Pembangkit Listrik Tenaga Uap - Pengertian, Sejarah, Cara Kerja, Kelebihan & Kekurangan PLTU

Pembangkit Listrik Tenaga Uap – Indonesia adalah salah satu negara dengan sumber energi melimpah yang bisa digunakan sebagai pembangkit listrik. Daya listrik di Indonesia dapat diperoleh dari berbagai sumber, meliputi dari sumber energi terbarukan maupun tidak terbarukan.

Pengembangan sumber listrik tersebut terus dilakukan oleh pemerintah maupun swasta, seperti Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA), Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB), Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), dan Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS).

Berikut ini adalah penjelasan mengenai Pembangkit Listrik Tenaga Uap atau PLTU, meliputi sejarah, cara kerja, serta kelebihan dan kekurangannya dibanding sumber pembangkit lainnya.

Daftar Isi

Pengertian PLTU

Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) adalah pembangkit listrik yang memanfaatkan energi kinetik dari uap dan mengubahnya menjadi energi listrik. Di seluruh dunia, listrik sebagian besar dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga uap. Angka persentasenya mencapai 86% dari seluruh pembangkit listrik yang ada.

Pembangkit listrik jenis lain yang dapat menghasilkan energi yang cukup signifikan adalah pembangkit listrik tenaga air dan turbin gas. Pembangkit listrik seperti tenaga panas bumi dan angin hingga saat ini belum bisa menghasilkan kapasitas listrik yang memadai.

Sejarah PLTU

Sejarah Pembangkit Listrik Tenaga Uaup diawali dengan perbaikan yang dilakukan oleh James Watt pada abad ke-18 terhadap mesin uap reciprocating yang digunakan sebagai sumber tenaga mekanik. Selanjutnya, pada tahun 1882 pusat pembangkit listrik komersil pertama yang berdiri di New York dan London menggunakan mesin uap ini.

Kemudian pada tahun 1920, semua stasiun pusat yang kapasitas listriknya lebih besar beberapa kilowatt menggunakan tenaga turbin sebagai penggerak utamanya. Alasannya adalah karena ukuran generator yang terus bertambah, sehingga turbin dipilih untuk alasan efisiensi yang lebih baik dan harga produksi yang lebih murah.

Cara Kerja PLTU

Pembangkit Listrik Tenaga Uap bisa menggunakan berbagai macam bahan bakar. Umumnya PLTU menggunakan batu bara, minyak bakar serta MFO untuk start up awal. Proses konversi atau cara kerja PLTU terdiri dari 3 tahapan sebagai berikut:

Bahan bakar yang mengandung energi kimia akan diubah menjadi energi panas. Bentuknya dikonversi menjadi uap dengan temperatur dan tekanan yang tinggi.
Energi panas tersebut kemudian diubah menjadi energi mekanik melalui putaran pada turbin.
Selanjutnya putaran energi mekanik tersebut akan diubah menjadi energi listrik.

Jika dilihat dari bahan baku untuk memproduksi listrik, maka PLTU bisa dikatakan sebagai pembangkit listrik tenaga air. Alasannya adalah karena uap hanya digunakan sebagai penggerak turbin, sementara untuk menghasilkan uap dibutuhkan air.

PLTU menggunakan fluida kerja uap air yang diproses secara tertutup dan berulang-ulang. Secara singkat, urutan sirkulasi adalah sebagai berikut:

Air dimasukkan ke dalam boiler hingga seluruh permukaan pemindah panas terisi penuh. Lalu gas hasil pembakaran antara bahan bakar dan udara digunakan untuk memanaskan boiler dan kemudian berubah menjadi uap. Air yang digunakan dalam siklus ini disebut dengan Air Demin atau Demineralized, yaitu air yang mempunyai kemampuan sebagai penghantar listrik sebesar 0.2 us (mikro siemen).
Uap yang dihasilkan dari boiler yang dipanaskan menggunakan temperatur dan tekanan tertentu kemudian diarahkan agar dapat memutar turbin dan menghasilkan energi mekanik.
Turbin yang berputar menghasilkan listrik yang kemudian dialirkan melalui terminal output yang terdapat pada generator. Kemudian generator menghasilkan energi listrik yang mengalir ke medan magnet dalam kumparan.
Uap yang keluar dari turbin selanjutnya masuk kedalam kondensor dan diturunkan suhunya menggunakan air pendingin agar berubah menjadi air kembali. Air ini disebut degan air kondensat.
Air kondensat digunakan kembali untuk mengisi boiler. Proses ini akan dilakukan berulang secara terus menerus.

