Hydropower: Infinite Source of Renewable Power


Hydropower: Infinite Source of Renewable Power image

APA ITU HYDROPOWER?

Hydroelectric power, bisa juga disebut sebagai hydropower atau hydroelectricity adalah suatu bentuk energi yang memanfaatkan kekuatan air mengalir untuk menghasilkan listrik. Di Indonesia, kita akrab menyebutnya sebagai PLTA atau Pembangkit Listrik Tenaga Air. Hydropower adalah salah satu sumber energi terbarukan yang paling besar dan sudah digunakan sejak lama. Contohnya, lebih dua ribu tahun yang lalu orang Yunani mengubah gandum menjadi tepung dengan menggunakan air mengalir untuk memutar roda penggilingan. 

Hydropower sangat bergantung pada siklus air atau water cycle mengingat air adalah sumber energi utama hydropower. Itulah mengapa mempelajari siklus air cukup penting dalam membantu pemahaman kita tentang cara kerja hydropower.

Siklus air memiliki empat tahap, yaitu:

  • Evaporation; energi matahari memanaskan air di permukaan sungai, danau, dan lautan, yang menyebabkan air menguap.

  • Condensation; uap air mengembun menjadi awan

  • Precipitation; uap air jatuh sebagai presipitasi—hujan dan salju.

  • Collection; curah hujan terkumpul di sungai, lalu bermuara di lautan dan danau, kemudian menguap dan memulai siklus lagi.

Jumlah presipitasi yang mengalir ke sungai, danau, dan laut di wilayah geografis menentukan jumlah air yang tersedia untuk memproduksi hydropower. Perubahan pola curah hujan di tiap musim serta adanya kekeringan dapat berdampak besar pada pelaksanaan produksi hydropower.

Untuk membantu kamu memahami water cycle, perhatikan ilustrasinya di bawah ini, ya! 

Infographic vector created by brgfx 

BAGAIMANA HYDROPOWER MENGHASILKAN LISTRIK?

Hydropower terletak di dekat sumber air untuk memudahkan pengoperasiannya. Kebanyakan hydropower memiliki waduk, gerbang atau katup untuk mengontrol seberapa banyak air yang mengalir keluar dari waduk, serta saluran tempat air berakhir setelah mengalir turun. Air mendapatkan energi potensial tepat sebelum tumpah di atas bendungan atau mengalir menuruni bukit. Energi potensial tersebut diubah menjadi energi kinetik ketika air mengalir menuruni bukit. Air kemudian memutar bilah turbin untuk menghasilkan listrik yang disalurkan ke pembangkit listrik lingkungan sekitar.

Nah, kira-kira seperti inilah proses hydropower saat menghasilkan listrik.

Sumber: electronicslovers.com

Lalu, hydropower terdiri dari tiga jenis fasilitas yaitu impoundment, diversion, dan pumped storage. Beberapa menggunakan bendungan sedangkan sisanya tidak. Kita simak ketiganya di bawah ini, yuk!

Illustrasi Impoundment, Sumber: energy.gov

Ini adalah jenis paling umum dari hydropower. Fasilitas impoundment termasuk dalam sistem hydropower yang berukuran besar, menggunakan bendungan untuk menampung air sungai di waduk. Air yang dilepaskan dari waduk kemudian mengalir melalui turbin, memutar turbin sampai dapat mengaktifkan generator yang menghasilkan listrik. Lalu, air dapat dilepaskan untuk memenuhi kebutuhan lain seperti pengendalian listrik, saluran untuk ikan, dan kebutuhan terkait air lainnya.  

Illustrasi Diversion, Sumber: energy.gov 

Hydropower jenis ini juga disebut sebagai run-of-river, yang mana menyalurkan bagian tertentu dari sungai melalui kanal (penstock) untuk memanfaatkan penurunan alami dari aliran dasar sungai agar dapat menghasilkan energi. Kanal (penstock)—saluran tertutup—berperan menyalurkan aliran air ke turbin dengan aliran air yang diatur oleh gerbang, katup, dan turbin. Pengoperasian hydropower jenis diversion tidak membutuhkan bendungan. 

