Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Uap untuk Pembangkit Listrik

Pembangkit Listrik merupakan sebuah sistem yang dapat menghasilkan listrik yang kemudian listrik tersebut dapat digunakan untuk kebutuhan tertentu. Setidaknya ada dua buah sub sistem dalam pembangkit listrik yaitu generator dan penggerak turbin.

Pembangkit listrik yang paling banyak digunakan adalah dengan menggunakan tenaga uap untuk menggerakan turbin. Untuk menguapkan air dibutuhkan panas/kalor yan cukup agar dapat menghasilkan uap. Sumber kalor yang digunakan bisa berupa pembakaran dari Bahan bakar minyak, gas, batubara ataupun lainnya termasuk Nuklir. Namun, sistem yang digunakan dalam pembangkitan listrik biasanya adalah sistem yang menggunakan siklus rankin. Dengan siklus rankin memungkinkan perubahan energi dari energi yang dimiliki oleh uap menjadi energi mekanik (putaran turbin).

Siklus Rankin 

Siklus rankin menggunakan fluida kerja, biasanya air, yang kemudian mengalami beberapa proses. Proses-proses itu antara lain Boiling (Pendidihan), Ekspansi, kondensasi, pemompaan. Untuk lebih jelasnya siklus rankin dapat disederhanakan dengan gambar.1

Gambar 1. Komponen dalam siklus rakin.

Karena merupakan sebuah siklus maka proses-proses ini akan berputar terus menerus dengan arah 1-2-3-4-1-dst dengan dihubungkan dengan pipa yang didalamnya mengalir fluida kerja. Dalam gambar terlihat ada garis putus-putus yang membatasi antara tekanan tinggi (HP) dan Tekanan Rendah (LP). Untuk menjelaskan proses-proses tersebut dapat dimulai dari mana saja, tulisan ini akan memulai proses dari 1.

1-->2, Adalah proses boiling atau pemasakan air sehingga air mendidih dan menguap. Uap yang dihasilkan memiliki temperature dan tekanan tinggi sehingga memiliki energi (Entalpi) yang tinggi pula. Pada proses ini diperlukan energi panas (Qin) untuk memasak hingga menguap. Energi panas yang diperlukan dapat berasal dari pembakaran batu bara, Bahan bakar minyak, gas, atau bahkan nuklir. 

2-->3, adalah proses ekspansi pada turbin. Dalam proses ini tekanan dan suhu tinggi yang dimiliki oleh uap digunakan untuk menggerakan rotor pada turbin sehingga berputar. Untuk membayangkan hal ini dapat dianalogikan saat memasak air dalam panci dan panci tersebut ditutup rapat dengan tutup yang mempunyai sebuah lubang kecil, dengan cara seperti itu uap akan keluar melalui lubang tersbut. Begitu pula uap yang keluar dari boiler, yang kemudian uap tersebut akan mengenai sudu-sudu turbin sehingga berputar.

3-->4, adalah proses kondensasi. Uap yang telah melewati turbin temperatur dan tekanannya akan turun dan bukan tidak mungkin sudah mulai mengembun menjadi cair. Pada kondenser ini uap akan dialirkan melalui penukar kalor sehingga dapat melepaskan kalor ke lingkungan. Dengan lepasnya kalor dari uap, maka uap akan mengalami pengembunan sehingga seluruh uap menjadi cair semua.

4-->5, adalah proses pemompaan. Air hasil pengembunan dari kondenser dipompakan lagi ke boiler untuk uapkan lagi.

Siklus tersebut terus menerus terjadi sehingga dapat menggerakan turbin sehingga berputar. Putaran ini akan digunakan oleh generator untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik.