Pembangkitan MHD atau Pembangkitan Listrik Hidrodinamik Magnetik

Pembangkitan MHD atau juga dikenal sebagai pembangkitan listrik hidrodinamika magnetik adalah sistem konversi energi langsung yang mengubah energi panas menjadi energi listrik tanpa konversi mekanik intermediate, berbeda dengan kasus di semua pembangkit listrik lainnya. Oleh karena itu, dalam proses ini, dapat dicapai penghematan bahan bakar yang signifikan karena eliminasi proses produksi energi mekanik dan kemudian kembali mengubahnya menjadi energi listrik.

Sejarah Pembangkitan MHD

Konsep pembangkitan listrik MHD diperkenalkan untuk pertama kalinya oleh Michael Faraday pada tahun 1832 dalam kuliah Bakerian-nya kepada Royal Society. Ia sebenarnya melakukan percobaan di Jembatan Waterloo di Britania Raya untuk mengukur arus, dari aliran Sungai Thames di medan magnet Bumi.

Percobaan ini secara tidak langsung menguraikan konsep dasar di balik pembangkitan MHD. Selama bertahun-tahun, beberapa penelitian telah dilakukan tentang topik ini, dan kemudian pada 13 Agustus 1940, konsep pembangkitan listrik hidrodinamika magnetik diterima sebagai proses yang paling umum digunakan untuk konversi energi panas langsung menjadi energi listrik tanpa tautan mekanis.

Prinsip Pembangkitan MHD

Prinsip pembangkitan listrik MHD sangat sederhana dan didasarkan pada hukum induksi elektromagnetik Faraday, yang menyatakan bahwa ketika konduktor dan medan magnet bergerak relatif satu sama lain, maka tegangan diinduksi pada konduktor, yang menghasilkan aliran arus di antara terminal. Seperti namanya, generator hidrodinamika magnetik yang ditunjukkan dalam gambar di bawah, berkaitan dengan aliran fluida konduktif di hadapan medan magnet dan listrik. Pada generator konvensional atau alternator, konduktor terdiri dari gulungan atau strip tembaga, sementara pada generator MHD, gas ionis panas atau fluida konduktif menggantikan konduktor padat.

Fluida konduktif listrik yang ditekan mengalir melalui medan magnet transversal di saluran atau duct. Pasangan elektroda terletak pada dinding saluran tegak lurus terhadap medan magnet dan terhubung melalui sirkuit eksternal untuk menyuplai daya ke beban yang terhubung dengannya. Elektroda di generator MHD memiliki fungsi yang sama dengan sikat pada generator DC konvensional. Generator MHD menghasilkan daya DC dan konversi ke AC dilakukan menggunakan inverter.
Daya yang dihasilkan per unit panjang oleh generator MHD diberikan secara hampir, oleh,

Di mana, u adalah kecepatan fluida, B adalah kepadatan fluks magnet, σ adalah konduktivitas listrik fluida konduktif, dan P adalah kepadatan fluida.

Dari persamaan di atas, jelas bahwa untuk densitas daya yang lebih tinggi dari generator MHD, harus ada medan magnet yang kuat sebesar 4-5 tesla dan kecepatan aliran fluida konduktif yang tinggi selain konduktivitas yang memadai.

Siklus MHD dan Fluida Kerja

Siklus MHD dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu

1. Siklus MHD Terbuka.

2. Siklus MHD Tertutup.

Penjelasan rinci tentang jenis-jenis siklus MHD dan fluida kerja yang digunakan, diberikan di bawah ini.

Sistem Siklus MHD Terbuka

Dalam sistem siklus MHD terbuka, udara atmosfer pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi dialirkan melalui medan magnet yang kuat. Batubara diproses dan dibakar di dalam kompor pada suhu sekitar 2700oC dan tekanan sekitar 12 ATP dengan udara yang dipanaskan dari plasma. Kemudian, bahan penyemai seperti karbonat potasium disuntikkan ke plasma untuk meningkatkan konduktivitas listrik. Campuran yang dihasilkan dengan konduktivitas listrik sekitar 10 Siemens/m kemudian diperluas melalui nozzle, sehingga memiliki kecepatan tinggi dan kemudian dialirkan melalui medan magnet generator MHD. Selama ekspansi gas pada suhu tinggi, ion positif dan negatif bergerak menuju elektroda dan membentuk arus listrik. Gas kemudian dibuang melalui generator. Karena udara yang sama tidak dapat digunakan kembali, maka membentuk siklus terbuka dan dinamakan siklus MHD terbuka.

Sistem Siklus MHD Tertutup

Seperti namanya, fluida kerja dalam siklus MHD tertutup beredar dalam loop tertutup. Oleh karena itu, dalam kasus ini, gas inert atau logam cair digunakan sebagai fluida kerja untuk mentransfer panas. Logam cair biasanya memiliki keuntungan konduktivitas listrik yang tinggi, sehingga panas yang disediakan oleh bahan pembakaran tidak perlu terlalu tinggi. Berbeda dengan sistem loop terbuka, tidak ada inlet dan outlet untuk udara atmosfer. Dengan demikian, prosesnya sangat disederhanakan, karena fluida yang sama beredar berulang kali untuk transfer panas yang efektif.

Keuntungan Pembangkitan MHD

Keuntungan pembangkitan MHD dibandingkan dengan metode konvensional lainnya diberikan di bawah ini.

1. Hanya fluida kerja yang beredar, dan tidak ada bagian mekanis bergerak. Ini mengurangi kerugian mekanis menjadi nol dan membuat operasinya lebih dapat diandalkan.

2. Suhu fluida kerja dipertahankan oleh dinding MHD.

3. Memiliki kemampuan untuk mencapai level daya penuh hampir langsung.

4. Harga generator MHD jauh lebih rendah daripada generator konvensional.

5. MHD memiliki efisiensi yang sangat tinggi, yang lebih tinggi daripada sebagian besar metode pembangkitan konvensional atau non-konvensional lainnya.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.