Bagaimana sih listrik dihasilkan dan bisa sampai di rumah kita?

Selamai ini, yang kita ketahui listrik adalah sesuatu yang bisa kita gunakan untuk menyalakan lampu, nonton TV, Cas HP, hidupin kulkas, mesin cuci dll. 

Peran listrik dalam hidup kita saat ini sangatlah penting. Saking pentingnya, ketika listrik di rumah kita mati sebentar saja, maka kita akan merasakan ketidaknyamanan bahkan uring-uringan. Apalagi bagi kaum milenial yang Handphone nya selalu melekat di tangan. Saat batterai HP nya mati dan tidak ada listrik untuk ngecas, maka dunia mereka seakan berakhir saat itu juga. Hehe, begitulah realita hidup kaum milenial saat ini.

Tapi di balik penting nya listrik dalam kehidupan kita, pernah nggak sesekali kita berfikir bagaimana sih listrik itu dihasilkan, dan bagaimana listrik bisa sampai ke rumah-rumah kita?

Nah, bagi anda yang saat ini sedang mencari jawaban dari pertanyaan di atas, kali ini kita akan membahasnya secara lengkap tentang bagaimana listrik dihasilkan dan dikirim hingga sampai di rumah-rumah kita.

Bagaimana listrik dihasilkan?

Listrik yang kita gunakan saat ini dihasilkan oleh berbagai jenis pembangkit. Baik pembangkit fosil maupun renewable energy.

Pembangkit fosil yakni pembangkit yang masih menggunakan bahan bakar fosil untuk men generate (menghasilkan) listrik dari pembangkit. Bahan bakar fosil yang dimaksud di sini bisa berupa solar, batubara, dll. Contoh pembangkit fosil yang saat ini masih banyak digunakan adalah Disesel generator (Genset).

Adapun pembangkit renewable energy merupakan pembangkit listrik yang dihasilkan dari konversi berbagai jenis energy di alam ini, seperti energy cahaya matahari, energi air, energi angin, dll. Semua jenis energi tersebut bisa dikonversi menjadi listrik dengan cara-cara tertentu sesuai dengan jenis energinya.

Sekarang kita akan bahas satu-per satu dari ke 2 jenis pembangkit listrik di atas untuk memahami lebih dalam bagaimana sih ia menghasilkan listrik?

Pembangkit Fosil

Sebagaimana yang sudah dijelaskan di atas, salah satu contoh pembangkit listrik fosil adalah Diesel Generator.

Apa itu diesel generator?

Diesel generator adalah sebuah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi kimia dalam bahan bakar solar menjadi energi gerak (mekanik). Energi gerak yang dihasilkan oleh mesin diesel tersebut kemudian dikopel dengan generator untuk menghasilkan listrik.

Bagaimana diesel generator bekerja?

Mesin diesel bekerja layaknya motor-motor bensin pada umumnya. Terdapat proses pembakaran yang melibatkan bahan bakar solar, udara dan api dari busi. Proses pembakarannya terjadi seperti biasa sehingga piston-piston pada mesin bisa menggerakan crankshaft. Pada akhirnya, Crankshaft tehubung dengan poros alternator pada generator AC. Alternator inilah yang bekerja sedemikian rupa sehingga listrik bisa digenerate (dihasilkan). Dengan kata lain, ALTERNATOR inilah yang sebenarnya menghasilkan (membangkitkan listrik).

PLTD

Pembangkit renewable energy

Jenis pembangkit yang ke 2 adalah renewable energy (energi terbarukan). Ada beberapa macam pembangkit listrik terbarukan yakni :

1. PLTA (Pembangkit listrik tenaga air)
2. PLTS (Pembangkit listrik tenaga surya) atau sering disebut solar PV (Photovoltatic)
3. PLTB (Pembangkit listrik tenaga bayu angin)
4. dll

Ke 3 macam energi listrik terbarukan di atas saat ini adalah yang paling banyak di gunakan di seluruh dunia, khususnya juga di indonesia.

Lalu bagaimana ke 3 macam energi terbarukan di atas bisa menghasilkan listrik?

PLTA (Pembangkit listrik tenaga air)

PLTA adalah salah satu bentuk energi terbarukan yang memanfaatkan kekuatan aliran air untuk memutar turbin air, yang mana turbin tersebut kemudian dikopel dengan generator untuk menghasilkan energi listrik.

