pltpb

OLEH : ALBETH YUAN WIJAYA DIDIK MARGI UTAMA IMA YULISTIANTO RIZKY ARDIANTO

Panas bumi adalah sebuah bentuk energi yang terbaharukan yang dapat dipergunakan sebagai pembangkit listrik Energi panas bumi adalah energi yang diekstraksi dari panas yang tersimpan di dalam bumi. Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hanya pada dekat area perbatasan lapisan tektonik.

Pembangkit

Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power generator) yang menggunakan Panas bumi (Geothermal) sebagai energi penggeraknya. Air panas yang berasal dari sumur akan disalurkan ke separator, oleh separator air dengan uap dipisahkan, kemudian uap akan digunakan untuk menggerakkan turbin.

PRINSIP KERJA

Keunggulan energi panas bumi dibandingkan sumber energi terbarukan yang lain, diantaranya: hemat

ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal, mampu berproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energi (energy storage), tingkat ketersediaan (availability) yang sangat tinggi yaitu diatas 95%.

Potensi

panas bumi terdapat di kawasan pegunungan yang biasanya dijadikan kawasan konservasi sebagai hutan lindung. Dengan adanya kegiatan eksplorasi dan eksploitasi sumber-sumber panas bumi di kawasan tersebut dapat mengganggu daerah konservasi tersebut. Serta kemungkinan terjadi pencemaran air tanah oleh kontaminan yang terbawa naik fluida panas bumi.

Apabila fluida di kepala sumur berupa fasa uap, maka uap tersebut dapat dialirkan langsung ke turbin, dan kemudian turbin akan mengubah energi panas bumi menjadi energi gerak yang akan memutar generator sehingga dihasilkan energi listrik.

Apabila fluida panas bumi keluar dari kepala sumur sebagai campuran fluida dua fasa (fasa uap dan fasa cair) maka terlebih dahulu dilakukan proses pemisahan pada fluida. Hal ini dimungkinkan dengan melewatkan fluida ke dalam separator, sehingga fasa uap akan terpisahkan dari fasa cairnya. Fraksi uap yang dihasilkan dari separator inilah yang kemudian dialirkan ke turbin.

Apabila sumberdaya panasbumi mempunyai temperatur sedang, fluida panas bumi masih dapat dimanfaatkan untuk pembangkit listrik dengan menggunakan pembangkit listrik siklus binari (binary plant). Dalam siklus pembangkit ini, fluida sekunder ((isobutane, isopentane or ammonia) dipanasi oleh fluida panasbumi melalui mesin penukar kalor atau heat exchanger.

Fluida sekunder menguap pada temperatur lebih rendah dari temperatur titik didih air pada tekanan yang sama. Fluida sekunder mengalir ke turbin dan setelah dimanfaatkan dikondensasikan sebelum dipanaskan kembali oleh fluida panas bumi. Siklus tertutup dimana fluida panas bumi tidak diambil masanya, tetapi hanya panasnya saja yang diekstraksi oleh fluida kedua, sementara fluida panas bumi diinjeksikan kembali kedalam reservoir.

1.

Direct Dry Steam 2. Separated Steam 3. Single Flash Steam (kilas nyala tunggal) 4. Double Flash Steam (kilas nyala ganda) 5. Multi Flash Steam 6. Brine/Freon Binary Cycle Brine/Isobutane Binary Cycle 7. Combined Cycle 8. Hybrid/fossilgeothermal conversion system 9. Well Head Generating Unit

E

= D x Dt x P Dimana: E = arus energi (kcal per detik) D = debit air pana (liter per detik) Dt = perbedaan suhu permukaan air panas dan air dingin.

1.

Energi panas bumi "uap basah STEAM 2. Energi panas bumi "air panas HOT WATER 3. Energi panas bumi "batuan panas DRY ROCK

hydrothermal,

vapour -dominated system liquid-dominated system geopressured, petrothermal

SEPARATOR,

20 % uap dan 80 % air. Atas dasar ini maka untuk dapat memanfaatkan jenis uap basah ini diperlukan separator untuk memisahkan antara uap dan air KUALITAS AIR DARI DALAM BUMI YANG BERSIFAT KOROSIF Biaya MAHAL PENGEBORAN, pencarian batuan panas

sistem

biner (dua buah sistem utama) yaitu wadah air panas sebagai sistem primernya dan sistem sekundernya berupa alat penukar panas (heat exchanger) yang akan menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin.

