Elektrik… tanpamu siapalah kita….


hydro-power

Sentuhan mautmu membuatkan ramai yang kecundang…

Elektrik dihasilkan dengan gumpalan wayar yang berputar (rotor) ‘membelah’ medan elektrik (stator). Dengan mengambil kira prinsip elektromagnet (Hukum Faraday dan Hukum Lenz), interaksi antara wayar bergerak dengan medan elekrik akan menghasilkan ‘potential’ (V). Kesan ini akan menyebabkan arus elektrik akan mengalir melalui konduktor.

Untuk menghasilkan pusingan rotor, rotor disambungkan dengan bilah-bilah turbin yang disusun dengan cara yang tertentu agar penggerak perdana seperti gas, stim atau air boleh menggerakkan mereka. Artikel ini sebenarnya ingin menerangkan jenis-jenis dan konsep operasi stesen janakuasa elektrik. Bekalan elektrik adalah suatu keperluan dimasa kini dimana penggunaannya amat penting untuk meneruskan kehidupan seharian.

Terdapat 8 jenis stesen janakuasa paling umum digunakan sekarang ini. Operasinya lebih kurang sama iaitu untuk memutarkan turbin dan menghasilkan tenaga elektrik.

1. Stesen Janakuasa Turbin Stim

Merupakan stesen janakuasa paling umum. Stesen janakuasa berkapasiti tinggi paling popular kerana kos arang batu yang rendah berbanding gas asli dan diesel. Walaubagaimanapun, ada juga stesen janakuasa turbin stim yang menggunakan gas asli sebagai bahan pembakar.

Konsep: Bahan bakar arang batu atau gas asli dimasukkan kedalam ‘boiler’ di dalam stesen janakuasa. Di dalam boiler terdapat siri tiub air atau ‘water walls’ untuk mengalirkan air untuk dipanaskan. haba yang dihasilkan akan memanaskan air untuk menjadi stim. Air yang telah dipanaskan tadi dipanaskan lagi untuk menghasilkan ‘superheated steam’ ataupun stim asli. Stim bertekanan tinggi ini akan dialirkan ke sistem turbin tekanan tinggi (yang mempunyai bilah-bilah kecil untuk menahan tekanan tinggi) dan seterusnya melalui sistem turbin tekanan rendah yang mempunyai bilah-bilah turbin yang besar untuk mengekalkan tork yang mencukupi untuk memutarkan turbin. Sistem turbin tersebuat akan memutarkan alternator dan menghasilkan elektrik.

Masa untuk memulakan operasi ini agak lama iaitu dalam 6 hingga 12 jam untuk bahan bakar menghasilkan haba yang secukupnya untuk mendapatkan stim superheated bertekanan tinggi. Kapasiti kuasa yang dihasilkan janakuasa jenis ini adalah sangat besar.

2. Stesen Janakuasa Turbin Gas

Stesen jenis ini tidak menggunakan stim untuk memutarkan turbin tetapi menggunakan gas ekzos yang bertekanan tinggi dan berkelajuan tinggi. Konsep asasnya adalah lebih kurang dengan enjin kereta dimana minyak dicampurkan dengan udara dan dibakar untuk menghasilkan kuasa untuk menolak piston. Ianya juga boleh dikatakan sama dengan konsep enjin turbofan.

Konsep: Udara dimampatkan dan dialirkan ke ruang ‘combustion’ dimana gas dicampurkan. Campuran kemudiannya dibakar untuk menghasilkan gas ekzos berkelajuan tinggi, bertekanan tinggi. Gas ini dialirkan ke sistem turbin yang terdiri dari sistem turbin bertekanan tinggi dan sistem turbin bertekanan rendah. Turbin akan memutarkan alternator dan menghasilkan kuasa. Aliran gas boleh dikawal untuk mendapatkan kelajuan pusingan yang malar.

Dianggap sebagai satu sumber kuasa yang boleh diperbaharui kerana ianya bergantung kepada aliran air dari simpanan. Stesen ini lebih praktikal dimana terdapat simpanan air yang terletak dikawasan yang lebih tinggi. Maka stesen hidro memerlukan empangan dibina untuk memastikan bekalan air mencukupi.

Konsep: Tekanan air yang wujud dengan kehadiran empangan. Air bertekanan tinggi dialirkan melalui saluran tekanan ke penjana kuasa. Penjana kuasa mempunyai sistem turbin yang menukarkan tenaga mekanikal ke tenaga elektrik. Terdapat dua jenis sistem turbin untuk sistem ini iaitu turbin ‘impulse’ dan turbin ‘reaction’. Turbin impulse digunakan apabila terdapat tekanan air tinggi manakala turbin reaction digunakan apabila terdapat tekanan air rendah.

Kapasiti kuasa yang dihasilkan adalah kurang daripada janakuasa arang batu. Takat simpanan air perlu dipantau kerana bekalan air yang tidak menentu.

4. Ladang Angin (Wind Farms)

Dikategorikan sebagai sumber tenaga yang boleh diperbaharui. Namun ianya bergantung kepada keadaan angin. Maka janakuasa jenis ini selalunya terletak di kawasan tanah tinggi dimana angin lebih mudah didapati. Keperluan utamanya ialah kehadiran angin yang malar dalam kelajuan sekurang-kurangnya 10m/s.