Jika memperhatikan penjelasan di atas, terlihat bahwa PLTA dan pembangkit fosil seperti genset memiliki cara kerja yang hampir sama dalam menghasilkan energi listrik. Bedanya, PLTA menggunakan kekuatan aliran air untuk memutar alternator (generator) sedangkan Genset menggunakan tenaga mesin diesel yang dihasilkan dari bahan bakar solar.

PLTA

PLTS (Pembangkit listrik tenaga surya)

Pembangkit listrik terbarukan berikutnya adalah PLTS (Pembangkit listrik tenaga surya / Solar photovoltatic). Cara kerja PLTS sangat berbeda dengan pembangkit listrik lainnya. Jika pada genset dan PLTA, listrik dihasilkan melalui berbagai kerja mekanis seperti perputaran turbin dan generator, maka pada PLTS komponen-komponen tersebut tidak akan kita temukan.

PLTS pada dasarnya terdiri dari sekumpulan panel sura yang tersusun sedemukian rupa secara seri dan paralel untuk mencapai tegangan yang diinginkan.

Prinsip kerja dari panel surya adalah ketika pancaran cahaya matahari yang tersusun dari foton menabrak atom semikonduktor silikon pada solar panel, maka pada panel surya akan timbul energi besar yang mampu untuk memisahkan elektron dari struktur atomnya. 

Elektron yang sudah terpisah serta memiliki muatan negatif akan bergerak ke bagian konduktor dari material semikonduktor. Pada atom yang telah hilang elektronnya, maka strukturnya atom nya akan kosong sehingga membentuk hole yang bermuatan positif.

Begitu seterusnya sehingga setiap modul/panel surya yang terususun sedemikian rupa tersebut mampu menghasilkan energi listrik.

Perbedaan utama lainnya antara PLTS dan pembangkit lainnya adalah pada jenis listrik yang dihasilkan. Genset mislanya. Jenis listrik yang dihasilkan oleh genset langsung berupa listrik AC (bolak-balik), adapun pada PLTS, listrik yang dihasilkan berupa listrik DC (arus searah).

Keluaran listrik DC dari PLTS memang tidak sesuai dengan beban-beban listrik yang digunakan masyarakat saat ini, akan tetapi hal tersebut bisa dikondisikan menggunakan Inverter.

Inverter adalah equipment elektrikal yang berfungsi untuk merubah listrik searah DC menjadi listrik bolak balik AC.

Terdapat 3 jenis sistem pada PLTS yakni sistem ON grid, OFF Grid dan hybrid.

Pada sistem ON grid, listrik DC yang dihasilkan oleh PLTS akan dikonversi langsung menggunakan inverter kemudian disyncron dengan pembangkit AC lainnya. Hanya dengan begitu sistem ON grid PLTS akan bisa bekerja.

Di Indonesia, PLTS-PLTS yang menjadi mitra PLN biasanya melakukan syncronisasi langsung dengan jaringan PLN. Saat siang hari, PLTS akan mensuply seluruh daya yang dihasilkan ke PLN sedangkan pada malam hari, PLTS akan off dan beban diambil alih oleh PLN.

Kelemahan sistem ON grid adalah jika pembangkit yang disyncronkan dengan nya off, maka PLTS akan berhenti mensuply daya ke jaringan, yang artinya jaringan akan blackout.

Pada sistem OFF grid (Stand alone), listrik DC yang dihasilkan panel surya terlebih dahulu disimpan pada batterai. Listrik DC yang disimpan pada batterai kemudian dikonversi menjadi listrik AC agar bisa digunakan untuk beban-beban listrik rumah tangga. 

Pada beberapa kasus, listrik DC yang dihasilkan oleh PLTS off grid juga bisa digunakan lansgung jika spesifikasi beban sama dengan ouput listrik DC PLTS.

Sistem hybrid merupakan gabungan antara ON grid dan OFF grid. Selain terdapat store energi, sistem hybrid juga bisa melakukan syncronisasi degan pembangkit lain. Kelebihan sistem hybrid adalah PLTS bisa menyalurkan daya lsitrik baik pada siang maupun malam hari ke jaringan mitra.

PLTS

PLTB (Pembangkit listrik tenaga bayu)

Berikunya adalah PLTB (Pembangkit listrik tenaga bayu). PLTB adalah bentuk energi terbarukan yang memanfaatkan kekuatan tiupan angin untuk memutar turbin angin.

