paper sistem geothermal

David Hamonangan270110090099

SISTEM GEOTHERMAL

FAKULTAS TEKNIK GEOLOGIUNIVERSITAS PADJADJARAN

JATIANGANOR

SISTEM GEOTHERMAL 2012

SARI

Aplikasi penggunaan energi Geothermal serta material yang di hasilakan

dalam proses penggunan saya bahas dalam makalah ini, sistem Geothermal yang

berhubungan dengan konsep reservoir dari uap air serta batuan impermeable

yang mengurungnya menjadi faktor yang cukup kuat dalam penentuan

karakteristik lingkungan geothermal, pemanfaatan dalam bidang listrik dengan

berbagai teknologi dan proses yang biasa digunakan pun kami ulas unutk

memberikan wawasan bagi para pembaca.

Material-material merugikan yang dihasilkan seperti kondensat hasil dari

pemisahan juga berpengaruh dalam kemaksimalan pemakaian energi

geothermal.

i


DAFTAR ISI

Sari i

Daftar isi ii

I. Pendahuluan

II. Sistem Geothermal

II.1 Keuntungan Serta Kerugian Energi Geothermal

II.2 Pemanfaatan Energi Geothermal

II.3 Proses Geothermal ( Produksi Listrik )

ii


I. PENDAHULUAN

Banyaknya pilihan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi yang

dapat diperbaharui untuk kehidupan manusia memberikan jalan keluar untuk

sumber-sumber energi baru sebagai pengganti energi lain yang tidak bisa

diperbaharui. Dalam hal ini adalah Geothermal Energi yang dapat di perbaharui

serta memiliki keterdapatan yang cukup luas di Indonesia.

Indonesia secara geologis terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik

utama yaitu Lempeng Eropa-Asia, India-Australia dan Pasifik yang berperan

dalam proses pembentukan gunung api di Indonesia. Kondisi geologi ini

memberikan kontribusi nyata akan ketersediaan energi panas bumi di Indonesia.

Manifestasi panas bumi yang berjumlah tidak kurang dari 244 lokasi tersebar di

P. Sumatera, Jawa, Bali, Kalimantan, Kepulauan Nusa Tenggara, Maluku, P.

Sulawesi, Halmahera dan Irian Jaya, menunjukkan betapa besarnya kekayaan

energi panas bumi yang tersimpan di dalamnya. Mengulas tentang pembahasan

sistem Geothermal dapat memberikan wawasan untuk kita tentang bagaimana

cara kerja serta bagaimana keuntungan serta kerugian dalam penggunaan energi

yang terbilang baru ini, semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi pembaca,

terimakasih.


II. SISTEM GEOTHERMAL

Energi geothermal (dari bahasa Yunani; geo = bumi, thermal = panas)

memanfaatkan panas dari beberapa sumber, yaitu air panas atau reservoir uap

yang terletak jauh di dalam perut bumi dan diakses dengan mengebor reservoir

geothermal yang dekat dengan permukaan bumi; dan geothermal dangkal

dengan suhu berkisar 10° - 16° C. Secara prinsipnya setiap 100 meter kita turun

ke dalam perut bumi, temperatur batu-batuan cair tersebut naik sekitar 30 C. Jadi

semakin jauh ke dalam perut bumi suhu batu-batuan maupun lumpur akan

makin tinggi. Bila suhu di permukaan bumi adalah 270 C, maka untuk kedalaman

100 meter suhu bisa mencapai sekitar 300 C. Untuk kedalaman 1 kilometer suhu

batu-batuan dan lumpur bisa mencapai 570 – 600 C. Bila kita ukur pada

kedalaman 2 kilometer suhu batuan dan lumpur bisa mencapai 1200 C atau lebih.

Panas bumi tersebut bila bercampur dengan udara karena

terjadi fracture atau retakan maka selain menghasilkan air panas akan keluar

juga uap panas (steam). Air panas dan steam inilah yang kemudian dimanfaatkan

sebagai sumber pembangkit tenaga listrik. Agar panas bumi (geothermal)

tersebut bisa dikonversi menjadi energi listrik tentu diperlukan pembangkit

(power plants). Reservoir panas bumi biasanya diklasifikasikan ke dalam dua

golongan yaitu yang bersuhu rendah (low temperature) dengan suhu <1500 C

dan yang bersuhu tinggi (high temperature) dengan suhu diatas 1500 C. Yang

paling baik untuk digunakan sebagai sumber pembangkit tenaga listrik adalah

yang masuk kategori high temperature. Namun dengan perkembangan

teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low temperature juga dapat

digunakan asalkan suhunya melebihi 500 C.


