rencana pengoperasian pembangkit listrik tenaga air
Pembangkit listrik tenaga air memiliki jangkauan pembangkit listrik yang luas dan pengoperasian pembangkit yang baik sangat penting untuk meraih output maksimum dengan biaya operasi minimum. Artikel ini bertujuan untuk mencakup tinjauan semua aspek operasi pembangkit listrik tenaga air mempertimbangkan semua komponen dan parameter yang mempengaruhi operasi.
Pengoperasian sistem kelistrikan yang besar dan kompleks memerlukan kajian yang cermat dan perencanaan yang berkesinambungan. Insinyur pembangkit harus merencanakan ke depan untuk memperhitungkan faktor-faktor variabel yang dapat mempengaruhi pasokan listrik dari jam ke jam, sehari-hari dan berjangka panjang.
Perencanaan operasi umumnya terdiri dari:
- Keselamatan operasional (safety)
- Kewajiban hukum dan sosial (legal and social)
- Permintaan daya saat ini dan masa depan (power demand)
- Memaksimalkan nilai sumber daya (maximizing value of resources)
Keselamatan Operasional
Keselamatan operasional adalah upaya meniadakan risiko jika terjadi kegagalan agar proses industri menjadi andal. Keandalan proses industri diperlukan untuk menjaga biaya turun. Keamanan sangat penting dalam proses industri, karena jika gagal, tidak hanya biaya yang dikeluarkan lebih banyak, tetapi juga membahayakan manusia dan lingkungan.
Keselamatan operasional terdiri dari empat unsur utama:
- Analisis risiko: melibatkan pengembangan pemahaman tentang risiko. Analisis risiko memberikan masukan untuk evaluasi dan keputusan tentang apakah risiko perlu ditangani, strategi penanganan dan metode perawatan.
- Keamanan fungsional: bagian dari keamanan keseluruhan, berdasarkan sistem, yang tergantung pada ketepatan fungsi sistem terkait keselamatan dan pengurangan risiko perangkat eksternal.
- Pemakaian Alat Bantu Keselamatan: Perangkat keselamatan harus digunakan untuk melindungi orang dan lingkungan. Meskipun desain alat sudah aman ,risiko bahaya tetap ada. Tindakan perlindungan komplementer yang melibatkan peralatan tambahan (misalnya, emergency stop button) mungkin harus diterapkan.
- Pemberian panduan pengoperasian: Tidak mungkin meminimalkan risiko sepenuhnya. Dalam banyak kasus, risiko residual tetap ada. Operator harus diberitahu tentang risiko yang tersisa. Ini adalah fungsi penting dari panduan/instruksi. Risiko residual harus dijelaskan dan arahan operasi harus ditentukan. Tanpa panduan pengoperasian, operator tidak akan dapat mengoperasikan pembangkit listrik tenaga air dengan risiko yang dapat diterima.
Kewajiban Hukum dan Sosial
Selama seratus tahun terakhir, seperangkat undang-undang, perjanjian, dan kesepakatan yang kompleks diberlakukan untuk memandu operasi proyek pembangkit listrik tenaga air. Insinyur pembangkit yang bertanggung jawab untuk melaksanakan undang-undang, perjanjian, dan perjanjian ini tidak hanya mencakup pemilik proyek pembangkit listrik tenaga air, tetapi juga lembaga federal, negara bagian, lokal, dan agensi.
Untuk memahami struktur peraturan, akan sangat membantu untuk mengikuti dua jalur aktivitas. Satu jalur berkaitan dengan pengembangan dan regulasi utilitas publik dan swasta. Organisasi yang sekarang disebut sebagai Federal Energy and Regulatory Commission (FERC) dimulai dengan Federal Power Act tahun 1930. Dengan membentuk komisi yang dapat memilih untuk mengeluarkan atau tidak mengeluarkan lisensi untuk membangun dan mengoperasikan proyek, negara-negara mulai mengatur bagaimana tenaga air dapat diintegrasikan dengan baik ke dalam pengembangan saluran air umum yang komprehensif.
Permintaan Daya Masa Kini dan Masa Depan
Memasuki abad kedua puluh satu, kemakmuran ekonomi global mendorong konsumsi energi ke tingkat tertinggi, dengan konsumsi listrik diantisipasi untuk meningkat pada tingkat yang lebih cepat daripada pasokan energi secara keseluruhan. Sebagian besar (80 persen) energi saat ini disediakan dari sumber panas, yaitu batu bara, gas dan minyak. Ada kekhawatiran global yang berkembang mengenai kurangnya energi terbarukan dalam pemanfaatan energi jangka panjang.
Pada tahun 2050, populasi dunia diperkirakan akan meningkat sebesar 50 persen, dari 6 menjadi 9 miliar. Konsumsi enrgi per penduduk per tahun umumnya berkorelasi dengan standar hidup penduduk, yang merupakan ciri kesejahteraan dari segi ekonomi, sosial dan budaya. Negara berkembang di dunia, dengan 2,2 miliar penduduk, memiliki konsumsi per kapita tahunan sebesar 20 kali lebih kecil dari negara-negara industri (dengan 1,3 miliar penduduk), dan konsumsi listrik per kapita yang 35 kali lebih sedikit.
Saat ini pembangkit listrik tenaga air memasok sekitar 20 persen listrik dunia. Suplai tenaga air lebih dari 50 persen listrik nasional di sekitar 65 negara, lebih dari 80 persen di 32 negara dan hampir semua listrik di 13 negara.Sejumlah negara, seperti China India, Iran dan Turki, sedang melakukan proyek pembangunan pembangkit skala besar , dan ada proyek yang sedang dibangun di sekitar 80 negara.
Pemaksimalan Nilai Sumber Daya
Air adalah sumber daya terbarukan, fleksibel, besar. Operator dan pabrikan memiliki prosedur yang mapan untuk sumber daya ini untuk berpartisipasi ke pasar energi. Masih ada pekerjaan yang harus dilakukan jika tenaga air ingin menyediakan layanan secara kompetitif dan efisien untuk memasok energi di masa depan.
