MAKALAH

PEMBANGKIT ENERGI LISTRIK TERBARUKAN

“Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)”

Oleh:

Nia Lidiawati G1D006010

Rara Permatasari G1D006049

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS BENGKULU

2009

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Kebutuhan energi primer Indonesia meningkat seiring dengan

pertumbuhan jumlah penduduk dan ekonomi.Hal ini menyebabkan

peningkatan pada kebutuhan energi primer dan listrik. Kebutuhan energi

primer tersebut sebagian disuplai oleh energi fosil, yang pada tahun 2003

terdiri dari 54,4% minyak bumi, gas alam 26,5%, batubara 14,1 % dan

sisanya adalah energi baru dan terbarukan.

Saat ini panas bumi (geotermal) mulai menjadi perhatian dunia. Beberapa

pembangkit listrik bertenaga panas bumi sudah dimanfaatkan di banyak

negara seperti Amerika Serikat (AS), Inggris, Prancis, Italia, Swedia, Swiss,

Jerman, Selandia Baru,Australia, Jepang. Bahkan, sejak 2005 AS sudah

sibuk dengan riset besar mereka di bidang geotermal, yaitu Enhanced

Geothermal Systems (EGS). Saat harga minyak bumi melambung seperti

saat ini, panas bumi menjadi salah satu energi alternatif yang tepat bagi

pembangkit listrik di Indonesia. Panas bumi di Indonesia mudah didapat

secara kontinu dalam jumlah besar,tidak terpengaruh cuaca,dan jauh lebih

murah biaya produksinya daripada minyak bumi atau batu bara.Untuk

menghasilkan 330 megawatt (MW),pembangkit listrik berbahan dasar

minyak bumi,memerlukan 105 juta barel minyak bumi, sementara

pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) hanya mengolah sumber

panas yang tersimpan di reservoir perut bumi.

Berdasarkan data Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM)

Republik Indonesia, Kita memiliki potensi energi panas bumi sebesar

27.000 MW yang tersebar di 253 lokasi atau mencapai 40% dari cadangan

panas bumi dunia. Dengan kata yang lebih ekstrim, kita merupakan negara

dengan sumber energi panas bumi terbesar di Dunia. Namun, hanya sekitar

kurang dari 4 % yang baru dimanfaatkan. Oleh karena itu, untuk

mengurangi krisis energi nasional kita, pemerintah melalui PLN akan

melaksanakan program percepatan pembangunan pembangkit listrik

nasional 10.000 MW tahap ke-II yang salah satu prioritas sumber energi-nya

adalah panas bumi (Geothermal).

1.2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang kami bahas dalam makalah kami

adalah bagaimana energi panas bumi dapat menghasilkan listrik, komponen

apa saja yang terdapat pada PLTP, serta kelemahan dan kelebihan PLTP

tersebut.

1.3. Tujuan

Mengetahui prinsip kerja PLTP,komponen-komponen pada

PLTP,prinsip dasar tentang panas bumi serta keuntungan dan kelemahan

PLTP.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Sumber Daya Panas Bumi

Menurut salah satu teori, pada prinsipnya bumi merupakan

pecahan yang terlempar dari matahari. Karenanya, bumi hingga kini masih

mempunyai inti panas sekali yang meleleh. Kegiatan-kegiatan gunumg

berapi dibanyak tempat dipermukaan bumi dipandang sebagai bukti dari

teori ini. Magma yang menyebabakan letusan-letusan vulkanik juga

menghasilkan sumber–sumber uap dan air panas pada permukaan bumi.

Dibanyak tempat, air dibawah tanah bersinggungan dengan panas di perut

bumi dan menimbulkan suhu tinggi dan tekanan tinggi.Ia mengalir

kepermukaan sebagai air panas, lahar panas dan aliran uap. Kita bisa

menggunakan tidak hanya hembusan alamiah tetapi dapat membor hingga

bagian dasar uap, atau menyemprotkan air dingin hingga bersinggungan

dengan karang kering yang panas untuk memanaskannya menjadi uap.

Gambar 2.1. isi perut bumi

Pada dasarnya bumi terdiri dari tiga bagian sebagaimana terlihat

pada Gambar 2.1. Bagian paling luar adalah lapisan kulit/kerak bumi

(crust),. Tebalnya rata-rata 30-40 Km atau lebih didaratan, dan dilaut antara

7 dan 10 Km. Bagian berikutnya dinamakan mantel, mantel bumi (mantle)

merupakan lapisan yang semi-cair atau batuan yang meleleh atau sedang

mengalami perubahan fisik akibat pengaruh tekanan dan temperatur tinggi

disekitarnya, yang terdiri atas batu yang dalamnya mencapai kira-kira 3000

Km, dan yang berbatasan dengan inti bumi yang panas sekali. Bagian luar

dari inti bumi (outer core) berbentuk liquid. Inti ini terdiri atas inti cair atau

inti meleleh, yang mencapai 2000 Km. Kemudian lapisan terdalam dari inti

bumi (inner core) berwujud padat. inti keras yang mempunyai garis tengah

sekitar 2600 Km.

