Teknik tenaga listrik, juga dikenal sebagai teknik sistem tenaga listrik, berada di bawah payung teknik elektro dan berfokus pada berbagai aspek yang berkaitan dengan tenaga listrik. Ini termasuk pembangkitan, transmisi, distribusi, dan pemanfaatan listrik, serta peralatan listrik yang terkait dengan sistem ini. Sementara sebagian besar bidang ini berhubungan dengan daya AC tiga fase, yang merupakan standar untuk transmisi dan distribusi skala besar di seluruh dunia, sebagian besar lainnya melibatkan konversi antara daya AC dan DC serta merancang sistem daya khusus untuk aplikasi seperti pesawat terbang dan jaringan kereta api listrik. Dasar dari teknik tenaga terletak pada prinsip-prinsip dari disiplin ilmu teknik elektro dan teknik mesin.
Perkembangan Awal dalam Teknik Listrik dan Tenaga
Listrik menarik perhatian ilmiah pada akhir tahun 1600-an, yang mengarah pada penemuan-penemuan signifikan selama berabad-abad berikutnya, termasuk penciptaan bola lampu pijar dan tumpukan volta. Penemuan induksi elektromagnetik oleh Michael Faraday pada tahun 1831 menandai momen penting dalam teknik tenaga listrik, yang menjelaskan prinsip-prinsip di balik generator dan transformator.
Pada tahun 1881, dunia menyaksikan peresmian pembangkit listrik pertama di Godalming, Inggris, yang menggunakan kincir air untuk menghasilkan arus bolak-balik untuk keperluan penerangan. Namun, pasokan yang terputus-putus terus berlanjut hingga Thomas Edison mendirikan pembangkit listrik bertenaga uap pertama di New York City pada tahun 1882. Stasiun ini menyalakan ribuan lampu untuk banyak pelanggan, menggunakan arus searah pada tegangan tunggal.
Pada tahun yang sama, Lucien Gaulard dan John Dixon Gibbs memamerkan terobosan transformatif di London, dengan menghadirkan trafo pertama yang dapat digunakan untuk sistem tenaga listrik. Meskipun sukses di awal, kesalahan mendasar dalam desain mereka menyebabkan keterbatasan. Menyadari kekurangan ini, George Westinghouse dan insinyurnya, William Stanley, melakukan perbaikan yang signifikan, yang mengarah pada pengembangan sistem tenaga listrik arus bolak-balik praktis pertama di dunia di Massachusetts pada tahun 1886.
Selama periode ini, industri listrik berkembang pesat di Amerika Serikat dan Eropa, terutama berfokus pada penerangan listrik. "Perang arus" pun terjadi antara Edison dan Westinghouse, memperdebatkan keunggulan transmisi arus searah versus arus bolak-balik. Instalasi sistem tenaga listrik utama Westinghouse di Colorado pada tahun 1891 menandai tonggak sejarah yang signifikan, yang menekankan penggunaan motor listrik di luar tujuan penerangan.
Pada saat yang sama, Oskar von Miller membangun saluran transmisi tiga fase di Jerman, yang menunjukkan kemajuan dalam rekayasa tenaga listrik. Selesainya proyek Air Terjun Niagara pada tahun 1895 semakin mendorong adopsi arus bolak-balik untuk transmisi listrik, mengukuhkan dominasinya dalam industri listrik.
Teknik Tenaga Listrik Abad Kedua Puluh
- Peran Listrik dalam Bolshevisme
Revolusi Bolshevik menyoroti pentingnya pembangkit listrik, dengan Lenin yang terkenal menyatakan, "Komunisme adalah kekuatan Soviet ditambah elektrifikasi seluruh negeri." Ideologi ini dipromosikan secara luas melalui propaganda Soviet yang menampilkan Lenin. Pada 1920, rencana GOELRO diluncurkan sebagai upaya Bolshevik pertama dalam perencanaan industri, dengan Lenin secara aktif berpartisipasi dalam pengembangannya. Khususnya, Gleb Krzhizhanovsky, yang memiliki pengalaman sebelumnya dalam pembangunan pembangkit listrik dan hubungan yang sudah lama terjalin dengan Lenin, memainkan peran penting dalam inisiatif ini.
- Kemajuan dalam Teknik Tenaga Listrik di AS
Pada tahun 1936, sebuah tonggak sejarah dicapai dengan pembangunan jalur arus searah tegangan tinggi (HVDC) komersial pertama antara Schenectady dan Mechanicville, New York, dengan menggunakan katup busur merkuri. Sebelumnya, HVDC dicoba menggunakan generator arus searah secara seri, tetapi masalah keandalan tetap ada. Demonstrasi penyearah solid-state pertama Siemens pada tahun 1957 menandai kemajuan yang signifikan, meskipun implementasi komersialnya dalam sistem tenaga listrik tidak terjadi hingga awal tahun 1970-an. Selain itu, pada tahun 1959, Westinghouse memperkenalkan pemutus sirkuit pertama yang menggunakan SF6 sebagai media interupsi, bahan yang menawarkan sifat dielektrik yang lebih unggul dibandingkan dengan udara. Inovasi ini menghasilkan switchgear dan transformator yang lebih ringkas dan efisien. Selain itu, kemajuan teknologi informasi dan komunikasi memfasilitasi studi aliran beban yang lebih efisien dan meningkatkan kemampuan kendali jarak jauh peralatan sistem tenaga.
Gambaran Umum Teknik Tenaga Listrik
Teknik Tenaga mencakup seluruh proses pembangkitan, transmisi, distribusi, dan pemanfaatan listrik, bersama dengan desain perangkat terkait seperti transformator, generator, motor, dan elektronika daya. Insinyur tenaga listrik juga dapat berfokus pada sistem tenaga listrik off-grid, terutama di daerah terpencil atau aplikasi seluler di mana koneksi jaringan tidak praktis atau mahal.
Bidang Fokus Utama
- Pembangkit Listrik: Melibatkan perancangan dan pembangunan fasilitas untuk mengubah energi dari sumber primer menjadi tenaga listrik.
- Transmisi Tenaga Listrik: Membutuhkan rekayasa jalur transmisi tegangan tinggi dan gardu induk untuk menghubungkan sistem pembangkitan dan distribusi, termasuk sistem arus searah tegangan tinggi.
- Distribusi Tenaga Listrik: Meliputi elemen-elemen sistem tenaga listrik dari gardu induk ke konsumen akhir.
- Perlindungan Sistem Tenaga Listrik: Menangani studi tentang potensi kegagalan dalam sistem tenaga listrik dan metode untuk deteksi dan mitigasi.
Kolaborasi Antardisiplin Ilmu
Insinyur tenaga listrik berkolaborasi dengan berbagai disiplin ilmu seperti ahli sipil, mekanik, lingkungan, hukum, dan keuangan. Proyek sering kali membutuhkan koordinasi dengan banyak profesional, dan upaya skala besar seperti stasiun pembangkit mungkin melibatkan banyak profesional desain. Rekayasa sistem tenaga listrik yang efektif tidak hanya membutuhkan pengetahuan teknis tetapi juga keterampilan administratif dan organisasi yang kuat.
Disadur dari: en.wikipedia.org