Konsep Pembangkit Listrik

Listrik telah menjadi salah satu kebutuhan vital kita sehari-hari saat ini. Hampir seluruh peralatan yang ada di rumah membutuhkan sumber tenaga listrik supaya dapat bekerja. Apa sebenarnya listrik ini, dan bagaimana ia bisa mengalir melalui kawat penghantar?

Listrik yang mengalir ke rumah kita berasal generator listrik yang terdapat didalam suatu instalasi pembangkit listrik. Tenaga penggerak generator ini bisa berasal dari diesel, angin, air, panas bumi, uap dsb.

Pembangkit Listrik Terbarukan

Pembangkit listrik dengan tenaga penggerak yang bisa diperbarui terus-menerus disebut pembangkit listrik terbarukan. Pengertian terbarukan ini juga mengacu kepada "ramah lingkungan". Contohnya adalah pembangkit listrik dengan tenaga penggerak berupa turbin angin atau turbin air. Angin dan air berasal dari alam yang bisa diperoleh secara terus-menerus dan tidak menimbulkan polusi apapun.

Pertanyaan: Apakah pembangkit listrik yang menggunakan panel surya (solar cell) termasuk pembangkit listrik terbarukan, dan mengapa demikian?

Prinsip Induksi Elektromagnetik

Sekarang mari kita fokus ke generator listrik (dinamo) sebagai alat utama penghasil energi listrik dalam instalasi pembangkit listrik. Sebuah generator listrik bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik sebagai berikut:

• Di sekitar sebuah magnet batang terdapat medan gaya magnetik.
• Jika magnet batang tersebut digerak-gerakkan didekat sebuah kumparan kawat (solenoid) maka kumparan itu akan menerima pengaruh medan magnetik dengan intensitas yang berubah-ubah.
• Akibatnya, didalam kawat kumparan akan timbul gaya gerak listrik induksi (GGL Induksi).
• GGL Induksi inilah yang menyebabkan elektron-elektron berpindah dari satu atom ke atom lain didalam kawat kumparan.
• Perpindahan elektron-elektron menimbulkan arus listrik didalam kawat sehingga dihasilkan energi listrik.

Catatan: Syarat supaya didalam kumparan kawat timbul arus listrik adalah medan gaya magnetik yang mempengaruhi kumparan kawat itu intensitasnya harus berubah-ubah secara kontinu.

Konstruksi Dasar Sebuah Generator (Dinamo)

Gambar berikut menunjukkan konstruksi dasar sebuah generator listrik (dinamo):

Generator listrik memiliki bagian yang bisa berputar yaitu rotor. Bagian ini terletak di bagian tengah berupa magnet permanen yang menghasilkan medan gaya magnetik. Bagian lainnya adalah stator, berupa kumparan kawat, yang letaknya mengelilingi rotor. Konstruksi yang demikian itu menyebabkan stator senantiasa dalam lingkupan pengaruh medan gaya magnetik yang berasal dari rotor. Ketika rotor berputar, medan magnetik yang mempengaruhi stator akan berubah-ubah intensitasnya secara kontinu, sehingga didalam stator akan timbul arus listrik induktif.

Rectifier, Accumulator Battery dan Inverter dc/ac

Lampu penerangan dan peralatan listrik rumah tangga lainnya (kulkas, magic jar, televisi, komputer dsb.) umumnya bekerja pada tegangan listrik sebesar 220 Volt. Berbeda dengan generator skala besar yang memiliki tegangan output 220 Volt, generator skala kecil hanya memiliki tegangan output antara 6-48 Volt. Generator skala kecil umum dipakai pada pembangkit listrik sederhana tenaga angin dan pembangkit listrik sederhana tenaga air (micro-hydro).

Contoh Generator 48 Volt

Kita ambil saja contoh generator 24 Volt (lihat gambar diatas). Ketika turbin penggerak bekerja generator tersebut akan menghasilkan listrik arus bolak-balik (AC) sebesar 24 Volt. Tegangan listrik sebesar ini belum mampu untuk menyalakan lampu penerangan yang butuh 220 Volt. Itulah sebabnya output generator tidak langsung dihubungkan ke beban (lampu penerangan, televisi, seterika, dsb.) melainkan terlebih dahulu harus menuju ke perangkat rectifier & charger.

Bagian rectifier akan mengubah listrik arus bolak-balik (AC) dari generator menjadi listrik arus searah (DC) dengan tegangan 48 Volt juga. Selanjutnya bagian charger akan menggunakan listrik DC tersebut untuk mengisi muatan listrik ke accumulator battery.

Catatan: Accumulator battery diperlukan untuk menjadikan aliran listrik konstan ke beban, bahkan ketika tenaga angin tidak cukup untuk memutar turbin pada kecepatan normal. 

Muatan listrik yang tersimpan didalam accumulator battery diubah kembali menjadi listrik arus bolak-balik (AC) pada tegangan 220 Volt oleh perangkat inverter. Tegangan output 220 Volt dari inverter inilah selanjutnya disalurkan ke beban sehingga bisa menyalakan lampu penerangan di rumah.

Sampai jumpa lagi dalam tulisan berikutnya, dan ditunggu komentarnya!