Panas inti mencapai 5000 0C lebih. Diperkirakan ada dua sebab

mengapa inti bumi itu panas. Pertama disebabkan tekanan yang begitu besar

karena gravitasi bumi mencoba mengkompres atau menekan materi,

sehingga bagian yang tengah menjadi paling terdesak. Sehingga kepadatan

bumi menjadi lebih besar sebelah dalam.

Sebab kedua bahwa bumi mengandung banyak bahan radioaktif

seperti Uranium-238, Uranium-235 dan Thorium-232. Bahan – bahan

radioaktif ini membangkitkan jumlah panas yang tinggi. Panas tersebut

dengan sendirinya berusaha untuk mengalir keluar, akan tetapi ditahan oleh

mantel yang mengelilinginya. Menurut perkiraan rata-rata panas yang

mencapai permukaan bumi adalah sebesar 400kkal/m2 setahun.

Dipermukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas, bahkan

sumber uap panas. Panas itu datangnya dari batu-batu yang meleleh atau

magma yang menerima panas dari inti bumi.

Gambar 2.3 memperlihatkan secara skematis terjadinya sumber uap, yang

biasanya disebut fumarole atau geyser serta sumber air panas.

Magma yang terletak didalam lapisan mantel, memanasi lapisan batu padat.

Diatas batu padat terletak suatu lapisan batu berpori, yaitu batu mempunyai

banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpori ini berisi air, yang berasal

dari air tanah, atau resapan air hujan, atau resapan air danau maka air itu

turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang panas itu. Bila panasnya

besar, maka terbentuk air panas, bahkan dapat terbentuk uap dalam lapisan

batu berpori. Bila diatas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan batu

padat, maka lapisan batu berpori berfungsi sebagai boiler. Uap dan juga air

panas bertekanan akan berusaha keluar. Dalam hal ini keatas, yaitu kearah

permukaan bumi.

Gambar 2.3 skema terjadinya sumber air panas

dan sumber uap

Gejala panas bumi pada umumnya tampak dipermukaan bumi berupa mata

air panas, fumarola, geyser dan sulfatora. Dengan jalan pengeboran, uap

alam yang bersuhu dan tekanan tinggi dapat diambil dari dalam bumi dan

dialirkan kegenerator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.

2.2 Langkah Konsevasi Energi Panas Bumi

Langkah awal dalam mempersiapkan konservasi energi panas

bumi yang pertama yaitu studi tentang sistem panas bumi terutama

karaktersitik sumber panas bumi. Kita mulai dari dapur magma. magma

sebagai sumber panas akan menyalurkan panas yang cukup signifikan ke

dalam batuan-batuan pembentuk kerak bumi. makin besar ukuran dapur

magma, tentu akan makin besar sumber daya panasnya dan semakin

ekonomis untuk dikembangkan.

Selanjutnya adalah kondisi Hidrologi, kita tahu bahwa yang dimanfaatkan

pada pembangkit listrik adalah uap air dari panas bumi dengan suhu dan

tekanan tertentu. sehingga kondisi hidrologi merupakan salah satu faktor

penentu dalam hal ketersedian air. sehingga sumber pemasok air harus

diperhatikan dalam pengembangan energi panas bumi, biasanya sumber

pemasok berasal dari air tanah, air connate, air laut, air danau, es atau air

hujan.

Kemudian yang perlu diperhatikan juga adalah volume batuan dibawah

permukaan bumi yang mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk

meloloskan fluida sumber energi panas bumi yang terperangkap

didalamnya, yang sering disebut sebagai Reservoir, dan Reservoir panas

bumi biasanya diklasifikasikan ke dalam dua golongan yaitu

Reservoir yang bersuhu rendah (<150ºC) dan

Reservoir yang bersuhu tinggi (>150ºC).

Yang dapat digunakan untuk sumber pembangkit tenaga listrik dan

dikomersialkan adalah yang masuk kategori high temperature. Namun

dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategori low

temperature juga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 50ºC.

Pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang

relatif rendah yaitu berkisar antara 122 s/d 4820 0F (50 s/d 250 0C).

Bandingkan dengan pembangkit pada PLTN yang akan beroperasi pada

suhu sekitar 10220 0F atau 5500 0C.

Selain hal-hal diatas, kita juga harus memperhitungkan umur

panas bumi, walaupun termasuk energi terbarukan, namun bukan berarti

panas bumi memiliki umur tidak terbatas , sehingga perhitungan umur panas

bumi juga merupakan hal yang sangat penting terutama dalam hitungan

keekonomiannya.