Kiat-kiat memaksimalkan nilai sumber daya air:
- Optimalisasi kerja pompa air
- Upgrade peralatan tambahan seperti pipa
- Pemaksimalan peralatan transmisi daya seperti turbin dan generator.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://zt-hirtenlehner.at/wp-content/uploads/2018/08/plant_process_safety.pdf (diakses pada tanggal 22 November 2021)
https://www.brattle.com/insights-events/publications/maximizing-hydropowers-value-in-wholesale-electricity-markets-brattle-consultants-author-whitepaper-for-national-hydropower-association/ https://zt-hirtenlehner.at/wp-content/uploads/2018/08/plant_process_safety.pdf (diakses pada tanggal 22 November 2021)
https://www.ieahydro.org/media/ffab53b0/Hydropower%20and%20the%20World’s%20Energy%20Future%20.pdf https://zt-hirtenlehner.at/wp-content/uploads/2018/08/plant_process_safety.pdf (diakses pada tanggal 22 November 2021)
https://www.bchydro.com/toolbar/about/planning-for-our-future/operations-planning.html https://zt-hirtenlehner.at/wp-content/uploads/2018/08/plant_process_safety.pdf (diakses pada tanggal 22 November 2021)
https://fwee.org/nw-hydro-tours/how-the-northwest-hydro-system-works/how-hydroelectric-projects-are-regulated/ https://zt-hirtenlehner.at/wp-content/uploads/2018/08/plant_process_safety.pdf (diakses pada tanggal 22 November 2021)
Operation & Maintenance (O&M) Pembangkit Listrik Tenaga Air
Pembangkit Listrik Tenaga Air memiliki sejumlah peralatan yang bergerak dan potensi korosi terkena air. Pengoperasian dan pemeliharaan perlu dilakukan agar peralatan pembangkit berjalan efisien.
Pengoperasian dan pemeliharaan pembangkit listrik tenaga air harus bertujuan: mengurangi tingkat kegagalan dengan memastikan tingkat operasional yang lancar dari utilitas listrik. Ini dapat dilakukan dengan jadwal pemeliharaan tepat waktu mengenai semua area vital dari proyek pembangkit listrik.
Operation
Pengoperasian pembangkit listrik tenaga mikrohidro dimaksudkan tidak hanya untuk menghasilkan listrik daya dengan memutar generator tetapi juga untuk mengontrol peralatan pembangkitan dan untuk memasok listrik dengan kualitas yang stabil kepada konsumen, menjaga kondisi semua fasilitas tetap baik terkait.
Contoh Pengoperasian
- Pemeriksaan sebelum operasi:
- Pengecekan Transmisi
- Fasilitas jalur air: Pengecekan sedimen pada jalur air, dll
- Turbin, generator and controller: Isolasi sirkuit listrik, brush motor listrik, dll
- Memulai Operasi:
- Tutup flushing gate
- Buka pintu masuk dan ambil air ke dalam sistem saluran air.
- Buka katup masuk secara bertahap.
- Jika ada baling-baling pemandu, buka katup masuk sepenuhnya, lalu buka panduan baling-baling secara bertahap.
- Pastikan tegangan dan frekuensi atau kecepatan putar meningkat hingga nilai yang diatur.
- Hidupkan sakelar beban
- Kontrol katup masuk atau baling-baling pemandu sehingga tegangan dan frekuensinya dalam kisaran yang diatur
- Peran operator selama operasi:
- Kendalikan katup masuk atau baling-baling pemandu sehingga tegangan dan frekuensinya dalam kisaran yang diatur.
- Periksa getaran dan kebisingan peralatan, lalu hentikan pengoperasian jika diperlukan.
- Periksa suhu peralatan Periksa kondisi peralatan yang tidak normal, lalu hentikan operasi dan mengambil tindakan jika perlu.
- Catat hasil operasi dan kondisi peralatan sesuai dengan format tetap.
- Penghentian Pengoperasian:
- Tutup katup masuk atau baling-baling pemandu.
- Matikan sakelar beban
- Tutup katup masuk dan baling-baling pemandu sepenuhnya
- Tutup saluran masuk
Maintenance
Untuk mengoperasikan pembangkit listrik tenaga air dalam kondisi baik untuk waktu yang lama, fasilitas saluran air, peralatan listrik, saluran transmisi dan distribusi harus dipertahankan secara memadai. Operator harus mencoba mengamati bahkan masalah kecil dan mencegah kecelakaan fasilitas. Untuk itu, patroli harian dan berkala inspeksi sangat penting dan pencatatan serta penyimpanan data tersebut juga penting.
Patroli Harian
Untuk memeriksa apakah ada sesuatu yang aneh di fasilitas saluran air, listrik peralatan, jalur transmisi dan distribusi, operator melakukan patroli harian di sepanjang kursus yang telah ditentukan sebelumnya. Operator harus mencatat hasil patroli dan mengambil tindakan jika perlu.
Inspeksi Berkala
Operator harus melakukan inspeksi secara berkala untuk memeriksa apakah ada masalah di fasilitas dan peralatan. Pada pemeriksaan, operator terkadang merombak dan memperbaiki mereka jika perlu.
Perekaman
Operator harus mencatat hasil operasi dan pemeliharaan pembangkit. Perekaman tidak hanya membantu operator dalam mengingatkan diri mereka sendiri tentang operasi dan pemeliharaan yang harus dilakukan, tetapi juga mengetahui penyebab masalah di kasus kecelakaan.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/11737046_17.pdf (diakses pada tanggal 19 November 2021)
analisis ekonomi dan finansial tenaga air
Pembangkit listrik tenaga air telah diakui sebagai pembangkit listrik yang berkelanjutan. Pengoperasiannya tidak menimbulkan polusi, memiliki biaya operasi dan pemeliharaan yang rendah, teknologinya menawarkan operasi yang andal dan fleksibel, dan pembangkit listrik tenaga air telah meningkatkan efisiensi seiring dengan bertambahnya umur.