1. 2.

3. 4. 5. 6. 7.

8.

9.

Hemat ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal, Mampu berproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempat penyimpanan energi (energy storage), serta Tingkat ketersediaan (availability) yang sangat tinggi yaitu diatas 95%. Tenaga listrik langsung di lokasi, Dengan biaya relatif rendah, Tanpa mencemari lapisan udara, air, ataupun menciptakan limbah yang berbahaya. Tidak akan mempengaruhi persediaan air tanah di daerah tersebut karena sisa buangan air disuntikkan ke bumi dengan kedalaman yang jauh dari lapisan aliran air tanah. Limbah yang dihasilkan juga hanya berupa air sehingga tidak mengotori udara dan merusak atmosfer. Kebersihan lingkungan sekitar pembangkit pun tetap terjaga karena pengoperasiannya tidak memerlukan bahan bakar, tidak seperti pembangkit listrik tenaga lain yang memiliki gas buangan berbahaya akibat pembakaran.

polusi

suhu, penurunan permukaan tanah, tumpang tindih lahan.

1.2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

Steam Receiving Header. Flow Meter. Separator. Demister. Main Steam Valve. Turbine. Generator. Step-up Transformer. Sistim Penyaluran JawaBali.Condenser. Cooling Water Pump. Cooling Water. First-stage dan secondstage. Sumur Reinjeksi. Reservoir. Primary Pump. Inter Condenser.

PROGRAM DIKLAT PRAJABATAN S1/D3 BIDANG SISTIM TENAGA LISTRIK

Uap dari sumur produksi mula-mula dialirkan ke steam receiving header (1), yang berfungsi menjamin pasokan uap tidak akan mengalami gangguan meskipun terjadi perubahan pasokan dari sumur produksi. Selanjutnya melalui flow meter (2) dialirkan ke separator (3) dan demister (4) untuk memisahkan zat-zat padat, silika dan bintik-bintik air yang terbawa didalamnya. Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya vibrasi, erosi, dan pembentukan kerak pada sudu dan nozzle turbine. Uap yang telah bersih itu dialirkan melalui main steam valve/electric control valve/governor valve (5) menuju ke turbine (6). Di dalam turbine, uap tersebut berfungsi untuk memutar double flow condensing yang dikopel dengan generator (7), pada kecepatan 3000 rpm. Proses ini menghasilkan energi listrik dengan arus 3 phase, frekuensi 50 Hz, dan tegangan 11,8 kV. Melalui step-up transformer (8), arus listrik dinaikkan tegangannya hingga 150 kV, selanjutnya dihubungkan secara paralel dengan sistem penyaluran Jawa-Bali (9).


Agar turbin bekerja secara efisien, maka exhaust steam yang keluar dari turbin harus dalam kondisi vakum (0,10 bar). Dengan mengkondensasikan uap dalam condenser (10) kontak langsung yang dipasang di bawah turbine. Exhaust steam dari turbin masuk dari sisi atas condenser, kemudian terkondensasi sebagai akibat penyerapan panas oleh air pendingin yang diinjeksikan lewat spray-nozzle. Level kondensat dijaga selalu dalam kondisi normal oleh dua buah cooling water pump (11), lalu didinginkan dalam cooling water (12) sebelum disirkulasikan kembali. Untuk menjaga kevakuman condenser, gas yang tak terkondensasi harus dikeluarkan secara kontinyu oleh sistem ekstraksi gas. Gas-gas ini mengandung: CO2 85-90% wt; H2S 3,5% wt; sisanya adalah N2 dan gas-gas lainnya. Di Kamojang dan Gunung Salak, sistem ekstraksi gas terdiri atas firststage dan second-stage (13) sedangkan di Darajat terdiri dari ejector dan liquid ring vacuum pump.


