kuliah 2 dasar sistem tenaga listrik (pengembangan energi alternatif, bagan kerja pembangkit)

PENGEMBANGAN ENERGI

ALTERNATIF

PENGEMBANGAN ENERGI ALTERNATIFPENGEMBANGAN ENERGI ALTERNATIF

– Sektor Rumah Tangga• Pemanfaatan LPG menggantikan minyak tanah• Pemanfaatan Bahan Bakar Gas• Pemanfaatan Briket Batubara untuk RT besar (asrama, pesantren, dll)• Pemanfaatan Biogas• Penggunaan Biokerosene

– Sektor Industri• Pemanfaatan Batubara• Pemanfaatan Gas (BBG,LPG)• Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati

– Sektor Transportasi• Peningkatan pemanfaatan gas (BBG, LPG)• Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati • Pemanfaatan Energi Baru Terbarukan (Hybrid, Fuel Cell, Hidrogen)

– Sektor Pembangkitan Listrik• Pemanfaatan Gas• Pemanfaatan Batubara melalui Program Percepatan Pembangunan PLTU 10.000 MW• Pemanfaatan Panas Bumi• Pemanfaatan Bahan Bakar Nabati • Pemanfaatan Tenaga Mikro Hidro dan Energi Baru Terbarukan lainnya (Tenaga Surya,

Tenaga Angin dan Biomass)• Pemanfaatan Energi Nuklir di masa depan

Catatan : Roadmap untuk masing-masing kegiatan telah disusun

DEPARTEMENDEPARTEMEN

ESDMESDM

A. DESA MANDIRI ENERGI (DME)• DME berbasis EBT lain non-BBN pada tahun 2007 sebanyak 79 desa (60%

kebutuhan energi dipenuhi oleh EBT non-BBN

A. ENERGI SURYA • Dikembangkan di seluruh wilayah Indonesia dengan prioritas kawasan

Indonesia Timur dan rasio elektrifikasi rendah dengan pola terpusat atau tersebar

• Pola tersebar (SHS) dikembangkan pada desa-desa yang letak rumah-rumahnya terpencar dan pola terpusat dikembangkan pada desa-desa yang letak rumahnya mengumpul

C. ENERGI ANGIN• Tahun 2007 dikembangkan skala kecil (80 KW) di Nusa Penida (4 unit) dan

Sangihe Talaud (2 unit) dan tahun 2008 di Selayar, Susel (2 unit)

C. ENERGI AIR (MIKRO dan PIKOHIDRO)• Tahun 2007 dikembangkan di Sulteng, Sumbar, Jateng, Jabar, Banten (7 lokasi)• Tahun 2008 dikembangkan Mikrohidro masing-masing 1 unit di Sulbar,

Gorontalo, Riau, Bengkulu,Kalsel, Kaltim, dan NTB. Adapun pikohidro mulai dikembangkan oleh beberapa instansi Pemerintah di daerah (TNI, Pemda, dll) dan swasta.

PENGEMBANGAN ENERGI TERBARUKAN


ESDMESDM

LISTRIK DI ERA GLOBALLISTRIK DI ERA GLOBAL


ESDMESDM

PUSAT PEMBANGKITTENAGA LISTRIK

SALURANTRANSMISI

PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK PROSES PRODUKSI TENAGA LISTRIK DARI PEMBANGKIT DARI PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK TENAGA LISTRIK HINGGAHINGGA SAMPAI KE KONSUMENSAMPAI KE KONSUMEN

GARDU INDUK

INDUSTRIBESAR

JARINGAN TEGANGANRENDAH 220 V

TRAFODISTRIBUSIJARINGAN TEGANGAN

MENENGAH 20 KV

INDUSTRI KECIL

MALL / HOTEL

INDUSTRISEDANG

RUMAH TANGGA

PJU

500 kV/150 kV/70 kV

Trafo Penaik Tegangan pada GI Pembangkit

Teg.Generator 6 KV, 11 kV, 13,8 kV, 20 kV

Trafo Penurun Tegangan

KELISTRIKAN INDONESIA (Tahun 2009)

• Kapasitas Pembangkitan Tenaga Listrik 31 Maret 2009 : Total 30,268 GW, PLN 25,6 GW (85 %) IPP 4,568 GW (15 %).