Pembangkit listrik tenaga air dan pengembangannya adalah masalah ekonomi yang inheren. Analisis ekonomi sebagian besar berkaitan dengan alokasi sumber daya yang langka, terutama tanah, tenaga kerja dan modal, di antara penggunaan yang bersaing. Tujuan kebijakan ekonomi umumnya adalah untuk menciptakan kekayaan moneter sebanyak mungkin, dalam batasan sumber daya yang tersedia, termasuk penyediaan jasa non-ekonomi.
Ekonomi VS Finansial
Finansial: Diamati dari sudut pandang investor, menggunakan harga pasar untuk menentukan kelayakan finansial dan keberlanjutan proyek tidak ada eksternalitas yang disertakan seperti manfaat dan biaya lingkungan.
Ekonomi: Perspektif ekonomi/masyarakat luas, menggunakan harga (nilai) ekonomi yang diturunkan dari harga pasar dengan mengecualikan pajak, subsidi, keuntungan dan tarif untuk mencerminkan nilai sebenarnya dari proyek untuk masyarakat, Eksternalitas seperti manfaat dan biaya lingkungan disertakan, penting untuk proyek pembangkit besar; mungkin tidak diperlukan untuk proyek kecil.
Analisis finansial mengevaluasi potensi profitabilitas dari perspektif investor dengan memeriksa manfaat proyek dan biaya untuk suatu perusahaan. Sebuah proyek yang menguntungkan harus memiliki nilai yang sama atau pengembalian yang lebih tinggi daripada pengembalian rintangan atas investasi. Investor membutuhkan pengembalian investasi yang lebih tinggi jika risikonya lebih tinggi, namun, investor memiliki persepsi risiko yang berbeda. Oleh karena itu, rintangan tingkat pengembalian mencerminkan risiko proyek yang dirasakan investor.
Analisis ekonomi mengadopsi perspektif makro dan mengevaluasi manfaat proyek bagi ekonomi dan masyarakat dengan membandingkan dua skenario: dengan proyek dan tanpa proyek. Selain itu, analisis ekonomi mencakup eksternalitas.
Analisis Finansial Pembangkit Listrik Tenaga Air
Analisis finansial mengevaluasi kelayakan keuangan proyek secara keseluruhan dari sebuah proyek. Analisis finansial untuk proyek pembangkit listrik tenaga air dapat menjadi menantang karena alasan berikut:
- Hidrologi: Pembangkit listrik bergantung pada aliran air, yang dipengaruhi oleh kondisi cuaca dan musim variasi. Oleh karena itu, pembangkit listrik dan pendapatan dari penjualan listrik bervariasi dan tidak pasti (terutama untuk proyek aliran sungai).
- Proyek pembangkit listrik tenaga air memerlukan biaya awal yang tinggi dan biaya konstruksi yang tinggi risiko, tetapi umur pengoperasiannya panjang dan biaya operasionalnya rendah.
- Sisi positifnya, arus kas proyek pembangkit listrik tenaga air tidak rentan terhadap fluktuasi harga batubara dan gas karena tidak menggunakan bahan bakar.
Tingkat pengembalian finansial adalah discount rate yang dapat diharapkan jika uang diinvestasikan di pilihan proyek terbaik berikutnya (biaya peluang modal). Discount rate yang sesuai disebut sebagai rata-rata tertimbang biaya modal (weighted average cost of capital). WACC didefinisikan sebagai setelah pajak rata-rata tertimbang dari seluruh sumber keuangan investor seperti: seperti saham biasa, laba ditahan, saham preferen dan utang. Umumnya, investor turunan WACC dapat membutuhkan banyak perhitungan, tetapi pada intinya perhitungan WACC adalah sebagai berikut:
WACC = Bobot Ekuitas (nilai kepemilikan) x Biaya Ekuitas + Bobot Hutang x Biaya Hutang
Pembangkit listrik tenaga air dapat memiliki umur operasi hingga 50 tahun atau lebih, yang cukup lama dibandingkan dengan PLTU. Biasanya analisis ekonomi dan keuangan mengasumsikan umur 30-40 tahun.
Struktur biaya pembangkit listrik tenaga air termasuk biaya modal yang tinggi dan biaya operasi yang rendah dibandingkan dengan pembangkit termal, yang memiliki biaya investasi lebih kecil tetapi biaya operasi lebih tinggi karena penggunaan bahan bakar. Ini menyiratkan bahwa proyek pembangkit listrik tenaga air memiliki jangka panjang manfaat dan karena itu mungkin tampak kurang menarik jika analisis periode yang dipilih terlalu pendek.
Output Analisis Finansial
- Financial net-present value (NPV): NPV adalah aliran dari arus kas tahunan yang dihasilkan oleh proyek selama periode tertentu periode waktu yang dihitung dengan discount rate (WACC) yang telah ditentukan sebelumnya (yaitu, nilai waktu dari uang) menjadi satu nilai.
- Levelized cost of electricity (LCOE): didefinisikan sebagai NPV dari semua biaya dibagi dengan NPV dari pembangkit listrik. Intinya, LCOE adalah konstanta harga per unit energi yang memungkinkan investasi untuk berhenti selama periode analisis. Pada umumnya, semakin rendah LCOE, semakin menguntungkan proyek.
- Financial internal rate of return (FIRR): tingkat pengembalian majemuk efektif tahunan atau tingkat pengembalian yang menghasilkan nilai sekarang bersih nol dari semua uang tunai mengalir (positif dan negatif).
- Debt service coverage ratio (DSCR): Ini adalah rasio kas yang tersedia untuk pembayaran hutang pembayaran bunga, pokok dan sewa atas pembiayaan. Ini adalah tolok ukur yang digunakan untuk mengukur kemampuan entitas untuk menghasilkan cukup uang untuk menutupi hutangnya (termasuk sewa). Semakin tinggi rasio ini, semakin rendah investor mempertaruhkan. Pemberi pinjaman akan menuntut agar DSCR menjadi >1 oleh beberapa orang untuk yakin bahwa utang dapat dilunasi.
Analisis Ekonomi Pembangkit Listrik Tenaga Air
Analisis ekonomi mengevaluasi biaya dan keuntungan proyek dari segi ekonomi/masyarakat. Keuntungan dan biaya (transnasional, nasional dan regional) termasuk proyek eksternal efek dikuantifikasi dan dinyatakan dalam istilah moneter untuk diturunkan menjadi keuntungan ekonomi bersih.
