Isu IV a Kemapanan Sumber Hidroelektrik

INSTITUT PENDIDIKAN GURU KAMPUS

TEMENGGONG IBRAHIM JOHOR BAHRU

1

DR. YAZID B. ABDUL MANAP

JABATAN SAINS

SCE 3114

Topik 5

ISU IV: Kemapanan Sumber

Tenaga yang boleh diperbaharui

- Hidroelektrik

HIDROELECTRIC

PENGENALAN

Tenaga konvensional semakin berkurangan dan

kian habis.

Tenaga alternatif atau gantian perlu diekspoitasi

dengan lebih giat.

Merupakan tenaga yang boleh diperbaharui dan

sentiasa berterusan.

Malaysia paling banyak menjana tenaga

hidroelektrik di Asia Tenggara. Namun begitu,

India merupakan negara membangun yang

paling banyak menjana tenaga ini.

Kuasa hidroelektrik adalah salah satu sumber

tenaga yang tertua di dunia.

Pada tahun 2005, kuasa hidroelektrik membekal

kira-kira 715,000 MWe atau 19% daripada kuasa

elektrik sedunia (16% pada tahun 2003).

Lebih daripada 63% jumlah kuasa elektrik yang

diperolehi daripada sumber yang boleh

diperbaharui adalah kuasa hidroelektrik.

Aliran sungai yang deras seperti air terjun

membolehkan tenaga elektrik yang tinggi

dihasilkan.

Hal ini demikian kerana aliran air yang jatuh

dari puncak air terjun membolehkan turbin

digerakkan dan seterusnya menyebabkan

generator elektrik menghasilkan tenaga elektrik.

Isipadu air yang tetap dan banyak juga penting

untuk penjanaan tenaga hidroelektrik.

Tenaga hidroelektrik merupakan tenaga

komersial yang keempat terbesar di peringkat

global selepas minyak, arang batu dan gas.

Penting kepada penduduk dunia untuk

membekalkan sumber elektrik.

KEBAIKAN KUASA HIDROELEKTRIK

Tenaga bersih

- tidak membebaskan gas karbon dioksida yang

mampu mencemarkan kandungan udara atau apa-apa

gas sisa yang menyumbang kepada hujan asid dan

pemanasan global.

- tidak mengeluarkan bahan radio aktif atau bahan

kimia lain yang boleh mencemarkan sungai.

- tidak menyebabkan pencemaran bunyi.

- tiada trak, kereta api, baj, atau saluran paip yang

diperlukan untuk membawa bahan api ke tapak loji

kuasa hidro.

Tenaga yang boleh diperbaharui dan

dipercayai.

- Kuasa hidro mengikuti kitaran air sejatan,

pemejalwapan, dan pemendakan,. Selagi ada

pemendakan melalui hujan atau salji, akan ada

air untuk memusingkan turbin.

Kuasa hidro adalah sangat cekap.

- Kecekapan tenaga air yang ditukarkan kepada

tenaga elektrik melalui generasi tenaga hidro adalah

sekitar 90%.

Elektrik boleh dihasilkan pada kadar yang

tetap.

- Empangan yang dibina untuk menakung air

membolehkan tenaga hidro dihasilkan pada kadar

yang tetap.

- Aliran air yang melalui turbin boleh dikawal oleh

jurutera untuk menjamin elektrik yang dihasilkan

tidak terlalu banyak atau kekurangan.

Tenaga boleh disimpan hingga waktu ia

diperlukan.

- boleh dihentikan apabila keperluan tenaga elektrik

berkurangan dan dioperasikan semula apabila

keperluan tenaga meningkat.

- Takungan air di dalam empangan bertindak seperti

sel kering yang menakung banyak tenaga keupayaan

dan disimpan sehingga tenaga tersebut diperlukan.

Menyumbang kepada penjanaan elektrik

untuk banyak dekad.

- jurutera meninjau samada aliran air di tempat

tersebut boleh berterusan atau tidak untuk

jangka masa yang panjang.

- untuk menjamin bekalan air di tempat tersebut

boleh mengalir untuk jangka masa yang sangat

panjang.

Tidak memerlukan bahan api.

- penghapusan kos bahan api.

Tahan lama.

- mempunyai kehidupan yang lebih panjang

daripada loji yang menggunakan bahan api.

- Terdapat beberapa loji hidroelektrik yang kini

masih dalam perkhidmatan telah dibina 50

hingga 100 tahun yang lalu.

Sistem mikro-hidro telah tersedia.

- versi miniatur sistem hidroelektrik.

- sesuai untuk tempat di pedalaman di mana

kuasa elektrik adalah jauh daripada tempat

tersebut dan susah untuk dihantar.

- Unit ini boleh menghasilkan dari 30W sehingga

3600W kuasa yang berterusan.

Kos operasi murah.