2.3 Perhitungan Energi Panas Bumi

Perkiraan atau penilaian potensi panas bumi pada prinsipnya

mempergunakan data-data geologi, geofisika, dan geokimia. Analisa-analisa

kimia memberikan parameter-parameter yang dapat digunakan untuk

perkiraan potensi panas bumi suatu daerah. Rumus yang ada adalah sangat

kasar dan merupakan perkiraan garis besar. Diantara rumus yang ada atau

sering dipakai adalah metode Perry dan metode Bandwell, yang pada

umumnya merupakan rumus empirik.

Metode Perry pada dasarnya mempergunakan prinsip energi dari panas yang

hilang. Rumus untuk mendapatkan energi metode Perry adalah sebagai

berikut :

E = D x Dt x P

di mana:

E = arus energi (Kkal/detik)

D = debit air panas (L/det)

Dt = perbedaan suhu permukaan air panas dan air dingin (0C)

P = panas jenis (Kkal/kg)

Untuk perhitungan ini, data suhu dinyatakan dalam derajat celcius, debit air

panas dalam satuan liter per detik, sedangkan isi chlorida dalam larutan air

panas dinyatakan dalam miligram per liter.

2.4. Prinsip kerja PLTP secara umum

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit

Listrik (Power generator) yang menggunakan Panas bumi (Geothermal)

sebagai energi penggeraknya.

Prinsip kerja pembangkit listik tenaga panas bumi secara singkat

adalah sbb: Air panas yang berasal dari steam sumur uap akan disalurkan ke

Steam receiving header, kemudian oleh separator air dengan uap dipisahkan,

kemudian uap akan digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga

dihasilkan listrik.

2.5. Teknologi dan Prinsip Kerja PLTP

Secara garis besar, Teknologi pembangkit listrik tenaga panas

bumi dapat dibagi menjadi 3(tiga), pembagian ini didasarkan pada suhu dan

tekanan reservoir.

Saat ini terdapat tiga macam teknologi pembangkit listrik tenaga

panas bumi (geothermal power plants), pembagian ini didasarkan pada suhu

dan tekanan reservoir.Yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle. Ketiga

macam teknologi ini pada dasarnya digunakan pada kondisi yang berbeda-

beda.

2.5.1 Uap Kering (dry steam)

Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas

(>235 derajat celcius), dan air yang tersedia di reservoir amat

sedikit jumlahnya. Seperti terlihat digambar, cara kerja nya adalah

uap dari sumber panas bumi langsung masuk ke turbin melalui

pipa. kemudian turbin akan memutar generator untuk menghasil

listrik. Teknologi ini merupakan teknologi yang tertua yang telah

digunakan pada Lardarello, Italia pada tahun 1904.

Jenis ini adalah cocok untuk PLTP kapasitas kecil dan untuk

kandungan gas yang tinggi.

Contoh jenis ini di Indonesia adalah PLTP Kamojang 1 x 250 kW

dan PLTP Dieng 1 x 2000 kW

Gambar 2.5.1. Dry Steam Power Plant

Bilamana uap kering tersedia dalam jumlah lebih besar, dapat

dipergunakan PLTP jenis condensing, dan dipergunakan kondensor

dengan kelengkapan nya seperti menara pendingin dan pompa,

Tipe ini adalah sesuai untuk kapasitas lebih besar. Contoh adalah

PLTP Kamojang 1 x 30 MW dan 2 x 55 MW, serta PLTP Drajad 1

x 55 MW.

2.5.2 Flash steam

Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820C pada reservoir, cara

kerjanya adalah Bilamana lapangan menghasilkan terutama air

panas, perlu dipakai suatu separator yang memisahkan air dan uap

dengan menyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan

lebih rendah sehingga cairan tersebut menguap dengan cepat

menjadi uap yang memutar turbin dan generator akan

menghasilkan listrik. Air panas yang tidak menjadi uap akan

dikembalikan ke reservoir melalui injection wells.

Contoh ini adalah PLTP Salak dengan 2 x 55 MW.

Gambar 2.5.2. Flash Steam Power Plant

2.5.3 Binary cycle

Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar

antara 107-1820C. Cara kerjanya adalah uap panas di alirkan ke

salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkan cairan di pipa

lainnya yang disebut pipa kerja. pipa kerja adalah pipa yang

langsung terhubung ke turbin, uap ini akan menggerakan turbin

yang telah dihubungkan ke generator. dan hasilnya adalah energi

listrik. Cairan di pipa kerja memakai cairan yang memiliki titik

didih yang rendah seperti Iso-butana atau Iso-pentana.