Efisiensi PLTU

Efisiensi energi yang dihasilkan dari pemanasan bahan bakar yang diperlukan biasanya antara 33% sampai 48%. Sama seperti semua mesin pemanas, efisiensi pembangkit listrik tenaga uap sangat terbatas sesuai hukum termodinamika.

Masing-masing pembangkit listrik memiliki keterbatasan efisiensi yang berbeda. Contohnya di Amerika Serikat, sebagian besar stasiun tenaga air memiliki nilai efisiensi mencapai 90%, sedangkan turbin angin memiliki efisiensi sebesar 59,3% sesuai dengan pembatasan hukum Betz.

Kelebihan Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Sebagai salah satu sistem penyedia listrik yang paling banyak digunakan di Indonesia, ada sejumlah kelebihan dari PLTU, antara lain:

Murah, karena energi yang bersumber dari batubara harganya terjangkau dan kenaikannya tidak terlalu signifikan, bahkan saat ini harganya terus menurun. Harga batubara pun jauh lebih murah dibandingkan dengan bahan bakar tenaga angin, biomassa, maupun surya.
Dapat bekerja secara berkelanjutan selama 24 jam.
Jumlah cadangan batu bara di Indonesia sampai saat ini masih sangat melimpah. Sehingga untuk kedepannya, jenis pembangkit listrik ini dapat bekerja secara optimal.
Sifat batubara mudah terbakar sehingga cepat dalam menghasilkan energi panas untuk penguapan.
Untuk pertambangan, pemrosesan, transportasi, serta penggunaan batubara, infrastrukturnya telah tersedia.
Batubara sebagai sumber energi awal mudah disimpan, dikirim kemanapun. Hal ini jauh lebih efisien dibandingkan energi primer lainnya, misalnya air, angin, dan sebagainya.
Batubara dapat diperoleh di seluruh dunia. Terdapat banyak cadangan batubara di kawasan Amerika Utara, Asia, Eropa, hingga Australia.
Produk akhir dari batubara dapat digunakan oleh industri lain, misalnya industri semen.
Load Factor PLTU tinggi, yaitu dapat mencapai 80%.
Sebagai penghasil batubara, Indonesia dapat menggunakan bahan bakar tersebut dari negaranya sendiri tanpa perlu impor atau bergantung ke negara lainnya.

Kekurangan Pembangkit Listrik Tenaga Uap

Dibalik keuntungan yang diperoleh dari PLTU, terdapat beberapa kekurangan atau kelemahan. Isu lingkungan merupakan sisi yang perlu dikritisi dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap, antara lain:

Pembakaran batubara akan menghasilkan zat berbahaya bagi kesehatan, seperti sulphur dioxide. Efek paling buruk dari kontaminasi zat tersebut adalah penyakit pernapasan jika pembakaran dari batubara tidak terkontrol.
Ekstrasi batubara memerlukan investasi mahal. Kondisi ini menyebabkan harga listrik dari sumber satu ini terus menerus mengalami kenaikan.
PLTU berpotensi menghasilkan gas rumah kaca. Sedangkan turbin angin menghasilkan gas CO2 delapan kali lebih rendah dibandingkan yang dihasilkan dari PLTU.
Penambangan batubara berpotensi merusak lingkungan dan cukup berbahaya untuk jangka panjang.
PLTU dinilai tidak ramah terhadap flora dan fauna yang ada di sekitar pembangkit.
Limbah yang dihasilkan dapat mencemari perairan penduduk yang berada di sekitarnya.
Abu terbang merupakan sisa dari hasil pembakaran PLTU. Sisa pembakaran ini merupakan zat yang sangat beracun. Selain itu, dengan adanya sisa pembakaran tersebut kualitas udara yang ada di sekitar kawasan akan menurun.
Jutaan ton limbah dihasilkan dari operasional PLTU batubara. Limbah tersebut mengandung berbagai zat berbahaya dan terus menumpuk membawa dampak buruk pada kondisi lingkungan.
Perubahan topografi dari alam yang terjadi karena adanya penambangan batubara. Bekas galian yang tidak lagi digunakan akan membuat penampakan alam berubah drastis.