- sumber tenaga hidro iaitu air adalah sumber

percuma yang tidak akan kehabisan.

- mampu memberikan pulangan yang agak lumayan.

Menjadi tarikan pelancongan.

- mewujudkan pelbagai aktiviti rekreasi seperti

memancing, ski air dan bersiar-siar dengan bot

contohnya di Tasik Kenyir, Terengganu dan Tasik

Pedu, Kedah.

Untuk tujuan pengairan.

- boleh digunakan untuk mengairi tanaman

semasa musim kemarau.

- Di Mesir, Empangan Aswan telah dibina bagi

membolehkan petani menanam tanaman dua

atau tiga kali setahun dan pada masa yang sama

ia membekalkan kuasa hidroelektrik untuk

masyarakat Mesir.

Bekalan air dan kawalan banjir.

- Di kawasan Penampang dan Kota Kinabalu, Sabah,

empangan Babagon terbukti dapat menolong

penduduk pada waktu mereka mengalami masalah

kemarau panjang seperti yang berlaku pada awal

tahun 1997.

- Dengan adanya empangan itu, penduduk di kawasan

tersebut tidak kehabisan air walaupun bekalan

terpaksa dicatu (配给).

KEBURUKAN KUASA HIDROELEKTRIK Mengganggu kualiti dan aliran semulajadi

sungai.

- menyebabkan tahap oksigen rendah yang terlarut

dalam air.

- membahayakan habitat riparian yang tinggal

berhampiran sungai-sungai (tebing sungai).

- Pihak yang berkuasa telah menggunakan pelbagai

teknik pengudaraan untuk mengatasi masalah ini.

- perlu mengekalkan aliran minimum bagi hiliran air

semasa pemasangan kuasa hidro kerana ia penting

untuk habitat riparian dapat terus hidup

Menghalang aliran semula jadi sedimen.

- Sungai memendakan sedimen dalam takungan

empangan apabila halaju aliran air menjadi lambat

dan zarah termendap.

- takungan empangan boleh menjadi begitu cetek

sehingga sedimen mesti dikeluarkan menggunakan

cara pengorekan atau cara-cara lain.

- Hilir sungai empangan pula "kebuluran" bagi

sedimen kerana mendapan yang mengalir secara

semula jadi di dalam sungai telah terperangkap di

belakang empangan.

Lubang kerokan(冲刷).

- Air yang mengalir melalui empangan boleh

menyebabkan kerokan lubang yang membentuk serta-

merta di bawah empangan.

- Kerokan lubang mungkin akan merosakkan asas

empangan dan mengancam struktur empangan

tersebut.

- Di samping itu, arus di kerokan lubang menjadi satu

ancaman yang merbahaya kepada perenang.

Halangan kepada penghijrahan ikan.

- ke tempat pembiakan.

- Ikan yang ingin berhijrah ke hulu sungai boleh

dibantu dengan menggunakan laluan ikan, atau

dengan memerangkap dan membawa ikan ke hulu

sungai menggunakan lori.

- tidak sentiasa berkesan.

- Ikan yang berhijrah ke hilir sungai dibantu dengan

mengalihkan ikan dari pintu turbin menggunakan

skrin atau perisai atau lampu dan bunyi bawah air,

dan dengan mengekalkan aliran tumpahan minimum

melepasi turbin.

- menjadi penghalang kepada pergerakan spesies yang

tidak diingini (unwanted invasive species).

- Air cenderung untuk menjadi lebih panas dalam

takungan dan menjejaskan jenis ikan yang didapati di

hulu, dalam, dan hiliran takungan itu.

Bencana (Catastrophic Failure)

- empangan pecah

- akan menjadi bencana dan akan membunuh ramai

orang. Satu contoh klasik dalam sejarah Amerika

ialah Banjir Johnstown yang berlaku pada 31 Mei

1889. Ia merupakan hasil kegagalan Empangan Fork

Selatan (South Fork Dam) yang terletak 14 batu (23

km) ke hulu bandar Johnstown, Pennsylvania,

Amerika Syarikat.

- empangan yang dibina kini adalah kuat menghadapi

tekanan air.

Kesan terhadap persekitaran tempatan dan

boleh bersaing dengan kegunaan lain bagi tanah

itu.

- Manusia, flora dan fauna akan kehilangan habitat

semulajadi mereka.

- Budaya tempatan dan tempat-tempat bersejarah

yang berdekatan dengan empangan mungkin

menghadapi krisis ditenggelami air jika empangan

dibina.

Kesan terhadap penduduk di kawasan

takungan.

- Kawasan takungan air akan meliputi suatu

kawasan yang luas dan mungkin menjejaskan

kehidupan penduduk tempatan di kawasan

tersebut. Sesetengah penduduk mungkin perlu

berpindah daripada tempat tersebut kerana ia

akan ditenggelami air.

Menggunakan tanah yang luas dan

memusnahkan alam sekitar.