Keuntungan Ekonomi Tenaga Air
- Menciptakan lapangan kerja lokal dan melatih pekerja
- Mengembangkan infrastruktur, seperti jalan dan listrik
- Meningkatkan layanan lokal, seperti peningkatan pasokan air
- Meningkatkan produktivitas dan pemasaran pertanian, untuk contoh melalui sistem irigasi yang ditingkatkan
- Meningkatkan peluang pariwisata dan rekreasi
Biaya ekonomi lokal dari pembangunan pembangkit listrik tenaga air
- Membutuhkan ganti rugi pemukiman (biaya terbesar)
- Memerlukan mitigasi lingkungan dan sosial
- Mengurangi sumber daya lokal selama konstruksi, masyarakat menghadapi lebih sedikit sumber daya, seperti listrik
- Biaya peluang lahan yang digunakan untuk pengembangan
- Keuntungan total = Pembangkitan Listrik – Pengoperasian – Biaya Pemeliharaan Lingkungan.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://www.ifc.org/wps/wcm/connect/906fa13c-2f47-4476-9476-75320e08e5f3/Hydropower_Report.pdf?MOD=AJPERES&CVID=kJQl35z (diakses pada tanggal 18 November 2021)
dampak ekologi dari pembangkit listrik tenaga air
Meskipun tenaga air bersih dan terbarukan, ada efek samping lingkungan yang unik dari teknologi tersebut. Dampak lingkungan dari pembangkit listrik tenaga air rumit dan memerlukan pemeriksaan siklus hidup pembangkit listrik tenaga air.
Tenaga air adalah sumber listrik yang bersih dan terbarukan. Tidak ada bahan bakar fosil yang perlu dibakar untuk menghasilkan pembangkit listrik tenaga air, dan siklus air terus berjalan secara alami, artinya kita tidak akan kehabisan tenaga air. Pembangkit listrik tenaga air tidak terbatas, namun, karena ada jumlah terbatas air di Bumi yang tersedia untuk dimanfaatkan.
Pembangkit listrik tenaga air secara teknis merupakan sumber energi “bersih”, tetapi ada konsekuensi lingkungan dari pemanfaatannya. Berikut adalah beberapa konsekuensi yang datang pada pengembangan sistem tenaga air:
Dampak Kehidupan Liar
Sebuah bendungan yang menciptakan reservoir (atau bendungan yang mengalihkan air ke pembangkit listrik tenaga air run-of-river) dapat menghalangi migrasi ikan. Bendungan dan waduk juga dapat mengubah suhu air alami, kimia air, karakteristik aliran sungai, dan beban lumpur. Semua perubahan tersebut dapat memengaruhi ekologi dan karakteristik fisik sungai. Perubahan ini memiliki efek negatif pada tumbuhan dan hewan di sekitar sungai. Bendugan dapat mencakup area alami yang penting, lahan pertanian, atau situs arkeologi. Pengoperasian bendungan juga dapat mengakibatkan relokasi penduduk. Dampak fisik bendungan dan waduk, pengoperasian bendungan, dan penggunaan air dapat mengubah lingkungan di wilayah yang jauh lebih luas daripada wilayah yang dicakup oleh waduk.
Salah satu masalah yang muncul dengan menghalangi aliran alami sungai adalah penutupan jalur migrasi penting bagi ikan secara simultan. Banyak spesies ikan bergantung pada sungai pedalaman untuk reproduksi dengan memblokir aliran sungai dengan bendungan, ikan tidak dapat mencapai tempat berkembang biaknya. Seiring waktu, sungai yang dibendung menyebabkan populasi ikan berkurang secara drastis, yang memiliki implikasi negatif bagi kesehatan ekosistem sungai serta persediaan makanan manusia. Beberapa fasilitas pembangkit listrik tenaga air menggunakan tangga ikan untuk membantu populasi ikan melintasi sungai yang dibendung, tetapi perangkat ini belum cukup untuk mendukung migrasi besar-besaran.
Selain itu, membendung sungai juga dapat mengurangi aliran air dan menambah sedimen ke tingkat yang berbahaya, yang berdampak pada populasi satwa liar di hilir. Aliran air yang rendah ke hilir, serta aliran nutrisi yang rendah, dapat menyebabkan hilangnya habitat dan air yang sehat bagi hewan.
Dampak pada Lanskap Sekitar Reservoir
Ukuran reservoir yang dibuat oleh proyek pembangkit listrik tenaga air dapat sangat bervariasi, sangat tergantung pada ukuran pembangkit listrik tenaga air dan topografi tanah. Pembangkit listrik tenaga air di daerah datar cenderung membutuhkan lebih banyak lahan daripada di daerah perbukitan atau ngarai di mana reservoir yang lebih dalam dapat menampung lebih banyak volume air di ruang yang lebih kecil.
Banyak fasilitas pembangkit listrik tenaga air yang besar menyebabkan perubahan lanskap sekitarnya, terutama di sekitar waduk yang dibuat oleh membendung sungai. Berkurangnya aliran air hilir dapat menyebabkan hilangnya habitat. Menciptakan reservoir pada sistem pembangkit listrik tenaga air yang dipompa sering menyebabkan banjir hulu yang menghancurkan habitat satwa liar, daerah yang indah, dan lahan pertanian utama. Dalam beberapa kasus, banjir ini bahkan dapat memaksa populasi manusia untuk pindah.
Pemanasan Global
Emisi pemanasan global dihasilkan selama pemasangan dan pembongkaran pembangkit listrik tenaga air, tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa emisi selama operasi juga dapat menjadi signifikan. Emisi tersebut sangat bervariasi tergantung pada ukuran reservoir dan sifat tanah yang dibanjiri oleh reservoir.
