PLTA sederhana

1.  DAM DAN WATER WAY

1.1 Definisi Dam Water Way

•    Dam (Bendungan)

Suatu konstruksi yang berfungsi untuk membendung sungai hingga terbentuk suatu waduk (reservoir) yang digunakan antara lain untuk pembangkit tenaga listrik, irigasi, air minum (water supply), pencegah banjir, pariwisata, dan lain – lain.

•    Water Way

Disebut juga jalan air adalah suatu bagian konstruksi dimulai dari bangunan pengambilan (intake structure) sampai ke saluran akhir (tail race), yang merupakan suatu bagian utama dari PLTA, dimana air akan melalui “water way” sehingga tenaga listrik dapat dibangkitkan.

1. 2. Bendungan (Dam) Dan Bangunan Pelengkapnya

•    Jenis – Jenis Bendungan

Berdasarkan tipenya dam (bendungan) dibagi atas :

•          Bendungan Urugan (fill type dam)

•          Bendungan Beton (concrete dam)

•          Bendungan dari bahan – bahan seperti baja, karet dll (untuk dam kecil)

•    Bendungan Urugan

Dapat dibagi atas :

•          Bendungan urugan homogen (bendungan homogen)

•          Bendungan urugan zonal (bendungan zonal)

•          Bendungan Urugan Bersekat (Bendungan sekat / facing) 

Bendungan Beton (Concrete Dam)

Dapat dibagi atas :

•          Gravity dam (concrete gravity dam)

•          Arch dam (concrete arch dam) à bentuknya seperti busur

•          Butters dam à   slab and butters dam

multiple arch dam

massive head buttress dam

Bendungan beton umumnya tidaklah sebesar bendungan tipe urugan, tetapi harus dibangun pada fundasi yang mempunyai batuan yang kokoh.

Berat dari konstruksi beton (concrete) sangat berpengaruh dalam menahan beban – beban luar seperti tekanan air gempa, gelombang dan sebagainya. 

Þ     Bangunan Pelengkap Bendungan

v  Spillway (bangunan pelimpah)

Digunakan untuk mengalirkan air banjir sehingga dapat mencegah rusaknya tubuh bendungan (terutama jenis urugan) akibat meluapnya air banjir melalui puncak bendungan à disebut overtopping.

Þ     Jenis – Jenis Bangunan Pelimpah

–        Bangunan pelimpah jenis peluap (overflow spill way)

Jenis ini biasanya dipakai pada bendungan beton (concrete dam), dimana air dilewatkan diatas mercu / puncak (crest) dari bangunan pelimpah.

–        Bangunan pelimpah jenis peluncur

Air dialirkan diatas suatu pelimpah peluncur kedalam suatu saluran terbuka yang curam à disebut peluncur, biasanya bangunan pelimpah jenis ini dipakai pada bendungan urugan (tanah atau batu) dan bila kondisi topografinya memungkinkan dapat ditempatkan diatas bandungan.

Bendungan Pelengkapnya (dam) dan Bangunan Pelangkapnya

Ø  Bangunan pelimpah jenis luapan samping (side ward overflow type)

Suatu bangunan pelimpah yang saluran peluncurnya diletakkan disamping bendungan dimana air akan melewati mercu kemudian dialirkan melalui suatu saluran disisi bendungan. Biasanya, bangunan pelimpah ini juga dilengkapi dengan pintu - pintu (spillway gafe) untuk mengatur jumlah (debit) air yang dikeluarkan sesuai dengan perhitungan hidrologis yang berlaku.

Ø  Bangunan pelimpah jenis cerobong (morning glory overflow type)

Disini air akan jatuh (melimpah) melalui suatu cerobong tegak lurus kedalam suatu pipa datar yang akan mengalirkan air menembus   bendungan. Pelimpah jenis ini digunakan jika keadaan topografi tidak memungkinkan untuk penggunaan pelimpah jenis peluncur atau luapan samping.

Ø  - Bangunan pelimpah-jenis syphon

Apabila tidak diperlukan suatu jenis pelimpah dengan kapasitas yang besar, dan juga karena terbatasnya ruangan, maka pelimpah jenis syphon merupakan pilihan praktis

•    Intake Structure (bangunan pengambilan)

Untuk mengambil air, baik dari sungai atau waduk diperlukan suatu bangunan pengambilan air (intake structure). Biasanya bangunan pengambilan ini dilengkapi dengan "pintu pengambilan" (intake gate) dan juga dilengkapi dengan katup (intake valve)  biasanya dipakai katup kupu - kupu (butterfly valve).

Fungsi intake gate : pada saat pemeliharaan / pemeriksaan headrace tunnel dimana terowongan (headrace tunnel) harus dikosongkan terlebih dahulu.

• Bottom Outlet(saluran bawah)
• Bangunan ini merupakan bangunan pelengkap pada suatu bendungan.

• Bungunan ini biasanya dibuat untuk tujuan khusus, seperti untuk menyalurkan kebutuhan air dari daerah hulu (up-stream ) ke daerah hilir (down-stream) dari suatu Bendungan.

• Tidak semua Bendungan mempunyai bangunan saluran bawah (bottom outlet) ini.

• Bangunan seperti ini terdapat pada Bendungan Saguling di Jawa Barat.

