TRIBUNBARAT.COM - Telah kita bahas pada kesempatan sebelumnya bagaimana sebuah generator listrik dapat menghasilkan panas yang bersifat merugikan proses konversi energi gerak menjadi listrik. Jika hal ini dibiarkan begitu saja, panas yang timbul dapat mengurangi performa generator secara signifikan, menciptakan keausan dan kerusakan yang parah, bahkan dapat melelehkan kumparan tembaga yang ada. Tentu saja hal-hal tersebut sangat dihindari pada sebuah generator listrik. Maka di sinilah peran penting sistem pendingin generator berada. Sistem pendingin ini bertugas untuk menyerap panas yang timbul pada setiap sudut komponen generator dan membuangnya ke luar sistem.

Secara umum sistem pendingin pada generator dikelompokkan menjadi tiga berdasarkan beban listrik yang ditanggungnya. Generator dengan beban hingga 300 MW dapat didinginkan hanya dengan udara sirkulasi saja. Untuk generator berbeban 250 hingga 450 MW perlu menggunakan pendingin gas hidrogen. Sedangkan generator berukuran besar dengan beban listrik hingga 1800 MW, wajib menggunakan sistem pendingin hidrogen dan air bersirkulasi sekaligus. Akan tetapi pengklasifikasian tersebut tidaklah baku, sebab inovasi sistem pendinginan generator terus dilakukan. Bahkan saat ini generator 425 MW sudah mampu didinginkan dengan hanya sistem pendingin udara saja.

Generator Bersistem Pendingin Udara

Sejak awal diaplikasikannya generator untuk kebutuhan industri di tahun 1844, udara telah menjadi fluida yang paling lazim digunakan sebagai pendingin generator. Jumlahnya yang melimpah serta konduktifitas termalnya yang cukup baik menjadi alasan utama mengapa udara digunakan sebagai media pendingin generator. Menggunakan udara sebagai coolant juga tidak memerlukan sistem seal yang rumit seperti pada generator berpendingin hidrogen. Alhasil, generator dengan pendingin udara memiliki harga yang lebih murah ketimbang tipe lainnya.

Harga yang relatif murah menjadi dasar utama dikembangkannya generator berpendingin udara hingga mampu menghasilkan daya semu (MVA) energi listrik semaksimal mungkin. Generator berpendingin udara terbesar saat ini yang diketahui, mampu menghasilkan energi listrik hingga 400 MVA. Hingga saat ini angka 400 MVA tersebut masih yang paling maksimum. Mengapa bisa demikian? Mengapa generator berpendingin udara tidak (atau mungkin belum) mampu mencapai angka lebih tinggi lagi?

Secara teoritis, daya semu (S) yang dihasilkan oleh generator dipengaruhi oleh beberapa faktor sesuai dengan rumusan berikut:

S = k D2 L B A n

Dimana:

k = konstanta

D = diameter rotor

L = panjang aktif

B = induksi gap-udara

A = kerapatan arus linear

n = kecepatan putaran


Berdasarkan rumusan di atas nampak bahwa untuk meningkatkan produksi listrik sebuah generator, ada beberapa parameter yang dapat "dimainkan". Tapi perlu diingat pula bahwa ada batasan-batasan spesifik sehingga beberapa parameter tidak mungkin dipermainkan secara ekstrim. Seperti induksi gap-udara misalnya tentu tidak mungkin dibuat terlalu besar, mengingat kekuatan induksi magnet yang juga ada batasnya. Begitu pula dengan meningkatkan kerapatan arus linier, sebab besar arus linier berkaitan langsung dengan panas yang dihasilkan oleh kumparan. Semakin besar arus kumparan memang akan membuat induksi magnet semakin besar, namun juga akan meningkatkan kerugian panas pada kumparan, yang tentunya menuntut sistem pendinginan yang lebih besar.

Telah diketahui bahwa memperbesar ukuran generator 10% saja, mampu menaikkan kemampuan produksi listrik generator 225 MVA hingga 30% menjadi 300 MVA. Namun memperpanjang ukuran generator juga tidak mudah, sebab kekuatan material inti rotor juga harus sangat diperhatikan. Bahaya bending dan momen puntir harus sangat diperhatikan jika ingin memperpanjang ukuran generator. Parameter lain seperti diameter rotor juga tidak memungkinkan untuk terlalu ekstrim diperbesar, sebab akan diperlukan momen torsi yang terlalu besar untuk memutar generator tersebut. Resiko vibrasi dan tegangan mekanis yang berpotensi terhadap kerusakan parah juga siap mengincar.

Batasan-batasan inilah yang menjadi alasan mengapa ukuran generator dengan pendingin udara tidak mampu melebihi ukuran di atas 400 MW. Namun demikian, kemajuan teknik desain generator saat ini telah berhasil membuat generator berpendingin udara terbesar yang mampu memproduksi energi listrik hingga 425 MW. Dengan sistem sirkulasi udara khusus, proses pendinginan generator dapat berjalan dengan efisien.

SUMBER: http://artikel-teknologi.com/category/electrical/
Bagikan:

Bagaimana Munurut Anda? Komentar Disini