Pembangkit listrik memutar turbin air tidak secara langsung menggunakan bahan bakar fosil atau memancarkan gas rumah kaca, beberapa penelitian terbaru menunjukkan bahwa reservoir yang dibuat oleh sungai yang membendung berkontribusi signifikan terhadap gas rumah kaca di atmosfer. Hal ini dikarenakan bahan organik yang terperangkap di reservoir, seperti tanaman mati, yang terurai dan melepaskan gas seperti karbon dioksida dan metana ke dalam air reservoir.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://www.energysage.com/about-clean-energy/hydropower/environmental-impacts-hydropower/ (diakses pada tanggal 17 November 2021)
https://www.eia.gov/energyexplained/hydropower/hydropower-and-the-environment.php (diakses pada tanggal 17 November 2021)
https://www.ucsusa.org/resources/environmental-impacts-hydroelectric-power (diakses pada tanggal 17 November 2021)
https://thehill.com/opinion/energy-environment/445161-hydropower-is-hurting-wildlife (diakses pada tanggal 17 November 2021)
https://climate-adapt.eea.europa.eu/metadata/case-studies/fd (diakses pada tanggal 17 November 2021)
powerhouse pada unit pembangkit listrik tenaga air
Powerhouse menyediakan pendukung dan housing untuk unit turbin-generator dan peralatan pendukung lain. Powerhouse dibangun pada akhir aliran di ketinggian paling bawah dari reservoir. Hal ini memberikan head maksimal pada turbin.
Secara umum powerhouse pada pembangkit listrik tenaga air dibagi menjadi tiga bagian:
- Struktur
- Pemasangan (erection)
- Service Area
Struktur Powerhouse Utama
Ruang generator adalah fitur utama dari powerhouse yang mengelompokkan area lain. Powerhouse dibagi menjadi blok dengan satu unit pembangkit yang biasanya terletak di setiap blok. Lebar (dimensi hulu-hilir) ruangan untuk tipe dalam ruangan harus menyediakan lorong dengan lebar minimal 10 kaki antara generator dan dinding powerhouse.
Ketinggian ruang generator diatur oleh tinggi jarak bebas maksimum yang diperlukan untuk membongkar atau memindahkan bagian-bagian utama, seperti bagian-bagian generator dan turbin; lokasi rel derek karena persyaratan teluk ereksi; persyaratan izin derek; dan jenis rangka atap.
Ketinggian lantai ruang turbin harus ditetapkan untuk memenuhi persyaratan minimum 3 kaki beton di atas kotak spiral baja, atau ketebalan atap minimum 4 kaki untuk kotak beton semispiral. Dalam menentukan jarak antara lantai ruang generator dan turbin, jika tidak digabungkan, ukuran peralatan yang akan ditangani di ruang turbin, ruang kepala antara platform di pit turbin, dan konstruksi lantai ruang generator harus dipertimbangkan.
Ruang Pengangkutan
Secara umum bagian pengangkutan ditempatkan pada ujung ruang generator, sebaiknya pada elevasi lantai yang sama dan dengan panjang yang sama dengan setidaknya satu ruang generator. Ketinggian harus ditingkatkan secukupnya untuk menyediakan ruang kerja yang memadai jika akses rel disediakan ke dalam ruang pemasangan pada powerhouse.
Namun, tidak ada ruang tambahan yang diperlukan jika rel akses masuk dari ujung powerhouse. Dalam kasus di mana elevasi rel derek akan tergantung pada persyaratan bahwa transformator dengan bushing ditempatkan di bawah gelagar derek, pertimbangan harus diberikan pada kemungkinan keuntungan dari merevisi tata letak untuk mengizinkan membawa trafo di ujung struktur, di ujung ruang generator, jika ruang generator berada pada elevasi yang lebih rendah dari tempat pemasangan, atau melepas bushing sebelum memindahkan transformator ke powerhouse.
Ruang Service
Ruang ini terdiri dari: kantor, ruang kontrol dan pengujian, ruang penyimpanan, bengkel pemeliharaan, ruang peralatan bantu, dan ruang lain untuk penggunaan khusus.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://www.axpo.com/ch/en/about-us/energy-knowledge.detail.html/energy-knowledge/hydropower.html (diakses pada tanggal 16 November 2021)
https://electrical-engineering-portal.com/general-arrangement-of-hydropower-powerhouse (diakses pada tanggal 16 November 2021)
https://www.worldbank.org/en/news/feature/2018/05/14/largest-plant-restarts-operations-in-first-step-developing-afghanistan-hydropower (diakses pada tanggal 16 November 2021)
desain pengangkut air pada pembangkit listrik tenaga air
Pengangkutan hidrolik sangat dibutuhkan oleh kanal, penstocks, dll untuk membawa air dari reservoir ke turbin dan dari turbin kembali ke hilir sungai. Desain pengangkut ini umumnya dirancang oleh insinyur teknik sipil yang bekerja di industri pembangkit.
Komponen struktural yang diperlukan untuk mengalirkan air untuk pembangkit listrik bergantung pada lokasi, karena tata letak harus diatur dengan mempertimbangkan aliran yang tersedia, head aliran, topografi sungai dan sekitarnya termasuk kondisi geologis area proyek dan lokasi spesifik di mana diperlukan komponen struktural akan ditempatkan.
Power Canal
Kanal biasanya sejajar dengan aliran sungai di hilir bendungan. Tujuan kanal adalah untuk menyediakan pengalihan air dari sungai atau aliran reservoir. Tenaga air juga dapat diproduksi dengan memanfaatkan head yang tersedia di saluran dibuat untuk mengalirkan air untuk tujuan lain, tetapi umumnya dilakukan pada mentransfer air yang melibatkan pelepasan yang lebih besar di mana head kecil tersedia di tempat yang tidak dapat dihindari penurunan struktural atau alami dapat menghasilkan tenaga air dalam jumlah yang cukup besar.
Prospek kanal pembangkit listrik tenaga air bagus pada perbukitan dan wilayah fisiografi pegunungan tengah negara, tetapi dapat dibatasi ukurannya karena kecuraman dan kondisi geologi yang rapuh dari medan di sepanjang tepi sungai. Dimensi dan bentuknya tergantung pada debit aliran, topografi dan geologi aliran. Kanal biasanya dilengkapi dengan gravel trap.