Sistem pendingin di PLTP merupakan sistem pendingin dengan sirkulasi tertutup dari air hasil kondensasi uap, dimana kelebihan kondensat yang terjadi direinjeksi ke dalam sumur reinjeksi (14). Prinsip penyerapan energi panas dari air yang disirkulasikan adalah dengan mengalirkan udara pendingin secara paksa dengan arah aliran tegak lurus, menggunakan 5 forced draft fan. Proses ini terjadi di dalam cooling water. Sekitar 70% uap yang terkondensasi akan hilang karena penguapan dalam cooling water, sedangkan sisanya diinjeksikan kembali ke dalam reservoir (15). Reinjeksi dilakukan untuk mengurangi pengaruh pencemaran lingkungan, mengurangi ground subsidence, menjaga tekanan, serta recharge water bagi reservoir. Aliran air dari reservoir disirkulasikan lagi oleh primary pump (16). Kemudian melalui after condenser dan intercondenser (17) dimasukkan kembali ke dalam reservoir.


EFFISIENSI Effisiensi adalah suatu parameter yang menyatakan tingkat unjuk kerja dari Unit Pembangkit Prinsip dasar Effisiensi adalah Perbandingan antara Kerja/Energi yang dihasilkan dengan Usaha/Energi yang digunakan. Pada Unit Pembangkit Listrik dikenal istilah Effisiensi Thermal yaitu perbandingan antara Daya Output Generator dengan Pemakaian Energi Kalor Bahan Bakar ( Specific Fuel Consumption SFc )

Q out th = Q in

HR = SFC X Sg X LHV

th =

860 HR

X 100 %

Rencana pengembangan PLTP (panas bumi) sampai tahun 2010THAILAND PHILIPPINES

KOB 68%

32%

Sumatera(395MW)Sibayak 10 MW Sarulla 220 MW Ulubelu 220 MW Lumut Balai 110 MWMedan

CAMBODIA

PERTAMINA OWN 930 MW ~ 35.000 BOPD

BRUNEI

MALAYSIA 1,996 MWe SINGAPORE 13,820 MWe KALIMANTANManado

Sulawesi (80 MW)Lahendong 80 MWMALUKU IRIAN JAYA

SULAWESI

Tanjung Karang

Jawa Bali (1695 MW)Kamojang 260 MW Darajat 330 MW Gn.Salak 375 MW Wayang-Windu 220 MW Dieng 180 MW Patuha 180 MW Bedugul 120 MW Karaha Bodas 30 MW

Bandung

Semarang

1,487 MWe BALI TIMOR NUSATENGGARA

584 MWe

PAPUA NEW GUINEA

JAVA

9,253.5 MWe

N500 Km

Kapasitas Terpasang: 2300 MW (9 %) Atau setara dengan : 98.000 BOPD

Selain efisiensi, pemilihan suatu pusat pembangkit tenaga listrik sangat ditentukan olehavailability (ketersedian) dan dispatchability (kemampuan untuk bisa diatur). PLTU biasanya bisa bekerja nonstop selama setahun, tiap hari selama 24 jam. Oleh sebab itu, PLTU mempunyai availability yang tinggi. Sebaliknya, pembangkit listrik energi terbarukan kemampuan untuk menghasilkan energi sangat ditentukan oleh ketersedian air, matahari, atau angin. Selain itu, besarnya daya yang dibangkitkan PLTU bisa diatur oleh pusat kendali (di Indonesia dilakukan oleh P3B) sesuai dengan kebutuhan sistem. Sebaliknya, daya yang dihasilkan pembangkit listrik energi terbarukan tidak bisa dikendalikan oleh P3B sehingga disebut non-dispatchable

Efisiensi suatu pusat pembangkit listrik didefinisikan sebagai berikut:

Definisi ini berlaku untuk pembangkit apa saja. Sepertinya penggunaan rumus efisiensi ini sangat sederhana, tetapi dalam praktek ternyata ada beberapa masalah yang dihadapi. Masalah pertama, suatu pusat pembangkit memerlukan energi listrik dalam operasinya. Jika kita menggunakan energi listrik yang dihasilkan generator maka efisiensinya disebut efisiensi kotor (gross efficiency). Jika dikurangi dengan energi listrik yang dipakai dalam pembangkit, efisiensi yang didapat disebut efiensi bersih (net efficiency).

