Di artikel sebelumnya saya telah membahas keunggulan dari HVDC (High Voltage Direct Current) atau transmisi listrik dengan arus searah bertegangan tinggi. Pada HVDC, efek elektrostatiknya pada manusia dan lingkungan alam secara umum lebih kecil dibandingkan dengan HVAC, yang membuat HVDC yang ramah lingkungan.

Transmisi Tegangan Tinggi DC (HVDC)

Sistem Transmisi Tegangan Tinggi DC

Sistem transmisi HVDC terdiri dari tiga bagian dasar: 1) Stasiun konverter untuk mengkonversi AC ke DC 2), saluran transmisi DC, dan 3) Stasiun konverter kedua untuk mengkonversi kembali AC (Lihat gambar di atas). Ketiga bagian dasar ini digunakan untuk mengakomodasi sistem kelistrikan yang sudah ada sekarang yang adalah sistem transmisi HVAC.

Arus bolak-balik (AC) menjadi sangat akrab bagi industri dan pembangkitan energi listrik, tetapi untuk jalur transmisi yang panjang, AC memiliki beberapa kekurangan. Kekurangan pada transmisi jarak jauh inilah yang membuat pengembangan sistem transmisi HVDC diperlukan. Batasan arus dan tegangan insulasi adalah dua faktor penting saluran transmisi tegangan tinggi.

Kelebihan Sistem Transmisi HVDC

Pertama, jumlah kabel/ konduktor yang digunakan. Pada sistem transmisi DC, jumlah konduktor yang digunakan adalah 2 buah (untuk tegangan positif dan tegangan negatif/ ground). Pada sistem transmisi AC, jumlah konduktor yang digunakan adalah 3 buah. Dengan jumlah konduktor yang lebih sedikit, berarti biaya pengadaan untuk konduktor untuk transmisi DC adalah 2/3 transmisi AC. Apalagi dengan desain arus dan tegangan tinggi, perbedaan 1/3 biaya pengadaan konduktor ini akan sangat besar menghemat biaya.

Kedua, hambatan konduktor AC lebih tinggi dari resistansi DC karena adanya skin effect. Skin effect merupakan fenomena pada saluran transmisi yang disebabkan karena tidak meratanya distribusi arus pada penampang konduktor di sepanjang saluran transmisi jarak jauh. Fenomena ini muncul sesuai dengan peningkatan panjang efektif konduktor saluran trasmisi sehingga skin effect pada saluran transmisi pendek jarang ditemui. Pada saluran transmisi sistem tegangan arus searah (DC-Direct Current), distribusi arus pada penampang di sepanjang saluran penghantar merata, sehingga hampir tidak pernah ditemukan skin effect pada sistem saluran transmisi Tegangan DC. Lain halnya dengan saluran transmisi tegangan AC, pada saluran transmisi ini terjadi fenomena di mana aliran arus cenderung mengalir dengan kepadatan tinggi melalui permukaan konduktor (yaitu kulit konduktor), meninggalkan inti konduktor, bahkan kadang kala muncul suatu kondisi ketika benar-benar tidak ada arus mengalir melalui inti, dan berkonsentrasi seluruhnya pada daerah permukaan. Fenomena ini dapat mengakibatkan peningkatan nilai resistansi efektif konduktor sehingga mengakibatkan kehilangan/ losses yang lebih tinggi untuk transmisi AC.

Selain itu, itu lonjakan arus saat terjadi gangguan pada transmisi HVAC mencapai dua atau tiga kali tegangan puncak yang normal, sedangkan untuk transmisi HVDC itu adalah 1,7 kali tegangan normal. Hal ini berimplikasi pada desain sistem proteksi transmisi (relay dan sensor) yang membutuhkan kapasitas desain yang lebih besar untuk transmisi HVDC dibandingkan HVAC.

Beberapa hal ini yang harusnya menjadi bahan pemikiran kita untuk mengembangkan transmisi HVDC untuk menyalurkan energi listrik dalam jumlah besar dan jarak yang jauh, sangat cocok untuk dikembangkan di Indonesia, khususnya untuk menyambungkan sistem kelistrikan besar seperti Jawa-Sumatera-Bali-dan Kalimantan.

Sumber gambar: http://large.stanford.edu/courses

Recommended for you