Gravel trap (perangkap kerikil) dibangun dekat dengan inlet untuk mencegah kerikil masuk ke dalam saluran. Fungsi utama dari gravel trap adalah untuk menampung beban dasar yang masuk melaluinya ke saluran masuk. Pengaturan flushing yang terpasang dalam gravel trap dioperasikan untuk membuang kerikil yang terkumpul ke sungai. Frekuensi pembilasan akan sedikit selama periode aliran rendah sedangkan pembilasan terus menerus dianjurkan selama musim hujan.
Penstock
Penstock adalah pipa atau saluran panjang yang mengalirkan air dari reservoir pembangkit listrik tenaga air ke turbin di dalam pembangkit listrik yang sebenarnya. Umumnya, penstock terbuat dari baja dan air di bawah tekanan tinggi mengalir melalui penstock. Penstock adalah komponen penting dari fasilitas pembangkit listrik tenaga air yang memungkinkan air mengalir ke turbin. Filter dapat dipasang pada ujung penstock untuk menjebak puing-puing besar. Ini memastikan bahwa puing-puing tidak dapat masuk ke saluran dan menghalanginya.
Jumlah air yang diperbolehkan mengalir melalui penstock dapat dikontrol dengan sebuah pintu air, yaitu sebuah pintu yang dapat dinaikkan dan diturunkan untuk menambah atau mengurangi jumlah air yang diperbolehkan untuk mengalir. Ketika pintu air terbuka penuh, air mengalir dengan bebas ke bawah melalui penstock. Namun, ketika ditutup sedikit ada batasan berapa banyak air yang bisa mengalir, dan dengan demikian lebih sedikit air yang masuk ke penstock.
Flumes
Flume pada dasarnya adalah kanal yang ditinggikan yang didukung oleh semacam struktur. Karena flume adalah alat angkut aliran gravitasi dengan atap terbuka, sisi-sisinya dapat dilampaui. Flume bisa gagal karena erosi fondasi mereka. Seperti penstock, flume sering berada di area relief tinggi di mana tanah longsor, tanah longsor, dan pemborosan massal dapat menggagalkannya.
Flume sering melintasi lembah dan drainase. Lekukan yang terletak di jalur aliran jalur drainase dapat terkikis selama aliran tinggi, atau struktur itu sendiri terpengaruh oleh puing-puing yang mengalir selama peristiwa badai atau jika aliran puing-puing terjadi.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://www.ferc.gov/sites/default/files/2020-04/chap12.pdf (diakses pada tanggal 15 November 2021)
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Penstock (diakses pada tanggal 15 November 2021)
https://www.doed.gov.np/storage/listies/December2019/design-guidelines-for-water-conveyance-system.pdf (diakses pada tanggal 15 November 2021)
desain bendungan untuk hydropower
Selama ribuan tahun, bendungan (dam) telah digunakan untuk menyimpan air dan menyimpan energi air. Karakteristik bendungan ini sangat bervariasi. Artikel ini memberikan data dasar tentang bendungan dan waduk, menjelaskan alasan pemilihan desain bendungan dan metode konstruksi.
Bendungan dimaksudkan untuk mengalihkan aliran sungai ke dalam sistem pengangkutan air mengarah ke pembangkit listrik tenaga air. Bendungan juga menghasilkan head tambahan dan menyediakan kapasitas penyimpanan. Pemilihan jenis bendungan sangat tergantung pada kondisi topografi dan geoteknik setempat.
Secara umum, bendungan dibagi menjadi dua yaitu bendungan tanggul dan bendungan beton.
Embankment Dams (Bendungan Tanggul)
Bendungan tanggul adalah bendungan buatan yang besar. Bendungan ini biasanya dibuat oleh penempatan dan pemadatan gundukan semi-plastik kompleks dari berbagai komposisi tanah, pasir, tanah liat, atau batu. Bendungan ini memiliki penutup alami tahan air semi-tembus untuk permukaannya dan inti yang padat dan kedap air. Hal ini membuat bendungan tahan terhadap erosi permukaan atau rembesan. Bendungan semacam itu terdiri dari partikel material independen yang terfragmentasi. Gesekan dan interaksi partikel mengikat partikel bersama-sama menjadi massa yang stabil daripada dengan menggunakan zat penyemen.
Homogeneous dams: Bendungan ini digunakan untuk tanggul rendah (<4m) dan sering kali sebagai bendungan sekunder bendungan untuk alasan keamanan bendungan, beberapa jenis drainase hampir selalu disediakan.
Zoned embankment dams: Bendungan ini digunakan untuk ketinggian bendungan dari 4m ke atas. Konstruksi sangat sensitif terhadap desain teknik dan konstruksi, dan oleh karena itu penting untuk terlibat konsultan dan kontraktor yang sangat terampil membutuhkan insinyur pengawasan lokasi yang berpengalaman. Komponen penting bendungan ini adalah inti, zona transisi (filter) yang mengelilingi inti dan kapasitas drainase kaki bendungan.
Tanggul bendungan dengan membran: Membran dapat dari berbagai jenis dan ditempatkan baik di bagian depan hulu tanggul maupun vertikal di tengah tanggul. Membran dapat dibuat dari beton, aspal atau dalam bentuk geomembran pada lereng hulu.
Concrete Dams (Bendungan Beton)
Gravity dams: Bendungan gravitasi adalah bendungan yang dibangun dari beton atau pasangan batu dan dirancang untuk menahan air dengan hanya menggunakan berat material dan ketahanannya terhadap pondasi untuk melawan tekanan horizontal air yang mendorongnya. Bendungan gravitasi dirancang sedemikian rupa sehingga setiap bagian bendungan stabil dan tidak bergantung pada bagian bendungan lainnya.
Buttress (penopang) dams: Bendungan dengan sisi hulu yang kokoh dan kedap air yang ditopang pada interval di sisi hilir oleh serangkaian penopang atau penyangga. Dinding bendungan bisa lurus atau melengkung. Kebanyakan bendungan penopang terbuat dari beton diperkuat dan berat, mendorong bendungan ke dalam tanah. Air mendorong bendungan, tetapi penopang tidak fleksibel dan mencegah bendungan jatuh. Bendungan penopang adalah pilihan yang baik di lembah-lembah lebar di mana batuan padat jarang ditemukan.