• Saluran Transmisi : 34.000 kms

• Trafo Gardu Induk 59.000 MVA

• Saluran Distribusi 620.000 kms

• Trafo Distribusi 34.000 MVA

• Jumlah Pelanggan : 39,2 JutaSumber : PT PLN (Persero), Agustus 2009, diolah kembali

INDUSTRI

BISNIS

SISTEM PEMBANGKIT

GARDUSTEP-UP

SISTEM TRANSMISI SISTEM DISTRIBUSI

GARDUSTEP DOWN

RUMAH

SOSIAL/PUBLIK

PLTAPLTDPLTPPLTGPLTUPLTGU

KONSUMEN

TRAFOSTEP DOWN

SUMBER ENERGI FOSIL / TAK TERBARUKANSUMBER ENERGI FOSIL / TAK TERBARUKAN(M(Minyak – Gas Bumiinyak – Gas Bumi dan Batubara) dan Batubara)

SUMBER ENERGI TERBARUKANSUMBER ENERGI TERBARUKAN(Hidro, Panasbumi, Angin, Matahari, Samudra, dan Sampah)(Hidro, Panasbumi, Angin, Matahari, Samudra, dan Sampah)

PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

Hasil Konversi Energi dari energi primer akan menghasilkan

Energi sekunder yang berupa energi listrik melalui peralatan

yang disebut Pembangkit Tenaga Listrik (PLT). PLT terdiri

dari beberapa jenis, sesuai dengan klasifikasinya. Jenis- jenis

PLT adalah sbb :

1. Berdasarkan Energi yang dipakai :


a. Energi Terbarukan :

- Pembangkit Listrik Tenaga Air.

- Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi.

- Pembangkit Listrik Tenaga Magma.

- Pembangkit Listrik Tenaga Magma.

- Pembangkit Listrik Tenaga Fotovoltaic

- Pembangkit Listrik Tenaga Gelombang Laut.

- Pembangkit Listrik Tenaga Angin.

- Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut.

- Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa.


b. Energi Tak Terbarukan :

- Pembangkit Listrik Tenaga Diesel.

- Pembangkit Listrik Tenaga Gas

- Pembangkit Listrik Tenaga Uap ( Batubara/minyak )

- Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.


2. Berdasarkan Pembebanan :

a. Pembangkit untuk Beban Dasar ( Base Load Plant)

b. Pembangkit untuk Beban Puncak ( Peak Load Power

Plant).

3. Berdasarkan Lokasi :

a. Central Power Station

b. Isolated Power Location.


Setiap Pembangkit Tenaga Listrik akan mengalami

penurunan efisiensi karena pengaruh usia dan waktu

operasi.

Secara umum umur yang dapat diandalkan dari

pembangkit tenaga listrik berkisar antara 20 sampai

25 tahun.

PLTD hanya berkisar antara 10 – 15 tahun.

TENAGA AIRTENAGA AIR

Kejatuhan air bisa diatur sedemikian sehingga bisa menggerak kan beberapa turbin pembangkit

listrik sekaligus.

PUSAT LISTRIK TENAGA AIR

• Tenaga Listrik yang dapat dihasilkan tergantung dari :

1. Debit Air (Q) m³/dt.

2. Ketinggian jatuh air ( tinggi terjun ) H ( m )

Air dari reservoir ( bak penampung / bendungan dialirkan melalui

penstok ( pipa pesat ).

Tenaga Air yang dihasilkan :

P = W. Q. H W = 1000 Kg : gravitasi air spesifik.

Q = debit air ( m³ / detik ).

