Pembangkit listrik tenaga air, sebagai sumber energi terbarukan, bebas polusi, dan bersih, telah lama dihargai oleh masyarakat. Saat ini, stasiun tenaga air berukuran besar dan sedang banyak digunakan dan teknologi energi terbarukan yang relatif matang di seluruh dunia. Misalnya, stasiun tenaga air Tiga Ngarai di Tiongkok merupakan stasiun tenaga air terbesar di dunia. Namun, stasiun tenaga air berukuran besar dan sedang memiliki banyak dampak negatif terhadap lingkungan, seperti bendungan yang menghalangi kelancaran aliran sungai alami, menghalangi pembuangan sedimen, dan mengubah lingkungan ekosistem; Pembangunan stasiun tenaga air juga membutuhkan genangan air yang luas, yang mengakibatkan banyaknya imigran.
Sebagai sumber energi baru, PLTA skala kecil memiliki dampak yang jauh lebih kecil terhadap lingkungan ekologis, dan karenanya semakin diminati oleh masyarakat. PLTA skala kecil, seperti halnya PLTA skala besar dan menengah, keduanya merupakan pembangkit listrik tenaga air. Yang biasa disebut dengan “PLTA skala kecil” adalah PLTA atau pembangkit listrik tenaga air dan sistem tenaga dengan kapasitas terpasang yang sangat kecil, dan kapasitas terpasangnya bervariasi tergantung pada kondisi nasional masing-masing negara.
Di Tiongkok, "tenaga air skala kecil" mengacu pada stasiun tenaga air dan jaringan listrik lokal pendukung dengan kapasitas terpasang 25MW atau kurang, yang didanai dan dioperasikan oleh entitas lokal, kolektif, atau individu. Tenaga air skala kecil termasuk dalam energi bersih nonkarbon, yang tidak memiliki masalah penipisan sumber daya dan tidak menyebabkan polusi terhadap lingkungan. Ini merupakan komponen yang sangat diperlukan dalam penerapan strategi pembangunan berkelanjutan Tiongkok.
Mengembangkan energi terbarukan seperti tenaga air skala kecil sesuai dengan kondisi daerah dan mengubah sumber daya tenaga air menjadi listrik berkualitas tinggi telah berperan penting dalam menjamin pembangunan ekonomi dan sosial nasional, meningkatkan mutu hidup rakyat, memecahkan masalah konsumsi listrik di daerah tanpa listrik dan kekurangan daya, mendorong tata kelola sungai, perbaikan ekologi, perlindungan lingkungan, dan pembangunan sosial ekonomi setempat.
Tiongkok memiliki cadangan sumber daya tenaga air kecil yang melimpah, dengan perkiraan cadangan teoritis sebesar 150 juta kW dan potensi kapasitas terpasang lebih dari 70.000 MW untuk pengembangan. Merupakan pilihan yang tak terelakkan untuk mengembangkan tenaga air kecil secara giat guna meningkatkan struktur energi dalam konteks perlindungan lingkungan rendah karbon, konservasi energi dan pengurangan emisi, serta pembangunan berkelanjutan. Menurut rencana Kementerian Sumber Daya Air, pada tahun 2020, Tiongkok akan membangun 10 provinsi tenaga air kecil dengan kapasitas terpasang lebih dari 5 juta kW, 100 pangkalan tenaga air kecil besar dengan kapasitas terpasang lebih dari 200.000 kW, dan 300 kabupaten tenaga air kecil dengan kapasitas terpasang lebih dari 100.000 kW. Pada tahun 2023, seperti yang direncanakan oleh Kementerian Sumber Daya Air, pembangkitan tenaga air kecil tidak hanya akan mencapai tujuan tahun 2020, tetapi juga memiliki pengembangan yang lebih besar atas dasar ini.
Pembangkit listrik tenaga air adalah sistem pembangkit listrik yang mengubah energi air menjadi listrik melalui turbin air, dan rangkaian generator turbin air merupakan perangkat inti untuk mencapai konversi energi dalam sistem tenaga air skala kecil. Proses konversi energi rangkaian generator listrik tenaga air dibagi menjadi dua tahap.
Tahap pertama mengubah energi potensial air menjadi energi mekanis turbin air. Aliran air memiliki energi potensial yang berbeda pada ketinggian dan medan yang berbeda. Ketika aliran air dari posisi yang lebih tinggi menghantam turbin pada posisi yang lebih rendah, energi potensial yang dihasilkan oleh perubahan permukaan air diubah menjadi energi mekanis turbin.
