Apa itu energi listrik tenaga air dan bagaimana cara kerjanya? - Luca, usia 13 tahun, Boston, Massachusetts
Jika kamu pernah mengamati sungai yang mengalir deras menuruni gunung atau bermain ombak di pantai, kamu akan merasakan bahwa air yang bergerak mengandung banyak energi. Sungai dapat mendorong kamu dan kayakmu ke hilir, terkadang dengan sangat cepat. Ombak yang menghantam tubuhmu di pantai dapat menghempaskanmu ke belakang, atau bahkan menjatuhkanmu.
Ada sejarah panjang dalam memanfaatkan energi dalam air sungai yang mengalir untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat. Selama berabad-abad, orang menggunakan tenaga air untuk menggiling biji-bijian menjadi tepung dan makanan. Di zaman modern, orang menggunakan tenaga air untuk menghasilkan listrik bersih untuk membantu menyalakan bangunan, pabrik, dan bahkan mobil.
Energi di air yang mengalir
Energi dalam air yang bergerak berasal dari gravitasi. Sebagai bagian dari siklus air di bumi, air menguap dari permukaan bumi atau dilepaskan dari tanaman.
Ketika uap air yang dilepaskan terbawa ke tempat yang lebih dingin dan lebih tinggi seperti daerah pegunungan, uap air akan mengembun menjadi tetesan awan. Ketika tetesan awan ini menjadi cukup besar, mereka jatuh dari langit sebagai curah hujan, baik dalam bentuk cairan (hujan) atau, jika cukup dingin, dalam bentuk padatan (salju).
Di atas daratan, curah hujan cenderung jatuh di daerah dataran tinggi pada awalnya.
Jika air turun sebagai salju, perlahan-lahan salju akan mencair menjadi air seiring dengan menghangatnya suhu dan mengikuti jalur yang sama. Sungai-sungai terdiri dari air hujan yang dimulai dari dataran tinggi dan mengalir menuruni lereng gunung yang curam.
Mengubah air yang mengalir menjadi listrik
Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) menangkap energi dalam air yang mengalir dengan menggunakan alat yang disebut turbin. Ketika air mengalir di atas baling-baling turbin—seperti kincir raksasa—baling-baling tersebut berputar.
Turbin yang berputar terhubung ke poros yang berputar di dalam alat yang disebut generator, yang menggunakan efek yang disebut induksi untuk mengubah energi dalam poros yang berputar menjadi listrik.
Ada dua jenis utama PLTA. Jenis pertama disebut fasilitas pembangkit listrik tenaga air “run-of-the-river”.
Fasilitas ini terdiri dari saluran untuk mengalihkan aliran air dari sungai ke turbin. Produksi listrik dari turbin mengikuti waktu aliran sungai. Ketika sungai mengalir penuh dengan banyak mata air yang meleleh, itu berarti turbin dapat menghasilkan lebih banyak listrik.
Kemudian di musim panas, ketika aliran sungai menurun, begitu juga dengan produksi listrik turbin. Fasilitas ini biasanya kecil dan konstruksinya sederhana, tetapi kemampuan untuk mengontrol listrik yang dihasilkan terbatas.
Jenis kedua disebut fasilitas pembangkit listrik tenaga air “waduk” atau “bendungan”. Fasilitas ini menggunakan bendungan untuk menahan aliran sungai dan menciptakan danau buatan di belakang bendungan.
Bendungan PLTA memiliki saluran yang mengontrol berapa banyak air yang mengalir melalui lorong-lorong di dalam bendungan. Turbin di bagian bawah lorong-lorong ini mengubah air yang mengalir menjadi listrik.
Untuk menghasilkan listrik, operator bendungan melepaskan air dari danau buatan. Air ini semakin cepat ketika jatuh dari intake di dekat bagian atas bendungan ke turbin di bagian bawah. Air yang keluar dari turbin dilepaskan kembali ke sungai di bagian hilir.
Fasilitas pembangkit listrik tenaga air waduk ini biasanya berukuran besar dan dapat mempengaruhi habitat sungai, tetapi juga dapat menghasilkan banyak listrik dengan cara yang dapat dikontrol.
Masa depan PLTA
PLTA bergantung pada ketersediaan air di sungai yang mengalir. Karena perubahan iklim mempengaruhi siklus air, beberapa daerah mungkin memiliki curah hujan yang lebih sedikit dan akibatnya listrik yang dihasilkan lebih sedikit.
Selain itu, produksi listrik bukanlah satu-satunya hal yang harus dipikirkan oleh operator bendungan ketika mereka memutuskan berapa banyak air yang akan dialirkan. Mereka harus memastikan untuk menyimpan air di belakang bendungan untuk digunakan oleh masyarakat dan membiarkan air yang cukup untuk melestarikan habitat sungai di bawah bendungan.
PLTA juga dapat berperan dalam membatasi perubahan iklim karena PLTA merupakan bentuk listrik energi terbarukan. Fasilitas PLTA dapat menambah dan mengurangi produksi listrik mereka untuk mengisi kekosongan dalam pembangkit listrik tenaga angin dan matahari.
_Rahma Sekar Andini dari Universitas Negeri Malang menerjemahkan artikel ini dari bahasa Inggris