H = tinggi terjun ( m ).

PUSAT LISTRIK TENAGA AIR ( PLTA )

• P = 1000 Q H kgm/dt

= (1000 )/ (75) . Q H Daya Kuda ( HP )

= 13,33 Q H ( HP )

Tenaga tsb untuk memutar turbin air dengan efisiensi turbin ηt ,maka :

Pt = ηt . 13,33 Q H (HP)

Bila untuk memutar Generator dengan efisiensi ηg, maka

Pg = ηt. ηg. 13,33 Q H ( HP )

= 0,746 .ηt. ηg. 13,33 Q H ( kW )

= 9,9 .ηt. ηg. Q H ( kW )


• PERALATAN UTAMA PLTA

1. Bendungan : - mengatur penyaluran air ke power house

- membuat / mengatur tinggi terjun air.

- penampung air.

2. Pipa Pesat ( Penstock ).

- pipa yang menghubungkan dan mengalirkan air dari

bendungan ke power house.

- penstock tekanan air tinggi.

- penstock tekanan air rendah.


• PERALATAN UTAMA PLTA

3. Turbin Air : - Turbin Impuls : rotor bekerja krn aliran

air diubah kecepatan.

- Turbin reaksi : rotor bekerja krn aliran air

dengan tinggi terjun bertekanan.

4. Peralatan Listrik : generator dll.

Pusat-pusat Pembangkit Listrik (1)

PLTA SUTAMI105 MW

PLTGU GRESIK1.578,78 MW

PLTU PAITON3.250 MW

PLTU GRESIK600 MW

PLTU PERAK100 MW

PUSAT LISTRIK TENAGA UAP ( PLTU )

TURBIN UAP memutar GENERATOR LISTRIK.

Uap dihasilkan dari Ketel Uap bertekanan tinggi.

Bahan bakar didalam Ketel Uap, berupa : padat, cair atau gas.

Air dipanaskan uap tekanan tinggi super heater

( pemanas lanjut ) turbin uap mempunyai sudu-sudu

berputar karena energi panas yang berubah menjadi energi

mekanis memutar generator energi listrik.

PUSAT LISTRIK TENAGA UAP ( PLTU )

Tekanan uap keluar dari Turbin Uap berkurang dan

volume bertambah kondenser air dingin uap basah

tekanan rendah pemanas tekanan rendah pemanas

tekanan tinggi ke ketel uap melalui economizer.

PUSAT LISTRIK TENAGA GAS ( PLTG )

Udara memasuki kompresor bersama bahan bakar ke

ruang bakar proses pembakaran gas panas.

Hasil pembakaran berfungsi sebagai fluida kerja memutar

sudu-sudu turbin memutar generator yang dikopel dengan

turbin tenaga listrik .

Temperatur turbin gas ( ± 1000 º C )

turbin uap ( ± 550 º C )

Efisiensi (20 – 30) % beaya modal rendah , beaya bahan

bakar tinggi.

Berfungsi untuk memikul beban puncak.

PLTGU ( PUSAT LISTRIK TENAGA GAS & UAP )

• Ada 2 sistem PLTGU : - Bahan Bakar Gas

- Bahan Bakar Batubara.

Sistem bahan bakar gas : Gas untuk mengoperasikan turbin gas PLTG , Gas yang keluar dari turbin gas PLTG , memanaskan HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ) yang nantinya akan menghasilkan uap panas untuk memutar turbin uap dan generator ( siklus PLTU ).

( PLTG Combined Cycle)

PLTGU ( PUSAT LISTRIK TENAGA GAS & UAP )

• Sistem Bahan bakar Batubara :

Batubara dibakar terjadi proses Gasifikasi , gas yang terjadi untuk operasi PLTG. Selanjutnya Gas buang untuk memanaskan air di Ketel Uap sehingga menghasilkan uap air untuk mengoperasikan turbin uap dan memutar generator.