Arch (lengkung) dam: Bendungan ini berfungsi secara struktural sebagai lengkungan horizontal yang mentransfer tekanan air pada muka hulu ke penyangga bukan ke pondasi. Bendungan lengkung dapat dirancang dengan radius konstan di atas ketinggian bendungan, atau dengan radius yang bervariasi. Bendungan lengkung dengan radius konstan memiliki penampang vertikal dan “lurus”. Bendungan ini akan mengalami gaya regangan vertikal yang cukup besar karena deformasi bendungan akan cenderung menjadi yang terbesar di pusat vertikal bendungan. Hal ini mengharuskan bendungan diperkuat untuk menghindari retak dengan kebocoran yang menyertainya.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://civilseek.com/embankment-dam/ (diakses pada tanggal 12 November 2021)
https://www.canyonhydro.com/images/Part_1_ESHA_Guide_on_how_to_develop_a_small_hydropower_plant.pdf (diakses pada tanggal 12 November 2021)
head aliran pada pembangkit listrik tenaga air
Tujuan utama dari pengembangan pembangkit listrik tenaga air (hydroelectric plant) adalah menentukan berapa besar daya output yang dapat dihasilkan pada suatu pembangkit. Secara umum, daya output dari hydroelectric plant dapat dirumuskan menjadi:
P(kW) = [eγQ(ft3/s)H(ft)]/737 = [eγQ(m3/s)H(m)]/1000
P = Daya output pada generator (kW)
e = Efisiensi pembangkit keseluruhan (%)
γ = Berat jenis air (lb/ft3) atau (N/m3)
Q = Debit aliran turbin (ft3/s) atau (m3/s)
H = Head total (ft) atau (m)
Dalam menentukan daya output, Debit aliran air, head aliran, dan estimasi biaya diperlukan untuk memperoleh daya yang sesuai.
Head Hidrolik
Head hidrolik adalah nilai yang mengukur jumlah energi mekanik yang tersedia dalam air di sungai, atau danau. Head hidraulik setara dengan ketinggian air di badan air statis (tidak mengalir). Dalam bentuknya yang paling sederhana, head hidraulik adalah pengukuran ketinggian kolom air statis di atas titik sembarang, biasanya dinyatakan dalam meter (atau kaki di AS). Semakin tinggi ketinggian air atau head hidraulik, semakin banyak energi yang dimiliki air di lokasi tertentu.
Dalam fasilitas pembangkit listrik tenaga air, jumlah energi yang dimanfaatkan tergantung pada perbedaan antara ketinggian hulu di reservoir di hulu bendungan dan ketinggian air belakang di bawah bendungan pembangkit listrik tenaga air. Ini dikenal sebagai perbedaan tinggi hidrolik dan mewakili jumlah energi yang dapat diubah menjadi listrik oleh turbin dan generator. Perhitungan yang lebih rinci menunjukkan bahwa tidak hanya perbedaan ketinggian air yang menentukan berapa banyak energi yang dapat dimanfaatkan, tetapi ada berbagai kerugian yang dikenal sebagai kerugian head. Rugi-rugi head ini terjadi sebagai akibat gesekan pada pipa. Ketika kerugian head diperhitungkan, jumlah energi aktual yang dapat dimanfaatkan berkurang. Nilai yang dikurangi untuk head hidraulik dengan kerugian yang diperhitungkan ini dikenal sebagai head efektif.
Head Efektif = {[(P/ρg)+(V2/2g)+z]out – [(P/ρg)+(V2/2g)+z]in}(H hidrolik) – Head loss
dimana z adalah ketinggian air pada suatu titik, ρ adalah massa jenis air, P adalah tekanan air, V adalah kecepatan air, head loss adalah kerugian head.
Flow Duration Curve
Flow Duration Curve adalah salah satu informasi paling mendasar yang dimasukkan ke dalam desain proyek pembangkit listrik tenaga air, jadi bagi siapa saja yang ingin memahami bagaimana dan mengapa desain pembangkit listrik tenaga air, memahami kurva ini adalah awalan yang baik.
Cara termudah untuk memahami Flow Duration Curve adalah dengan membuatnya dari awal. Pertama kita asumsikan Anda memiliki peralatan pengukuran debit aliran di sungai selama sepuluh hari. Setiap hari Anda keluar dan mencatat aliran dan pada akhir periode seperti di bawah ini:
| Tanggal | Debit |
|---|---|
| 1 November | 0.25 m3/s |
| 2 November | 0.40 m3/s |
| 3 November | 1.60 m3/s |
| 4 November | 1.00 m3/s |
| 5 November | 0.60 m3/s |
| 6 November | 4.50 m3/s |
| 7 November | 3.00 m3/s |
| 8 November | 2.40 m3/s |
| 9 November | 1.90 m3/s |
| 10 November | 1.30 m3/s |
Alih-alih memplot laju aliran terhadap tanggal, biasanya kurva ini diplot terhadap skala ‘persentase keterlampauan’ (exceedence percentage). Dalam contoh kita ada sepuluh laju aliran, dan skala persentase keterlampauan akan berubah dari 0% menjadi 100%, jadi setiap kenaikan persentase keterlampauan akan menjadi 100% dibagi dengan jumlah titik data, jadi dalam hal ini 100% dibagi 10 = 10 persen. Ini dapat ditambahkan ke tabel di atas untuk menunjukkan berapa persentase pelampauan setiap laju aliran yang terjadi.
| Debit | Percentage Exceedence |
|---|---|
| 4.50 m3/s | 10% |
| 3.00 m3/s | 20% |
| 2.40 m3/s | 30% |
| 1.90 m3/s | 40% |
| 1.60 m3/s | 50% |
| 1.30 m3/s | 60% |
| 1.00 m3/s | 70% |
| 0.60 m3/s | 80% |
| 0.40 m3/s | 90% |
| 0.25 m3/s | 100% |
Data ini kemudian dapat diplot dan garis yang dihaluskan ditarik di antara setiap titik data untuk menghasilkan Kurva Durasi Aliran yang ditunjukkan di bawah ini.
