Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

Disusun Oleh Kelompok 4Bima Mustaqim (5143331002)Elco M Nainggolan (5143331003)Fein Ory Lenin (5143331005)Hari Novindo Hutabarat (5143331008)Luis David Solin (5143331009)M.guntur.Pratama (5143331010)Malum W Boangmanalu (5143331011)

FAKULTAS TEKNIKPENDIDIKAN TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2015

KATA PENGANTAR

Atas rahmat Tuhan Yang Maha Esa, penyusun bersyukur dan berterima kasih, karena

penyertaan-Nya penuyusun dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Penyusun

berharap semoga makalah ini bermanfaat dikemudian harinya sebagai sumber informasi

bagi banyak orang.

   Dalam penyelesaian makalah ini, penyusun banyak mengalami kesulitan, terutama

disebabkan oleh kurangnya ilmu pengetahuan. Namun, berkat bimbingan dari berbagai

pihak akhirnya makalah ini dapat diselesaikan, walaupun masih banyak kekurangannya.

Jika terjadi kekeliruan didalam makalah ini penyusun mohon maaf sebesar-besarnya. Atas

perhatiannya penyusun mengucapkan terima kasih.

Medan,September 2015

Penyusun

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR............................................................................................................i

DAFTAR ISI..........................................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN......................................................................................................1

1.1 Latar belakang........................................................................................................1

1.2 Rumusan Masalah..................................................................................................2

1.3 Tujuan....................................................................................................................2

BAB II PEMBAHASAN.......................................................................................................3

2.1.   Sumber Daya Panas Bumi.........................................................................................3

2.2    Langkah Konsevasi Energi Panas Bumi...................................................................6

2.3    Perhitungan Energi Panas Bumi................................................................................7

2.4.   Prinsip kerja PLTP secara umum..............................................................................8

2.5.    Teknologi dan Prinsip Kerja PLTP..........................................................................8

2.5.1              Uap Kering (dry steam)............................................................................9

2.5.2             Flash steam..............................................................................................10

2.5.3             Binary cycle.............................................................................................11

2.6.   Potensi Panas Bumi di Indonesia............................................................................12

2.7      Kelebihan dan Kelemahan PLTP..........................................................................13

BAB III KESIMPULAN DAN SARAN..............................................................................14

3.1.      Kesimpulan..........................................................................................................14

ii

3.2.      Saran.....................................................................................................................14

DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................................15

iii

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

1

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.

2

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 gunung 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

3

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.

4

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.

5

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 kategorihigh temperature. Namun dengan perkembangan teknologi,

sumber panas bumi dengan kategori low temperaturejuga dapat digunakan asalkan

suhunya melebihi 50ºC.

6

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 Pdi 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)

7

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.

8

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

1x 200 

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.

9

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

10

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.

11

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 didekat 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

12

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

bisa disalahkan karena tarif dasar listrik yang ditetapkan pemerintah masih di bawah harga

komersial, yaitu tujuh sen dollar AS per kWh.

2.7      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.

13

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.

14

DAFTAR PUSTAKA

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

ITS:Surabaya.

Dunia.Listrik.2009.”pembangkit-listrik-panas-bumi-2”. http://

www.dunialistrik.com

Wikipedia.Indonesia.2009.”EnergiPanasBumi”. http://

www.wikipediaindonesia.com

15