PLTN ( PUSAT LISTRIK TENAGA NUKLIR)

• Ada 4 jenis ditinjau dari jenis Reaktornya.

1. Reaktor nuklir dengan pendingin gas.

2. Reaktor Air : - Air mendidih

- Air bertekanan

3. Reaktor Air Berat

4. Reaktor Pembiak Cepat.


1. Reaktor nuklir dengan Pendingin Gas.

High Temperature Gas Cooled Reactors ( HTGCR )

Bahan bakar U 235 U 233 ( fisi )

Air dipanaskan oleh reaktor uap sbg. penggerak

turbin uap yang selanjutnya memutar generator.


2. Reaktor Air light water ( H2 O )

a. Reaktor Air Mendidih , Boiling Water Reaktor (BWR)

- kemungkinan uap/ air tercemar radiasi nuklir.

efisiensi : 32 %.

b. Reaktor Air Bertekanan, Pressurized Water Reactors

( PWR ).


3. Reaktor Air Berat.

Pressurized Heavy Water Reactors – PHWR

Mediatornya Air Berat ( D2O - Deuterium ), 1 proton, 1 elektron dan 1 neutron.

Harga 1 kg D2O $ 250 ( 1980 )

Ada 2 siklus : siklus Air Berat dan siklus Uap air seperti

pada PWR.


4. Reaktor Pembiak Cepat.

- Fast Breader Reactor ( FBR ).

- Liquid Metal Fast Breader Reactor ( LMFBR ).

Dengan dua tingkat siklus pemanasan, media

pemanasannya adalah : sodium cair. Siklus ke 3 nya

adalah uap air.

U235 1 %

U238 99 % , yang ada dialam.

U238 menyerap 1 neutron U 239 berubah

menjadi Pu 239 menyerap 1 neutron Pu

240 labil pecah reaksi nuklir.


CHP : Combined Heat and Power Combined Cycle Plant Diagram

KOMPOSISI PEMAKAIAN ENERGI PRIMER

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

11,000

12,000

13,000

1 9 17 25 33 41 1/2 J am

M W

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

P L T A P unc ak

P L T G G A S

P L T G / D

P L T U M iny ak

P L T G U B B M

B .B A R A

P L T U G as

P L T G U G as

P L T P

P L T A D as ar

R e nc ana

Beban Komersial

Jam

MWBeban Industri

Jam

MW

Beban Residensial

Jam

MWBeban Penerangan Jalan

Jam

MW

Beban Sistem

Jam

MW

Kurva beban per-golongan tarif

KURVA BEBAN PUNCAK REGION JAWA TIMUR DAN BALI Hari Kerja, Minggu & Libur Sabtu

Bulan : Juni 2005

16751800192520502175230024252550267528002925305031753300342535503675

24 3 6 9 12 15 18 21 24

-------> Jam

Kerja Rabu, 15 Juni 20053.550 MW

Libur Sabtu, 04 Juni 2005

2.300 MW

Libur Minggu, 19 Juni 2005, 3.175 MW

3.550 MW

2.300 MW

3.175 MW

24

24 3 6 9 12 15 18 21 24

TASIKMALAYA

BDG SLN

MDRCN

CLGON

BRAJA

CWANG

MTWAR

BKASI

A

A

CRATA

SGLNGUNGRN

PDAN

U

KDR BRU

NGMBNG

KRIAN

UGRSIK

SBY SLT

UPAITON

GRATI

CBNG

CBATU

G

U

DPOK

KMBNG

GDUL

SRLYA

TJ. JATI

RWALO

G

PETA JARINGAN 500 kV PETA JARINGAN 500 kV SISTEM KELISTRIKAN PULAU JAWASISTEM KELISTRIKAN PULAU JAWA

MADURA

SUTET 500 kV PAITON - KEDIRISUTET 500 kV KEDIRI - PEDAN

SUTET 500 kV PEDAN – TASIKMALAYA

SUTET 500 kV TASIKMALAYA – DEPOK III

SUTET 500 kV TJ JATI - UNGARAN

SUTET 500 KV NGIMBANG INCOMER

SUTET 500 kV GRATI – SBY SLTN

SUTET 500 kV ASS. PLTGU MUARA TAWAR

KETERANGAN :KETERANGAN :GARDU INDUK (existing)GARDU INDUK (new)SUTET 500 kV (existing)SUTET 500 kV (pelaksanaan & rencana)PLTAPLTGU

