadi begitu saja, melainkan harus melalui proses yang dilakukan di sebuah tempat bernama pembangkit listrik tenaga air.
Ada beberapa jenis fasilitas pembangkit listrik tenaga air; mereka semua didukung oleh energi kinetik air yang mengalir saat bergerak ke hilir. Turbin dan generator mengubah energi menjadi listrik, yang kemudian dimasukkan ke jaringan listrik untuk digunakan di rumah, tempat-tempat usaha, dan industri.
Cara Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Air
Pada dasarnya, pembangkit listrik tenaga air modern terdiri dari reservoir, bendungan, penstock (pipa pesat), turbin, dan generator. Reservoir menyimpan “bahan bakar” dan memungkinkan operator untuk mengontrol berapa banyak air yang dialirkan ke turbin. Ini juga berfungsi sebagai decanter di mana sebagian besar kotoran dan puing-puing di air mengendap di dasarnya dan jauh dari area intake.
Air dari reservoir dialirkan ke turbin melalui intake (gerbang bendungan) dan penstock. Sistem penyaringan pada intake selanjutnya membersihkan air untuk memastikan bahwa air relatif bebas dari padatan tersuspensi, yang dapat merusak bilah turbin. Sistem hidrolik – pengatur, rem, gerbang kendali, dan sebagainya – bekerja sama untuk membuka dan menutup lubang yang memungkinkan air mengalir ke hilir dari reservoir.
Turbin, yang dibuat khusus untuk setiap PLTU (untuk efisiensi terbesar), mengubah energi kinetik dari air yang bergerak atau jatuh menjadi energi mekanik. Turbin dihubungkan melalui poros ke rotor generator yang mengubah energi mekanik menjadi listrik. Selanjutnya listrik yang dihasilkan di PLTA dimasukkan ke jaringan listrik untuk digunakan di berbagai tempat, termasuk rumah kita tercinta.
Istilah-istilah Pembangkit Listrik Tenaga Air
Bahasan singkat di atas mengandung beberapa istilah asing yang perlu diketahui. Berikut adalah beberapa di antaranya:
- Decanter: Wadah yang digunakan untuk menampung dekantasi cairan yang mungkin mengandung sedimen.
- Efisiensi: Persentase yang diperoleh dengan membagi daya atau energi aktual dengan daya atau energi teoretis. Ini mewakili seberapa baik pembangkit listrik tenaga air mengubah energi potensial air menjadi energi listrik.
- Generator: Perangkat yang mengubah energi rotasi dari turbin menjadi energi listrik.
- Gerbang kendali: Penghalang yang mengatur air yang dikeluarkan dari reservoir ke unit pembangkit listrik.
- Penstock: Saluran atau pipa tertutup untuk mengalirkan air ke pembangkit listrik.
- Power house: Struktur yang menampung generator dan turbin.
- Reservoir: Badan air yang dibentuk dengan membendung sungai atau aliran.
- Turbin: Sebuah mesin yang menghasilkan tenaga terus menerus di mana sebuah roda atau rotor berputar oleh aliran air yang bergerak cepat.
Referensi
- “Decanter” (dalam bahasa Inggris). Wikipedia. Diakses 9 Februari 2021.
- “Glossary of Hydropower Terms” (dalam bahasa Inggris). Energy.gov. Diakses 9 Februari 2021.
- “How Hydropower Works” (dalam bahasa Inggris). Energy.gov. Diakses 9 Februari 2021.
- Jethra, Ravi (2019). “How Does a Hydroelectric Plant Work: A Brief History and Basic Mechanics of Hydropower” (dalam bahasa Inggris). WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG. Diakses 9 Februari 2021.
- “The Water in You: Water and the Human Body” (dalam bahasa Inggris). USGS.gov. Diakses 9 Februari 2021.