Power Generation : Generator

Pada bagian ini, kita akan membahas bagaimana listrik dihasilkan dari input yakni putaran shaft yang disebabkan gaya yang dilakukan pada turbin gas.

Sebelum membahas mengenai generator, mari kita lihat kembali gambaran secara keseluruhan generator turbin gas.

Generator turbin gas

Nah, dibagian sisi paling kiri pada gambar diatas adalah gambar generator, dimana pada generator ini energi mekanik akan diubah menjadi energi listrik berarus bolak-balik (AC). Arus AC yang dihasilkan oleh generator turbin gas memiliki tiga phase.

Mari kita lihat lebih jelas mengenai generator dalam generator turbin gas tersebut

Generator

Berikut adalah narasi mengenai prinsip kerja generator yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energ listrik:

Generator shaft terhubung ke poros turbin melalui gearbox, dan generator menerima energi mekanik dari turbin melalui koneksi ini. Fungsi dari gearbox adalah untuk menurunkan drive speed dari poros turbin ke poros generator. Hal ini penting karena putaran per menit (rpm) dari poros generator tersebut menentukan frekuensi (Hz) dari daya listrik yang dihasilkan.

Generator menghasilkan listrik dengan menggunakan prinsip elektromagnetik. Semua magnet memiliki medan magnet di sekitar mereka karena adanya kutub. Jika konduktor ditempatkan di hadapan medan magnet bergerak, arus listrik mengalir dalam konduktor. Sebaliknya, konduktor dengan arus listrik yang mengalir melalui itu menghasilkan medan magnet sendiri. Generator rotor dan stator keduanya ditutupi dengan gulungan kawat, yakni berupa gulungan konduktor.

Generator menghasilkan tenaga listrik dalam dua langkah. Pada langkah pertama, exciter memproduksi dan memasok arus eksitasi ke rotor generator. Exciter adalah sebuah perangkat yang menyediakan arus akibat proses pemagnetan untuk elektromagnet yang ada dalam motor atau generator. Pada langkah kedua, arus eksitasi di rotor generator tersebut kemudian menghasilkan medan magnet di generator dan rotasi poros generator yang berputar menghasilkan listrik AC tiga fase. Adanya medan magnet tesebut, ditandai dengan garis hijau yang membentuk berputar ditandai dengan arah medan magnet.

Exciter terdiri dari generator magnet permanen, exciter utama, dan rectifier. Generator magnet permanen memasok arus DC ke exciter utama, yang dipasang pada poros generator. Ketika poros generator berputar, exciter utama menghasilkan arus AC, yang dikirim ke rectifier. Rectifier tersebut berupa susunan dioda yang menyebabkan arus hanya berjalan satu arah, sehingga mengubah arus AC ke DC. Rectifier kemudian mengirimkan arus DC ke rotor generator sebagai arus eksitasi.

Eksitasi arus dari exciter menciptakan medan magnet di gulungan rotor generator. Selama poros generator berputar, rotor generator yang dipasang pada poros akan menciptakan medan magnet berputar yang menginduksi arus AC di stator pembangkit. Arus induksi dikumpulkan oleh kotak terminal generator dan dikirim ke sistem distribusi listrik. Generator menghasilkan listrik AC tiga fase karena ada tiga gulungan kawat terpisah pada stator pembangkit.

Berikut adalah bagian-bagian dalam eksitator untuk memperjelas bagaimana proses induksi ke rotor generator :

Eksitasi listrik

1. Permanent Magnet Generator

Generator magnet permanen menghasilkan arus DC untuk exciter utama. Generator magnet permanen adalah magnet permanen berbentuk cincin yang dipasang pada rotor generator.

2) Voltage Regulator

Voltage regulator mengontrol DC yang disuplai dari generator magnet permanen pada exciter utama.

3) Main Exciter

Exciter utama menghasilkan listrik AC dari arus DC yang dipasok oleh generator magnet permanen. Exciter utama terdiri dari stator dan dinamo yang digerakkan oleh rotor generator.

4) Rectifier

Rectifier mengubah arus AC dari exciter utama ke DC dan mengirimkannya ke rotor generator sebagai arus eksitasi.

Dari penjelasan diatas, kita bisa mengetahui bahwa main exciter, memiliki prinsip yang sama dengan rotor generator. Ia bertindak sebagai pilot yang berfungsi untuk menginduksi rotor generator supaya bisa menghasilkan listrik untuk disuplai ke power distribution.

Power Generation : Turbomachinery- turbin gas

Dalam tulisan sebelumnya telah kita bahas mengenai komponen-komponen yang ada dalam generator turbin gas yang berfungsi untuk menghasilkan listrik. Kali ini, kita akan lebih fokus pada komponen utamanya yakni turbin gas.

Turbin gas ini banyak digunakan dalam dunia penerbangan dengan berbagai variasi model. Kita mengacu sejenak pada turbin gas yang digunakan pada pesawat untuk mengetahui persamaan apa yang bisa kita dapatkan dari berbagai macam bentuk turbin gas. Sehingga, kita tahu prinsip kerja turbin gas tersebut.

Macam variasi turbin gas pada pesawat terbang

Diatas adalah berbagai macam variasi turbin gas yang digunakan pada pesawat terbang. Pesawat terbang untuk bisa terbang membutuhkan sebuah sistem pendorong yang bisa memberikan gaya dorong yang melawan gaya gravitasi sehingga ia mencapai angkasa.

Kita lihat ada beberapa bagian yang sama yang dimiliki oleh tiap turbin gas dalam berbagai variasi yang dikelompokkan berdasarkan warna-warna tertentu:

1. -       Warna biru menandakan bagian kompresor yang berfungsi untuk menekan udara yang masuk ke dalam turbin gas.
2. -       Warna merah menandakan bagian pembakaran dimana udara dicampur dengan bahan bakar dan disitu terjadi proses pembakaran yang menghasilkan sebuah ekspansi gas buang yang digunakan untuk memutar turbin.
3. -       Warna ungu menandkan bagian turbin. Disini, gas buang akan melakukan kerja untuk memutar turbin sehingga menghasilkan sebuah gaya penggerak mekanikal yang bisa digunakan sesuai dengan yang diinginkan, contohnya: energi dorong pesawat, memutar generator untuk menghasilkan listrik, memutar kompresor etc.