II.1 Keuntungan Serta Kerugian Energi Geothermal

Dari berbagai macam pemanfatan geothermal terdapat beberapa

keuntungan yang bisa didapat dari energi geothermal, yaitu :

Mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil

Emisi yang ditimbulkan sangat kecil.

Energi yang dihasilkannya berkesinambungan mengingat panas yang

dimanfaatkan jauh lebih kecil daripada sumber panasnya.

Pembangkit yang memanfaatkan energi geothermal bisa beroperasi

tanpa terpengaruh waktu dan iklim, sehingga bisa berfungsi untuk

memenuhi beban dasar listrik.

Selain itu energi geothermal juga mempunyai kekurangan-kekurangan,

antara lain :

Air/cairan yang bersumber dari geothermal bersifat korosif.

Pada suhu relatif rendah, sesuai hukum termodinamika, efisiensi sistem

menurun.

Pembangunan pembangkit listrik geothermal juga mempengaruhi

kestabilan tanah di area sekitarnya.

Pembangkit listrik yang memanfaatkan energi geothermal dengan tipe

dry steam dan flash steam melepaskan emisi karbon dioksida, nitrit

oksida, dan sulfur meski dalam jumlah yang sangat kecil.

Air yang bersumber dari geothermal juga akan berbahaya bagi mahluk

hidup jika dibuang ke sungai karena mengandung bahan-bahan

berbahaya seperti merkuri, arsenik, antimony dan sebagainya.

Bermacam sumber geothermal tersebut bisa digunakan untuk berbagai

keperluan, antara lain untuk pembangkit listrik, pemanas maupun pendingin


ruangan, gedung, ataupun pemanfaatan panasnya untuk jalanan, pertanian dan

industri.

Pembangkit yang digunakan untuk mengkonversi fluida

geothermal menjadi tenaga listrik secara umum mempunyai komponen yang

sama dengan power plants lain yang bukan berbasis geothermal, yaitu terdiri

dari generator, turbin sebagai penggerak generator, heat exchanger, chiller,

pompa, dan sebagainya. Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit

panas bumi (geothermal power plants) yang dapat mengkonversi panas bumi

menjadi sumber daya listrik, yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle.

Ketiga macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-

beda.

1. Dry Steam Power Plants

Pembangkit tipe ini adalah yang pertama kali ada. Pada tipe ini uap panas

(steam) langsung diarahkan ke turbin dan mengaktifkan generator untuk bekerja

menghasilkan listrik. Sisa panas yang datang dariproduction well dialirkan

kembali ke dalam reservoir melalui injection well. Pembangkit tipe tertua ini

pertama kali digunakan di Lardarello, Italia, pada 1904 dimana saat ini masih

berfungsi dengan baik. Di Amerika Serikat pun dry steam power masih digunakan

seperti yang ada di Geysers, California Utara.

2. Flash Steam Power Plants

Panas bumi yang berupa fluida misalnya air panas alam (hot spring) di

atas suhu 175º C dapat digunakan sebagai sumber pembangkit Flash Steam

Power Plants. Fluida panas tersebut dialirkan kedalam tangki flash yang

tekanannya lebih rendah sehingga terjadi uap panas secara cepat. Uap panas

yang disebut dengan flash inilah yang menggerakkan turbin untuk mengaktifkan

generator yang kemudian menghasilkan listrik. Sisa panas yang tidak terpakai

masuk kembali ke reservoir melalui injection well. Contoh dari Flash Steam


Power Plants adalah Cal-Energy Navy I flash geothermal power plants di Coso

Geothermal field, California, USA.

3. Binary Cycle Power Plants (BCPP)

BCPP menggunakan teknologi yang berbeda dengan kedua teknologi

sebelumnya yaitu dry steam dan flash steam. Pada BCPP air panas atau uap

panas yang berasal dari sumur produksi (production well) tidak pernah

menyentuh turbin. Air panas bumi digunakan untuk memanaskan apa yang

disebut dengan working fluid pada heat exchanger. Working fluid kemudian

menjadi panas dan menghasilkan uap berupa flash. Uap yang dihasilkan di heat

exchanger tadi lalu dialirkan untuk memutar turbin dan selanjutnya

menggerakkan generator untuk menghasilkan sumber daya listrik. Uap panas

yang dihasilkan di heat exchanger inilah yang disebut sebagai secondary (binary)

fluid. Binary Cycle Power Plants ini sebetulnya merupakan sistem tertutup. Jadi

tidak ada yang dilepas ke atmosfer.

II.2 Pemanfaatan Energi Geothermal

Pemanfaatan secara langsung energi geothermal adalah dengan

menggunakan panas yang dihasilkan tanpa melalui proses konversi energi.