Konsep: Angin akan memutarkan bilah-bilah turbin yang akan memutarkan alternator dan menghasilkan elektrik. Untuk memalarkan voltage dan frekuensi, alternator hendaklah berpusing pada kelajuan yang malar. Mekanisma gear dipasang untuk menambah atau mengurangkan kelajuan putaran alternator bergantung kepada kelajuan angin.

Kapasiti kuasa yang dihasilkan amat kecil maka ia selalunya dibina dalam kuantiti yang banyak.

5. Sistem Photovoltaic (PV) Sambungan Grid

Sistem ini menggunakan cahaya matahari sebagai sumber tenaga. Ianya senyap dan tidak mempunyai bahagian yang bergerak dan hampir tidak memerlukan pemantauan. Kekurangan dalam sistem ini ialah kadar efisiensi PV yang rendah di sesetengah keadaan alam dan kos sistem PV yang tinggi. Walaubagaimanapun, sistem ini semakain popular kerana nilai arkitektur yang tinggi.

Konsep: Panel PV menukarkan cahaya kepada elektrik melalui bentuk aliran arus. Ianya lebih dilihat sebagai sumber arus elektrik kerana jumlah penghasilan arus adalah berdasarkan jumlah cahaya. Regulator diperlukan untuk mengawal jumlah kuasa yang perlu dialirkan semula ke sistem grid dan jumlah kuasa yang perlu dialirkan ke luar. Jika arus keluar yang diperlukan adalah tinggi, regulator akan mengalirkan semua tenaga dari panel PV ke luar dan jika sebaliknya, kuasa berlebihan akan dialirkan ke sistem grid.

Bergantung kepada output yang diperlukan, output DC (arus terus) memerlukan kelengkapan DC disambung terus ke sistem PV ini manakala output AC (arus ulangalik) memerlukan penukar DC-AC untuk menghasilkan output AC.

Kapasiti Kuasa
Kapasiti kuasa bagi sistem PV ini bergantung kepada saiz panel yang digunakan. Maka kapasiti kuasa yang besar akan dihasilkan jika terdapat panel PV yang besar atau banyak.

6. Stesen Janakuasa Nuklear

Stesen jenis ini amat pupular di barat dan dianggap sebagai sumber tenaga tahan lama kerana ianya memerlukan sedikit kuantiti untuk menghasilkan amaun tenaga elektrik yang besar.

Konsep: Bahan radioaktif seperti uranium atau plutonium digunakan sebagai bahan bakar. Rod-rod bahan bakar ini ditenggelamkan di dalam kolam air yang terletak di sebuah reaktor yang besar yang juga mempunyai dinding-dinding air seperti stesen janakuasa arang batu. Partikel-partikel neutron disuntik ke dalam bahan-bahan material tadi. Kesannya adalah suatu reaksi berantai dimana satu partikel neutron akan membebaskan 2 lagi partikel neutron dari rod radioaktif. tenaga dihasilkan dalam proses ini dan reaksi ini akan berterusan hingga tenaga eksponen meningkat dan akan memanaskan air. Air ini akan bertukar menjadi stim dan seterusnya ke ‘superheated steam’. Proses seterusnya adalah sama seperti stesen janakuasa arang batu.

Sebagai langkah keselamatan, rod karbon dimasukkan kedalam reaktor untuk menyerap neutron yang berlebihan dan seterusnya mengawal pengeluaran tenaga ke tahap yang selamat.

Kapasiti Kuasa
Kapasiti tenaga yang dikeluarkan adalah sangat besar dan memerlukannya beroperasi sepanjang masa.

7. Stesen Janakuasa Tenaga Ombak

Dikategorikan sebagai sumber kuasa yang boleh diperbaharui. Konsep penghasilan elektrik adalah berdasarkan kuasa ombak yang akan memutarkan sistem turbin dan alternator.

8. Stesen Janakuasa Biomass

Dikategorikan sebagai stesen janakuasa yng menggunakan sistem alternatif sebagai bahan bakar. Biomass menggunakan sisa-sisa biologi untuk menjana bahan bakar. Stesen biomass konventional membakar sisa-sisa terbuang untuk mendapatkan tenaga untuk memanaskan air. Ini akan menjana pengeluaran gas karbon monoksida yang akan mencemarkan alam. Kajian sedang dijalankan untuk mendapatkan bakteria yang hidup dengan memakan sisa-sisa buangan dan menghasilkan gas yang mudah terbakar seperti metana atau hidrogen.

Advertisements

Tinggalkan Jawapan

Masukkan butiran anda dibawah atau klik ikon untuk log masuk akaun:

WordPress.com Logo

Anda sedang menulis komen melalui akaun WordPress.com anda. Log Out / Tukar )

Twitter picture

Anda sedang menulis komen melalui akaun Twitter anda. Log Out / Tukar )

Facebook photo

Anda sedang menulis komen melalui akaun Facebook anda. Log Out / Tukar )

Google+ photo

Anda sedang menulis komen melalui akaun Google+ anda. Log Out / Tukar )

Connecting to %s