Jika Anda melihat nilai aliran pada 60%, Anda akan melihat bahwa itu adalah 1,3 m3/s. Ini tidak berarti bahwa laju aliran adalah 1,3 m3/s untuk 60% dari waktu, tetapi bahwa aliran tersebut disamai atau dilampaui untuk 60% dari waktu, jadi pada dasarnya aliran berada pada aliran ini atau pada aliran yang lebih tinggi selama 60 % dari waktu. Jika Anda melihat aliran pada 20%, itu adalah 3 m3/s; ini adalah laju aliran yang lebih tinggi, jadi alirannya hanya pada atau lebih besar dari laju aliran ini untuk proporsi tahun yang lebih kecil. Jika Anda melihat 100%, itu adalah 0,25 m3/s, yang merupakan laju aliran terendah yang tercatat, jadi menurut definisi aliran di sungai berada pada laju aliran ini atau lebih untuk 100% sepanjang waktu.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Gulliver, John S dan Roger E. A. Arndt. 1991. Hydropower Engineering Handbook. Amerika Serikat: Mc-Graw Hill, Inc.
https://www.renewablesfirst.co.uk/hydropower/hydropower-learning-centre/what-is-a-flow-duration-curve/ (diakses pada tanggal 11 November 2021)
https://energyeducation.ca/encyclopedia/Hydraulic_head (diakses pada tanggal 11 November 2021)
Regenerator
Pemanfaatan limbah panas adalah teknologi yang berasal dari proses pembakaran sistem. Peningkatan harga energi yang drastis membuat pemanfaatan limbah panas sering digunakan pada dua dekade terakhir. Industri manufaktur dan proses seperti kaca, semen, industri logam, dll menyumbang sebagian besar energi yang dikonsumsi pada suatu negara. Banyak energi dibuang dalam bentuk aliran gas buang bersuhu tinggi. Pemanfaatan limbah panas dari gas buang melalui heat exchanger yang dikenal sebagai regenerator dapat meningkatkan efisiensi keseluruhan pabrik dan berfungsi mengurangi kebutuhan energi nasional dan menghemat bahan bakar fosil.
Prinsip Kerja
Prinsip regenerasi pada pemanfaatan panas limbah berasal memanaskan udara sebelumnya pada furnace dan PLTU. Regenerasi dicapai dengan tiupan aliran udara panas (dari exhaust) dan dingin (udara dari atmosfer) secara bergantian melalui matriks berongga yang biasa disebut dengan regenerator bed. Matriks bed menerima energi kalor dari gas panas dan mentransfernya ke aliran dingin yang mengalir. Udara panas akan dibuang ke atmosfer dan udara dingin dari atmosfer masuk menuju sistem preheater untuk menambah energi kalor pada furnace. Kedua aliran gas dapat mengalir baik dalam arah paralel, silang, atau berlawanan arah (counterflow). Namun, aliran counterflow lebih sering dipakai karena efektivitas termal yang tinggi. Pemasukan pemanas udara awal dapat meningkatkan efisiensi boiler dan kinerja keseluruhan pembangkit.
Pertimbangan Pemilihan Material
Kekuatan dan Stabilitas pada Suhu Operasi
Logam adalah bahan ideal untuk regenerator karena keuletan dan kemudahan fabrikasi. Namun, logam tidak memiliki kemampuan menahan suhu tinggi dan rentan terhadap korosi dari gas buang. Stainless steel dan paduan berbasis nikel dan besi tertentu adalah bahan yang disukai secara konvensional.
Ketahanan Korosi
Bahan harus tahan terhadap korosi gas dan fluida suhu tinggi yang berasal dari karburasi, sulfidasi, pengoksidasi, dan efek lain dari produk pembakaran. Regenerator yang digunakan untuk pemanfaatan panas dari gas yang dihasilkan oleh ketel, tungku, pemanas, dll harus terlindungi dari korosi yang disebabkan oleh kondensasi asam sulfat dan air pada permukaan perpindahan kalor dan fluks volatil dan korosif dalam gas buang.
Contoh Peralatan Regenerasi Kalor
Economizer
Pada sistem boiler, economizer disediakan untuk memanfaatkan panas gas buang baik untuk pemanasan preheater boiler atau udara pembakaran. Untuk setiap penurunan suhu gas buang sebesar 22°C dengan melewati economizer atau preheater, ada penghematan 1% bahan bakar di boiler. Dengan kata lain, untuk setiap 6°C kenaikan suhu air umpan melalui economizer atau kenaikan suhu udara pembakaran 20°C melalui pemanas awal udara, ada penghematan bahan bakar 1% di boiler.
Heat-Pipe Heat Exchanger
Heat-pipe terdiri dari bagian penguapan di mana gas buang panas mengalir dan bagian kondensasi di mana udara dingin mengalir. Kedua bagian ini dipisahkan oleh dinding pemisah. Perpindahan kalor oleh gas buang panas pada bagian evaporasi menyebabkan fluida kerja yang terkandung di dalamnya menguap dan mentransfer kalornya ke bagian kondensasi dengan gaya kapiler pada sumbu. Kalor hasil dari kondensasi dimanfaatkan kembali oleh furnace.
Rotary Heater
Heater menyerap kalor dari gas buang pada suhu normal dan mentransfer energi ini ke rotor yang berputar. Heater ini terdiri dari dua bagian yaitu bagian panas dan dingin. Udara panas dari hasil proses pembakaran ditransferkan kalornya menuju bagian dingin dengan bantuan rotor berputar. Udara dingin dari atmosfer kemudian meningkat suhunya dan udara ini akan digunakan untuk memanaskan furnace agar energi kalor furnace bertambah.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Thulukkanam, Kuppan. 2013. Heat Exchanger Design Handbook Second Edition. New York: CRC Press.
https://www.youtube.com/watch?v=lMj-EZ9m_Mo&ab_channel=MinistryofSteel (diakses pada tanggal 14 Juli 2021)
https://www.howden.com/getattachment/products-and-services/Heaters/Air-20Pre-20Heater-20Brochure.pdf?lang=en-GB (diakses pada tanggal 14 Juli 2021)