Illustrasi Pump Storage, Sumber: theconversation.com 

Jenis pumped storage mengoperasikan hydropower seperti baterai raksasa. Pumped storage hydropower, atau PSH, dapat menyimpan listrik yang dihasilkan oleh sumber daya lain—seperti matahari, angin, dan nuklir—untuk digunakan nanti. Fasilitas hydropower jenis ini menyimpan energi dengan memompa air dari waduk yang terletak di ketinggian lebih rendah ke waduk yang terletak di ketinggian lebih tinggi. Ketika kebutuhan listrik rendah, PSH menyimpan energi dengan memompa air dari waduk bawah ke waduk atas. Sebaliknya, saat kebutuhan listrik tinggi, air kembali dilepaskan kembali ke waduk bawah sehingga memutar turbin yang menghasilkan listrik.  

LANJUT BAHAS PROS AND CONS DARI HYDROPOWER, YUK! 

Sumber: im-mining.com

Hydropower telah menjadi sumber energi terbarukan yang paling banyak digunakan selama bertahun-tahun. Namun, sama seperti jenis sumber energi lainnya, tentu saja hydropower memiliki pros and cons—kelebihan dan kekurangan—yang penting untuk diketahui.

Kita mulai dengan mengupas satu-satu pros atau kelebihan hydropower, ya.

  • Hydropower adalah sumber energi terbarukan

Masih ingat dengan siklus air (water cycle) yang kita bahas sebelumnya? Siklus air merupakan elemen penting yang membuat hydropower menjadi energi terbarukan karena menggunakan air sebagai sumber energinya. Water cycle menjadikan air memiliki kemampuan isi ulang sendiri sehingga hydropower tidak akan kehabisan sumber energinya.



  • Hydropower hemat emisi gas rumah kaca

Hydropower tidak melepaskan polutan berbahaya ke udara atau air pada saat menghasilkan daya listrik karena menggunakan air sebagai bahan bakarnya, yang mana membuat hydropower menghasilkan lebih sedikit emisi gas rumah kaca daripada sumber energi lainnya. 

  • Hydropower aman dan dapat diandalkan 

Selain karena tidak menyebabkan polusi dan hemat emisi gas rumah kaca, hydropower aman dioperasikan karena air bisa dikendalikan melalui pelepasan lewat turbin sesuai kebutuhan sehingga bisa menghemat sumber daya yang ada. Hydropower dapat memasok listrik hanya dalam waktu 5 hingga 6 menit saja melalui fasilitas line charging sehingga menjadi penyelamat saat terdapat gangguan listrik di wilayah sekitar. 

  • Hydropower melengkapi sumber energi lainnya

Fasilitas waduk dan bendungan yang dapat menyimpan air memudahkan hydropower menghasilkan listrik kapanpun dibutuhkan sehingga menjadi pelengkap bagi sumber energi lainnya seperti angin dan matahari. Di malam hari saat matahari tidak bersinar maupun saat angin tidak berhembus, hydropower menjadi energi pendukung yang menghasilkan listrik karena ketersediaan air yang selalu ada. Ini menjadikan hydropower sebagai sumber energi yang ekonomis dan praktis.

Kemudian, cons atau kekurangan dari hydropower adalah sebagai berikut:

  • Hydropower merusak habitat hewan & manusia

Pembangunan fasilitas hydropower beresiko merusak lingkungan sekitar karena saat bendungan dibuat, lahan yang sebelumnya kering akan dipenuhi dengan air untuk digunakan sebagai waduk. Ini kemudian membuat manusia dan hewan kehilangan tempat tinggal mereka. Manusia harus pindah karena lahan pemukiman yang digusur, hewan juga dipaksa mencari habitat baru. Selain itu, aliran alami air menjadi terganggu sehingga berdampak buruk pada jalur migrasi ikan untuk berkembang biak. Setelah air berhenti mengalir, hewan-hewan pun tidak dapat lagi mengakses air.      