Pada tahap kedua, energi mekanik turbin air pertama-tama diubah menjadi energi listrik, yang kemudian disalurkan ke peralatan listrik melalui jalur transmisi jaringan listrik. Setelah terkena dampak aliran air, turbin air menggerakkan generator yang terhubung secara koaksial untuk berputar. Rotor generator yang berputar menggerakkan medan magnet eksitasi untuk berputar, dan belitan stator generator memotong jalur medan magnet eksitasi untuk menghasilkan gaya gerak listrik induksi. Di satu sisi, ia mengeluarkan energi listrik, dan di sisi lain, ia menghasilkan torsi pengereman elektromagnetik dalam arah putaran yang berlawanan pada rotor. Aliran air terus menerus berdampak pada perangkat turbin air, dan torsi putar yang diperoleh turbin air dari aliran air mengatasi torsi pengereman elektromagnetik yang dihasilkan pada rotor generator. Ketika keduanya mencapai keseimbangan, unit turbin air akan beroperasi pada kecepatan konstan untuk menghasilkan listrik secara stabil dan menyelesaikan konversi energi.
Genset hidroelektrik merupakan perangkat konversi energi penting yang mengubah energi potensial air menjadi energi listrik. Genset ini umumnya terdiri dari turbin air, generator, pengontrol kecepatan, sistem eksitasi, sistem pendingin, dan peralatan kontrol pembangkit listrik. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai jenis dan fungsi peralatan utama pada genset hidroelektrik:
1) Turbin air. Ada dua jenis turbin air yang umum digunakan: turbin impuls dan turbin reaktif.
2) Generator. Sebagian besar generator menggunakan generator sinkron yang dieksitasi secara elektrik.
3) Sistem eksitasi. Karena generator pada umumnya merupakan generator sinkron yang dieksitasi secara elektrik, maka diperlukan pengendalian sistem eksitasi DC untuk mencapai pengaturan tegangan, pengaturan daya aktif dan reaktif energi listrik, guna meningkatkan kualitas energi listrik yang dihasilkan.
4) Perangkat pengatur dan kontrol kecepatan (termasuk pengatur kecepatan dan perangkat tekanan oli). Pengatur digunakan untuk mengatur kecepatan turbin air, sehingga frekuensi energi listrik yang dihasilkan memenuhi persyaratan pasokan daya.
5) Sistem pendingin. Pembangkit listrik tenaga air skala kecil umumnya menggunakan pendingin udara, dengan menggunakan sistem ventilasi untuk membantu menghilangkan panas dan mendinginkan permukaan stator, rotor, dan inti besi pembangkit listrik.
6) Perangkat pengereman. Generator hidrolik dengan kapasitas terukur melebihi nilai tertentu dilengkapi dengan perangkat pengereman.
7) Peralatan kontrol pembangkit listrik. Sebagian besar peralatan kontrol pembangkit listrik menggunakan kontrol digital komputer untuk mencapai fungsi seperti koneksi jaringan, pengaturan frekuensi, pengaturan tegangan, pengaturan faktor daya, proteksi, dan komunikasi pembangkit listrik tenaga air.
Pembangkit listrik tenaga air skala kecil dapat dibagi menjadi tipe pengalihan, tipe bendungan, dan tipe hibrida berdasarkan metode pemusatan tekanan. Sebagian besar pembangkit listrik tenaga air skala kecil di Tiongkok adalah pembangkit listrik tenaga air skala kecil tipe pengalihan yang relatif ekonomis.
Karakteristik pembangkit listrik tenaga air skala kecil adalah skala konstruksi stasiun kecil, rekayasa sederhana, pengadaan peralatan mudah, dan pada dasarnya penggunaan sendiri, tanpa menyalurkan listrik ke tempat-tempat yang jauh dari stasiun; Jaringan listrik tenaga air skala kecil memiliki kapasitas kecil, dan kapasitas pembangkitan listrik juga kecil. Penolakan terhadap listrik tenaga air skala kecil memiliki karakteristik lokal dan massa yang kuat.
Sebagai sumber energi bersih, tenaga air skala kecil telah berkontribusi pada pembangunan desa-desa energi baru sosialis di Tiongkok. Kami percaya bahwa kombinasi tenaga air skala kecil dan teknologi penyimpanan energi akan membuat pengembangan tenaga air skala kecil lebih menarik di masa mendatang!
Waktu posting: 11-Des-2023