Sebagai contoh adalah air panas yang berada di kolam pemandian air panas

biasanya bersumber dari suatu reservoir geothermal yang berada jauh di bawah

permukaan bumi. Sejak ribuan tahun yang lalu manusia telah memanfaatkan

sumber mata air panas untuk keperluan mandi, memasak makanan dan

sebagainya. Kini, sumber mata air panas masih digunakan untuk spa. Sistem yang

lebih canggih dalam pemanfaatan secara langsung energi geothermal adalah

dengan melakukan pengeboran reservoir geothermal untuk mendapatkan air

panas dengan laju yang konstan. Air panas yang dihasilkan dinaikkan melalui

sebuah sumur dan menggunakan sistem pemipaan, sebuah heat exchanger,

pengatur aliran kemana panas tersebut akan digunakan. Sistem pembuang juga


diperlukan untuk menginjeksikan air dingin ke bawah tanah atau membuangnya

di permukaan. Dalam pemanfaatanya energi Geothermal memiliki sistem seperti

berikut.

Gambar II.2.1 Sistem Geothermal

II.3 Proses Geothermal ( Produksi Listrik )

Pemanfaatan energi Geothermal tidak dapat dilakaukan secara langsung

namun harus melewati bebrapa tahapan terlebih dahulu sehingga dapat menjadi

sumber energi listrik. Proses tersebut dimulai dari pemompaan dari dalam bumi

hingga kepermukaan unutk dimanfaatkan.


Gambar II.3.1 Proses Geothermal PLTP

Energi Geothermal dipompa dari Reservoir kepermukaan bumu dalam

bentuk Brine dan gas, lalu akan dipisahkan menggunakan cyclone spserator. Hal

tersebut merupakan tahap pertama yang menghasilkan Wet Steam dan

kondensat. Selanjutnya wet steam akan memasuki tahap kedua yaitu memasuki

cyclone scrubber, sedangkan kondensat akan kembali di injeksi kedalam tanah.

Dalam pemisahan kedua yang berada pada cyclone scrubber steam yang masih

banyak mengandung air akan dipisahkan hingga mengasilkan dry steam yang siap

untuk digunakan sebagai penggerak turbin yang menjadi pembangkit listrik.

Sebagian besar pembangkit listrik memerlukan uap untuk menghasilkan

listrik. Uap tersebut digunakan untuk memutar sebuah turbin dan menggerakkan

generator dan menghasilkan listrik. Saat ini masih banyak pembangkit listrik yang

menggunakan bahan bakar fosil untuk mendapatkan uap dengan jalan

mendidihkan air. Sedangkan pembangkit listrik geothermal hanya membutuhkan

uap yang dihasilkan dari reservoir air panas yang berada beberapa kilometer di

bawah permukaan bumi. Pembangkit listrik geothermal sendiri mempunyai tiga

tipe berdasarkan uap yang dihasilkannya, yaitu dry steam, flash steam dan binary


cycle. Pembangkit listrik geothermal dengan tipe dry steam mengambil uap dari

bawah tanah. Uap tersebut dialirkan ke dalam sistem pemipaan secara langsung

dari bawah tanah ke turbin disuatu pembangkit.

Tipe pembangkit geothermal flash steam adalah yang paling banyak

digunakan. Mereka menggunakan reservoir air panas dengan temperatur lebih

dari 182°C. Air super panas ini mengalir naik melalui sumur hasil pengeboran

akibat tekanan yangditimbulkannyasendiri.Ketika bergerak naik, tekanannya

mulai turun dan sebagiannya mendidih menjadi uap. Uap tersebut kemudian

dipisahkan dari air dan digunakan untuk menggerakkan turbin dan generator. Air

yang tersisa serta uap yang mengalami kondensasi diinjeksikan kembali ke dalam

reservoir untuk kembali dipanaskan dan menjadi energi yang berkesinambungan.

Pembangkit listrik geothermal tipe binary cycle bekerja dengan

memanfaatkan air panas yang bersuhu 107°— 182°C. Panas yang dimiliki air

digunakan untuk mendidihkan suatu cairan tertentu yang biasanya terbuat dari

bahan organik dengan titik didih rendah.Cairan kerja tersebut diuapkan di dalam

heat exchanger dan digunakan untuk memutar turbin. Air panas yang sudah

mengalami penurunan suhu, diinjeksikan kembali ke bawah tanah untuk

dipanaskan kembali. Dalam pembangkit tipe ini, air dan cairan kerja dipisahkan

selama proses. Pembangkit geothermal skala kecil, biasanya di bawah 5 MW,

mempunyai potensi untuk dikembangkan di area pedesaan, bahkan bisa

digunakan sebagai sumber energi terdistribusi dengan banyak jenis teknologi

pembangkit yang bisa dikombinasikan guna meningkatkan unjuk kerja sistem

distribusi listriknya.

paper sistem geothermal

Documents