Gambar 2.5.3. Binary Steam Power Plant

Keuntungan teknologi binary-cycle adalah dapat dimanfaatkan

pada sumber panas bumi bersuhu rendah. Selain itu teknologi ini

tidak mengeluarkan emisi. karena alasan tersebut teknologi ini

diperkirakan akan banyak dipakai dimasa depan. Sedangkan

teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkan emisi carbondioksida,

nitritoksida dan sulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi

yang dihasilkan pembangkit minyak.

2.6. Potensi Panas Bumi di Indonesia

Jawa Barat merupakan daerah yang memiliki potensi sumber

daya panas bumi yang terbesar di Indonesia. Potensi panas bumi di Jawa

Barat mencapai 5411 MW atau 20% dari total potensi yang dimiliki

Indonesia. Sebagian potensi panas bumi tersebut dimanfaatkan untuk

pembangkit tenaga listrik, seperti :

PLTP Kamojang didekata Garut, memiliki unit 1,2,3 dengan kapasitas

total 140 MW. Potensi yang masih dapat dikembangkan sekitar 60 MW.

PLTP Darajat, 60 Km sebelah tenggara Bandung dengan Kapasitas 55

MW.

PLTP Gunung Salak di Sukabumi, terdiri dari unit 1,2,3,4,5,6 dengan

kapasitas total 330 MW.

PLTP Wayang Windu di Panggalengan dengan Kapasitas 110 MW.

Walaupun pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP) hanya

mengolah sumber panas yang tersimpan di reservoir perut bumi, bukan

berarti tidak memerlukan biaya. Investasi untuk menggali energi panas bumi

tidak sedikit karena tergolong berteknologi dan berisiko tinggi.

Investasi untuk kapasitas di bawah satu MW, berkisar US$ 3.000-5.000 per

kilowatt (kW). Sementara untuk kapasitas di atas satu MW, diperlukan

investasi US$ 1.500-2.500 per kW. Karakter produksi dan kualitas produksi

akan berbeda dari satu area ke area yang lain. Penurunan produksi yang

cepat, merupakan karakter produksi yang harus ditanggung oleh pengusaha

atau pengembang, ditambah kualitas produksi yang kurang baik, dapat

menimbulkan banyak masalah di pembangkit. Misalnya, kandungan gas

yang tinggi mengakibatkan investasi lebih besar.Dalam pembangkitan

listrik, harga jual per kWh yang ditetapkan PLN dinilai terlalu murah

sehingga tak sebanding dengan biaya eksplorasi dan pembangunan

Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP). Dalam hat ini, PLN tidak

bisa disalahkan karena tarif dasar listrik yang ditetapkan pemerintah masih

di bawah harga komersial, yaitu tujuh sen dollar AS per kWh.

2.6 Kelebihan dan Kelemahan PLTP

Adapun keuntungan dan kelebihan PLTP adalah sebagai berikut,

Keuntungan:

1. Bebas emisi (binary-cycle).

2. Dapat bekerja setiap hari baik siang dan malam

3. Sumber tidak fluktuatif dibanding dengan energi terbarukan lainnya

(angin, Solar cell dll)

4. Tidak memerlukan bahan bakar

5. Harga yang kompetitive

Kelemahan :

1. Cairan bersifat Korosif

2. Effisiensi agak rendah, namun karena tidak perlu bahan bakar, sehingga

effiensi tidak merupakan faktor yg sangat penting.

3. Untuk teknologi dry steam dan flash masih menghasilkan emisi walau

sangat kecil.

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

3.1. Kesimpulan

1. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power

generator) yang menggunakan Panas bumi (Geothermal) sebagai energi

penggeraknya.

2. PLTP memanfaatkan uap panas bumi sebagai pemutar generator.

3. Secara singkat Prinsip kerja PLTP :

Panas tekanan tinggi digunakan untuk memutar turbin muncul

beda potensial menghasilkan listrik

4. Teknologi PLTP dibedakan menjkadi 3 yaitu dry steam, flash steam, dan

binary cycle.

3.2. Saran

Dukung pemerintah untuk mengurangi krisis energi nasional yang

salah satu nya dengan memanfaatkan sumber energi panas bumi Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Citrosiswoyo Wahyudi.”Tenaga Listrik Panas Bumi”.pdf.

ITS:Surabaya.

Kadir abdul.1996.Pembangkit Tenaga Listrik. Universitas

Indonesia : Jakarta.

Fisika energi bab.7 “Energi Panas Bumi”.pdf.

http://www.catatankuliah panasbumi.html

Dunia.Listrik.2009.”pembangkit-listrik-panas-bumi-2”.

http://www.dunialistrik.com

Wikipedia.Indonesia.2009.”EnergiPanasBumi”.

http://www.wikipediaindonesia.com