PLTB sama halnya dengan PLTA dan Genset. Listrik yang dihasilkan langsung berupa listrik AC, jadi langsung bisa ditransmisikan ke beban tanpa melalui proses inverter sebagaimana pada PLTS.

Melihat putaran turbin angin yang kadang begitu pelan, kita mungkin berfikir bagaimana putaran selambat itu bisa menghasilkan listrik dengan frequensi yang konstan?

Pertanyaan seperti itu pastinya ada di benak banyak orang. Tapi tahukah anda bahwa ternyata sebelum terhubung ke generator (alternator), shaft trubin angin terlebih dahulu dikopel dengan gearbox. 

Gearbox pada PLTB berfungsi untuk mengatur speed ratio agar sesuai dengan yang dibutuhkan oleh alternator. Itulah sebabnya, PLTB tetap bisa menghasilkan energi listrik meskipun putaran turbin (baling-baling) PLTB terlihat sangat lambat.

Hanya saja, sama halnya dengan PLTS yang bergantung pada ada tidaknya sinar matahari, PLTB juga sangat bergantung dengan ada tidaknya tiupan angin yang memutar baling-baling. Energi listrik yang dihasilkan oleh PLTB biasanya disimpan pada batterai sebagai cadangan ketika terjadi loss energi karena ketiadaan angin.

PLTB

Di indonesia, perusahaan-perusahaan pembangkit listrik swasta telah melakukan kerjasama dengan Perusahaan listrik negara (PLN). 

Perusahaan-perusaan pembangkit listrik terbarukan tersebut menjual energi listrik yang dihasilkan kepada PLN dengan harga per kWh yang telah disepakati ke 2 belah pihak.

Jadi untuk diketahui, listrik yang kita kita gunakan di rumah-rumah kita saat ini tidak hanya berasal dari pembangkit PLN, tapi juga dari perusahaan-perusahaan listrik swasta yang menjual listriknya kepada kita melalui PLN.

Saat ini, PLN masih banyak mengandalkan pembangkit listrik diesel (fosil). Karena energi fosil pada akhirnya akan habis juga, ke depan PLN tentu harus memikirkan bagaimana cara bermigrasi seutuhnya dari pembangkit fosil menuju pembangkit terbarukan.

Setelah mengetahui jenis-jenis pembangkit dan bagaimana listrik dihasilkan, berikutnya adalah bagaimana listrik dari pusat pembangkit (PLN dan Mitra) bisa sampai di rumah kita?

Proses pengiriman energi listrik dari pembangkit hingga sampai di rumah kita

1. Mulai-mula, listrik dibangkitkan di pusat pembangkit oleh berbagai jenis pembangkit seperti PLTD, PLTA, PLTS, PLTB dll. Setiap pembangkit listrik di pusat pembangkit menghasilkan output tegangan rendah hingga medium yakni 400 V, 6.3 kV dan 20 kV.
2. Tegangan listrik dari pusat pembangkit kemudian dinaikan menggunakan travo step up hingga mencapai 150 kV - 500 kV
3. Tegangan 150 kV tersebut ditransmisikan menuju gardu induk transmisi untuk kemudian diturunkan menjadi 30, 20 atau 6.3 kV
4. Tegangan listrik yang telah diturunkan pada Gardu induk kemudian ditransmisikan lagi menuju gardu-gardu dustribusi 20 kV.
5. Dari gardu distribusi, listrik kemudian dikirim menuju travo-travo distribusi pada tiang-tiang listrik yang biasa kita lihat di pinggir jalan-jalan umum. Pada travo distribusi, tegangan 20 kV tersebut diturunkan lagi menjadi 400 Volt. 
6. Tegangan 400 Volt yang telah diturunkan pada travo distribusi tersebut kemudian didistribusikan ke rumah-rumah pelanggan atau rumah kita.
7. Beberapa pelanggan menggunakan tegangan 400 Volt (3 phase) dan sebagiannya lagi menggunakan tegangan 220 Volt (1 phase).
8. Listrik akhirnya bisa kita nikamati.

Baiklah, sekian artikel kali ini tentang proses pengiriman energi listrik dari pusat pembangkit hingga sampai di ruamah-rumah kita.

Jika anda menganggap artikel ini menarik dan bermanfaat, mohon bantu share ya...

Terimakasih...