1.3. Saluran Tekan (Headrace Tunnel) Dan Bangunan Pelengkapnya

•    Saluran diatas permukaan tanah.

Saluran diatas permukaan tanah dikenal juga dengan sebutan "saluran terbuka" atau: Open Channel, yaitu suatu saluran yang dibuat dengan cara menggali permukaan tanah.

Dinding saluran ini ada yang diperkuat dengan: pasangan batu atau pelat/konstruksi beton bertulang , atau dapat juga dengan dibiarkan tanpa perkuatan.

•    Saluran dibawah permukaan tanah.

Saluran ini dikenal juga dengan "Terowongan" atau Tunnel, yaitu suatu saluran air yang dibuat dibawah tanah, atau menembus permukaan bukit / gunung. Biasanya berbentuk lingkaran atau tapal kuda dan ada juga yang mempunyai bentuk empat persegi panjang (disebut juga sebagai "culvert"). Dinding terowongan biasanya dilapisi dengan konstruksi beton bertulang.

•    Surge Tank (tangki pendatar air)

Bangunan ini berfungsi sebagai peredam "pukulan balik" atau "water hammer" , yang diakibatkan penutupan secara mendadak/tiba - tiba dari pipa pesat (penstock), jika terjadi gangguan operasional pada turbin atau jika terjadi kebocoran pada pipa pesat.

Biasanya bangunan ini dibuat secara vertikal diatas saluran fiekan (headrace tunnel)/menjadi satu kesatuan dengan headrace tunnel.

Biasanya bangunan ini berbentuk silender dan dibuat dari konstruksi beton bertulang, tetapi ada juga yang dibuat dari konstruksi baja dan diletakkan secara vertikal diatas pipa pesat.

•    Adit Tunnel (terowongan pembantu)

Untuk mempercepat pelaksanaan pembuatan terowongan (tunnel) dibuat terowongan pembantu (adit tunnel) yang nantinya apabila terowongan utamanya (headrace tunnel) sudah selesai dikerjakan, maka adit tunnel ini akan ditutup (di-plugging). Jadi fungsi terowongan pembantu (adit tunnel) ini hanyalah sebagai pembantu untuk mempercepat pembuatan terowongan utamanya.

Adit tunnel ini, tergantung dari jenis batuannya: ada yang diberi lapisan beton bertulang disekelilingnya dan ada juga yang tidak diberi lapisan beton bertulang (hal ini jika batuannya kokoh/stabiI).

Pada beberapa PLTA, adit tunnel ini juga dipakai sebagai terowongan inspeksi, setelah proyek pembangunan PLTA tersebut selesai dikerjakan.

1. 4. Pipa Pesat Dan Perlengkapannya

•    Jenis jenis Pipa Pesat.

Pipa Pesat (penstock) menurut bahannya dapat dibagi atas :

•          pipa pesat baja, pipa pesat beton bertulang, pipa pesat kayu (sekarang tidak dipakai lagi)

Sedangkan menurut letaknya pipa pesat dapat merupakan: pipa pesat diatas, permukaan tanah dan dibawah Permukaan tanah (penstock tunnel).

Fungsi dari pipa pesat adalah untuk menyalurkan air dari headrace tunnel ke turbin

•    Penstock Valve (kotup pipa pesat)

Penstock valve ini mempunyai fungsi untuk menutup pipa pesat / menghentikan air dari headrace tunnel ke penstock bila terjadi:

•          kebocoran atau kerusakan (patahnya pipa pesat akibat fundasinya longsor) pada pipa pesat.Katup ini biasanya terletak pada awal penstok (antara penstock tunnel dan pipa pesat).

•          gangguan pada turbin,sehingga air harus dihentikan masuk kedalam turbin. Katup ini letaknya diujung pipa pesat (antara pipa pesat dan Spiral Case/saluran ke turbin).

Pada umumnya penstock valve adalah darii tipe : Spherical atau Butterf ly valve.

•    Man Hole (lubang inspeksi)

Man Hole digunakan sebagai lubang untuk masuk orang (man) pada waktu inspeksi kedalam pipa pesat.

Pada pipa pesat yang terbuat dari baja, man hole ini terletak pada bagian bawah dari pipa pesat dan dapat dibuka/tutup dengan cara membuka baut pada sekeliling man hole tersebut.

Man hole ini dilengkapi dengan "sealing" dari karet pada kelilingnya untuk mencegah terjadinya kebocoran pada saat pipa pesat penuh berisi air.

 

1. 5. Draft Tube Dan Tailrace

•    Draft Tube.

Draft tube adalah suatu bangunan yang berfungsi untuk membuang air yang keluar dari turbin ke saluran bawah (tail race), akan tetapi pada turbin reaksi juga berfungsi untuk recovery energi kinetik yang keluar dari turbin.

Jenis - jenis Draft Tube :

•          Jenis Kerucut (conicaltype)

•          Jenis siku (elbow type)

•          Jenis "S" (S type)

•    Tailrace (saluran akhir).

Bangunan "taiI race" berfungsi untuk mengalirkan air serta mengurangi tekanan air dari "draft tube" , dan merupakan bangunan akhir dari sitem "water way" pada suatu PLTA. Tailrace biasanya dilengkapi dengan "stoplog" (balok bendung) untuk pemeliharaan atau inspeksi pada turbin.

Stop log ini pada umumnya dari balok kayu ataupun balok baja.