  • Hydropower perlu pembiayaan yang besar

Projek pembangunan hydropower merupakan projek infrastruktur besar yang memerlukan biaya tidak sedikit karena harus membangun bendungan, waduk, dan turbin penghasil listrik. Meskipun hydropower dapat menyediakan listrik dengan biaya pengelolaan dan pemeliharaan yang rendah untuk 50 hingga 100 tahun setelah dibangun, namun semakin langkanya lokasi yang cocok untuk pembangunan hydropower akan menyebabkan biaya pembangunannya semakin tinggi.  

  • Lokasi pembangunan hydropower terbatas

Hydropower harus berlokasi di sumber air dengan jumlah yang cukup dan dekat dengan saluran listrik. Sulit untuk menemukan lokasi hydropower yang tepat dengan pasokan air untuk sepanjang tahun. Tantangan lainnya adalah bagaimana hydropower harus bisa menyeimbangkan air sungai terus mengalir namun tetap bisa membendung banyak air untuk menghasilkan listrik. Selain itu, lokasi yang sudah memenuhi syarat biasanya jauh dari pusat kota yang menjadi target fasilitasi hydropower. Itulah mengapa cukup sulit menemukan lokasi yang tepat untuk membangun hydropower. 

PENASARAN DENGAN HYDROPOWER TERBESAR DUNIA?

Sumber: reuters.com 

Memiliki kapasitas 34 generator turbin dengan panjang bendungan 2.335 meter serta tinggi mencapai 185 meter, Three Gorges menghasilkan 22.500 megawatts listrik sehingga menjadi hydropower terbesar sekaligus paling produktif di dunia. Hydropower Three Gorges terletak di Provinsi Hubei, Cina tengah, dan dibangun di atas Sungai Yangtze. Hydropower ini telah beroperasi sejak 2003 dan menjadi sumber listrik utama di Cina Timur, Cina Tengah, Provinsi Guangdong di Cina Selatan, dan juga daerah lainnya. Hydropower milik China Three Gorges Corporation (CTGC) ini menciptakan rekor dunia dengan produksi daya tahunan sebanyak 111,8 miliar kilowatt-hours (kWh). Wah, luar biasa sekali, ya? 



INDONESIA PUNYA HYDROPOWER, GAK?

Sumber: rudinazar.com 

Tentu, dong! Bahkan, salah satu hydropower kita menjadi yang terbesar se-ASEAN, lho! Hydropower tersebut bernama PLTA Cirata, terletak di Provinsi Jawa Barat, tepatnya di daerah aliran Sungai Citarum dengan waduk yang memiliki luas genangan mencapai 6.200 hektar dan berada di 3 kabupaten yaitu Bandung, Purwakarta, dan Cianjur. Memiliki delapan unit hydropower dengan masing-masing berkapasitas sebesar 126 megawatts, hydropower Cirata mampu menghasilkan listrik hingga mencapai 1.428 gigawatt hours (GWh) per tahunnya. Kapasitas tersebut membuat hydropower Cirata mampu memasok listrik ke sistem jaringan Jawa, Madura, dan Bali saat ada gangguan dengan kurun waktu hanya dalam 5 hingga 6 menit saja! Namun, kondisi terkini PLTA Citarum cukup memprihatinkan karena dipenuhi sampah dan kotoran ternak sehingga menurunkan kemampuan masa beroperasi yang semula 100 tahun menjadi 60 tahun. Duh, sangat disayangkan, bukan?

References:

  1. National Geographic: Hydroelectric Energy 

  2. EIA.gov: Hydropower explained 

  3. Energy.gov: How Hydropower Works 

  4. ENERGYSAGE: Hydropower pros and cons 

  5. SolarReviews: Hydropower pros and cons 

  6. GreenGeeks: Advantages and Disadvantages of Hydroelectric Energy 

  7. Askari Mohammad Bagher, Mirzaei Vahid, Mirhabibi Mohsen, Dehghani Parvin. Hydroelectric Energy Advantages and Disadvantages. American Journal of Energy Science. Vol. 2, No. 2, 2015, pp. 17-20.

  8. Power Technology: World’s biggest hydroelectric power plants 

  9. Dunia Energi: Jadi Terbesar di Indonesia, PLTA Cirata Mampu Pasok Daya 1.428 GWH Per Tahun 


This article is written by Amalia Diva


Related Post