Masalah kedua adalah menentukan energi masuk yang dipakai dalam perhitungan efisiensi. Pada pembangkit batu bara, banyak orang menggunakan kandungan energi kimia dari batu bara (kandungan energi yang bisa dikonversikan menjadi energi panas) yang bisa dibakar yang selanjutnya dikonversikan menjadi energi mekanik dan akhirnya menjadi energi listrik. Bagaimana jika batu baranya mengandung banyak air sehingga perlu banyak energi untuk mengeringkannya? Dalam kasus ini, besarnya panas yang bisa diubah menjadi energi listrik menjadi lebih kecil dibanding kandungan energi kimianya. Demikian pula jika proses pembakarannya tidak sempurna sehingga masih banyak energi yang tersimpan di abu dan ikut terbang bersama gas buang. Untuk pembangkit nuklir, energi masuk biasanya adalah panas yang dihasilkan di reaktor.

Sebenarnya, panas yang dihasilkan oleh pembakaran batu bara, minyak, atau gas bisa secara efisien (lebih dari 90%) ke air yang berada dalam boiler. Air selanjutnya akan berubah menjadi uap. Secara umum, energi panas bisa dibagi atas dua bagian. Bagian pertama adalah bagian yang bisa dikonversikan menjadi energi mekanik atau listrik. Bagian kedua adalah bagian yang tidak bisa dikonversikan menjadi listrik. Bagian pertama sering disebut exergysedangkan bagian kedua sering disebut anergy. Bagian yang pertama atau exergy akan meningkat proporsinya dengan naiknya temperatur uap dan turunnya temperatur lingkungan (luar). Besarnya proporsi exergy bisa dihitung dengan persamaan berikut:

yang mana menyatakan exergy, temperatur uap, dan temperatur luar. Semua termperatur dinyatakan dalam derajat Kelvin. Persamaan ini juga sering disebut sebagai efisiensi Carnot (Peneliti Perancis yang bernama Nicolas Leonardo Sadi Carnot). Persamaan exergy dengan jelas menunjukkan mengapa pembangkit modern mempunyai temperatur uang yang sangat tinggi. Akan tetapi dengan naiknya temperatur, tekanan uap juga meningkat. Oleh sebab itu, kemajuan teknologi PLTU sangat ditentukan oleh kemajuan teknologi boiler menahan tekanan dan temperatur yang tinggi. Saat ini, PLTU modern banyak yang bekerja pada tekanan 260 bar dan temperatur 540 oC. Faktor kedua yang menentukan exergy adalah temperatur luar. Jika kita bisa menurunkan temperatur di luar pembagkit sampai sama dengan nol derajat K maka semua energi panas yang dikandung uap bisa menjadi exergy atau dikonversikan menjadi energi listrik. Dalam praktek, temperatur luar jauh diatas nol sehingga selalu ada exergydan anergy.

Uap panas bertekanan tinggi menyebabkan turbin berputar dan hampir semua exergydikonversikan menjadi energi mekanik dan akhirnya listrik. Kemajuan teknologi suatu pembangkit sangat ditentukan oleh kemampuan merubah semua exergy menjadi energi listrik. Sedangkan kandungan anergy masih tersimpan dalam bentuk panas di uap yang keluar dari turbin. Walaupun masih mengandung energi, tetapi anergy tidak mempunyai kemampuan untuk melakukan kerja. Anergy di PLTU ini mirip dengan energi potensial yang masih tersimpan di air yang keluar dari turbin air. Walaupun masih mengandung energi potensial (karena masih lebih tinggi dari permukaan laut atau lebih tinggi dari titik nol bumi) tetapi energi yang dikandung tidak bisa dimanfaatkan untuk memutar turbin. Atau mirip dengan energi matahari yang tidak diterima oleh panel surya tetapi masuk ke area pembangkit listrik tenaga surya.

ANY QUESTION???

pltpb

Documents