A

U

MUARA KARANG REPOWERING

MKRGU

WT. DODOL

JAWA BALI CROSSING

MUARA TAWAR EXTENTION 600 MW

KE GLMNK

PROYEK-PROYEK TARGET INPRESS NO.5 TAHUN 2003.

1. SUTET 500 KV PEDAN – TASIKMALAYA

2. SUTET 500 KV TASIKMALAYA – DEPOK III

3. SUTET 500 KV TJ JATI B – PWD – UNG

4. SUTET 500 KV GRATI – SURABAYA SELATAN

5. PLTGU MUARA TAWAR 600 MW

IMPLEMENTASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA ANGIN DAN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SURYA SEL FOTOVOLTAIK UNTUK MENGGERAKKAN GEDUNG SETINGGI 420 meter 80 LANTAI DI DUBAI

Konsep Transportasi “RUF”Konsep Transportasi “RUF”(Rapid, Urban, Flexible)(Rapid, Urban, Flexible)

Mobil Listrik bisa berjalan diatas jalan biasa Mobil Listrik bisa berjalan diatas jalan biasa dan bisa juga berjalan diatas rel tunggal dan bisa juga berjalan diatas rel tunggal dengan kecepatan 100 km/jam sambil mengisi dengan kecepatan 100 km/jam sambil mengisi baterai (Dual Mode Electric), Mobil yang baterai (Dual Mode Electric), Mobil yang ramah lingkunganramah lingkungan

Ini adalah contoh KRL jenis monorail yang mungkin dapat diterapkan dan diadopsi untuk transportasi alternatif di kota yang padat penduduk dengan mobilitas yang cukup tinggi seperti Surabaya.

Superspeed Maglev = MAGNETIC LEVITATION

The superspeed maglev system Transrapid is an innovative track-bound transportation system for passenger and high-value cargo traffic at speeds between 300 to 500 km/h. It is the first fundamental innovation in railroad technology since the construction of the first railroad.

The superspeed maglev system is propelled and braked by means of a long-stator linear motor. The method by which the linear motor functions can be derived from a conventional electric motor - the stator is cut open, stretched, and laid out along the entire length of the guideway on both sides.

Alternating current in the cable windings generates an electromagnetic wandering field by which the train is pulled along without contact. By changing the intensity of the current, the thrust and speed of the train can be continuously varied. The motor can also be used as a generator which then brakes the train.

.Only the route segment in whih a vehicle is moving is supplied with power.

The Transrapid maglev system is the most flexible of all known means of transportation. The system can be used to advantage not only for long distances but also for short and medium distances in metropolitan areas with short intervals between stops and still provides short travelling times. And still the Transrapid represents the least additional stress in densely settled regions. The Transrapid is quieter, consumes less energy, carries both, passengers and freight, and can be adapted flexibly to the existing structures.

Tugas, membuat tulisan tentang :

• Nrp. akhir 0 dan 5 PLTG dan PLT Panas Bumi.• Nrp. akhir 1 dan 6 PLTN dan PLT Angin.• Nrp. akhir 2 dan 7 PLTGU dan PLT Pasang

Surut air laut.• Nrp. akhir 3 dan 8 PLTA dan PLT Surya

( fotovoltaic )• Nrp. akhir 4 dan 9 PLTU dan PLT Panas

Matahari

kuliah 2 dasar sistem tenaga listrik (pengembangan energi alternatif, bagan kerja pembangkit)

Engineering