- Apabila air ditakung, pokok-pokok yang berada

di kawasan takungan akan ditenggelami air dan

mati

- Ekosistem di kawasan tersebut terganggu dan

mungkin menyebabkan spesis-spesis tumbuhan

dan haiwan terpupus.

Boleh diganggu oleh kemarau.

- Apabila kemarau berlaku, takungan empangan

mungkin tidak mencukupi untuk menghasilkan

tenaga hidro.

CARA EMPANGAN HIDROELEKTRIK

MENGHASILKAN ELEKTRIK.

• Air dalam gerakan

Tenaga Kinetik

• Aliran air memusing bilah dalam turbin

Tenaga Mekanikal • Turbin

memutar penjana motor

Tenaga Elektrik

CARA MENINGKATKAN KECEKAPAN

KUASA HIDROELEKTRIK.

Terdapat banyak jenis turbin yang digunakan

untuk penjanaan elektrik daripada tenaga hidro.

Ia biasanya dipilih berasaskan kegunaan

tertentu dan ketinggian aras air atau kepala

(juga dikenali sebagai “head”) yang tersedia

untuk menggerakkan turbin.

Untuk meningkatkan kecekapan kuasa

hidroelektrik, pihak yang bertanggungjawab

perlu memilih jenis turbin yang paling sesuai

dengan kegunaan dan ketinggian aras air

empangan tersebut.

3 JENIS TURBIN

Turbin Pelton

- mempunyai satu atau lebih jet air daripada

pelari yang menyerupai roda air pada kincir air.

- digunakan untuk tapak yang mempunyai aras

air yang tingginya antara 50 kaki hingga 6000

kaki dan keupayaan penjanaan sehingga 200

megawatt.

Turbin Francis

- mempunyai pelari yang dilengkapi dengan

bilah kipas yang biasanya berjumlah sembilan

atau lebih.

- beroperasi bagi kepala 10 kaki hingga 1000

kaki dengan keupayaan penjanaan sehingga 800

megawatt.

Turbin Kipas

- mempunyai satu pelari berserta tiga hingga enam

bilah yang tetap, seperti kipas penggerak pada bot.

- beroperasi bagi ketinggian kepala daripada 10 kaki

hingga 300 kaki dengan keupayaan penjanaan 100

megawatt.

Turbin Kaplan

- jenis turbin yang kipasnya boleh diubah-ubah untuk

meningkatkan prestasi.

- mempunyai keupayaan penjanaan sehingga 400

megawatt.

Simulasi komputer, Hydro Quebec

- untuk mensimulasi dan mendapatkan data

tentang cara yang paling cekap bagi sesebuah

empangan.

KUASA HIDROELEKTRIK DI MALAYSIA

Empangan hidroelektrik yang pertama di

Malaysia ialah Empangan Hidro Tasik

Chenderoh yang telah bermula dibina pada

tahun 1927, dan siap pada tahun 1930.

masih beroperasi sehingga kini, menjadikannya

yang tertua di Malaysia.

Empangan Cenderoh di Perak (Sg. Perak)

Empangan Temenggor di Perak (Sg. Perak)

Empangan Kenyir di Terengganu (Sg.Tganu)

Empangan Kenering di Perak (Sg. Perak)

Empangan Btg Padang di Perak (Sg. Btg Padang)

Empangan Bersia di Perak (Sg. Perak)

Empangan Tenom Pangi (Sg. Padas)

Empangan Pelagus (Sg. Pelagus)

Empangan Batang Ai (Sg. Lupar)

Empangan Bakun (Sg. Balui) - memulakan

penjanaan dari turbin pertamanya mulai Ogos 2011

diikuti turbin seterusnya bagi setiap 3 bulan

sehinggalah turbin yang ke 8 pada tahun 2013.

Projek Hidroelektrik Ulu Jelai, Cameron Highlands -

dijangka mula beroperasi pada bulan Disember 2015.

MENGAPA MALAYSIA SESUAI MENJANA

HIDROELEKTRIK?

Mempunyai hujan yang banyak iaitu melebihi

2000mm setahun.

Sungai di Malaysia mengalir deras dan sentiasa

dipenuhi air.

Negara kita terdapat banyak kawasan

bergunung-ganang yang amat sesuai untuk

membina empangan.

KAJIAN TENTANG KUASA HIDROELEKTRIK

lebih tertumpu pada aspek-aspek berikut.

a) Laluan ikan, sikap dan respon ikan.

b) Projek-projek yang berkaitan dengan turbin.

c) Pembangunan Alat Pemantauan

d) Hidrologi

e) Kualiti Air

f) Keselamatan empangan

g) Operasi & Penyelenggaraan

h) Pengurusan Sumber Air

MODEL RODA AIR

MODEL SISTEM MUDAH MIKRO HIDRO

SEKIAN