PROPOSAL SKRIPSI

PENGARUH KETERLAMBATAN PROYEK PEMBANGKIT 10.000MW TAHAP I TERHADAP BIAYA BAHAN BAKAR

Disusun oleh :

ARGY WIMALA

08/269347/TK/34428

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012

PROPOSAL SKRIPSI

PENGARUH KETERLAMBATAN PROYEK PEMBANGKIT 10.000MW TERHADAP BIAYA BAHAN BAKAR

Diajukan oleh :

ARGY WIMALA

08/269347/TK/34428

Telah disetujui

Dosen Pembimbing I

Sarjiya, STNIP 1965 1004 1993 03 1 003 Tanggal : September 2012

Dosen Pembimbing II

Dr. Eng. F. Danang Wijaya, S.T., M.T.NIP 1974 0226 1998 03 1 003 Tanggal : September 2012

Abstrak

Pembangkit Listrik Thermal di Indonesia merupakan Pembangkit yang paling banyak

menyumbang energi listrik untuk memenuhi kebutuhan listrik Jawa-Bali. Dimana

pembangkit-pembangkit dengan kapasitas besar terinterkoneksi dengan saluran transmisi

500kV dan 150 kV. Pembangkit Listrik Thermal ini memiliki karakteristik dan bahan bakar

yg berbeda. Macam-macam dari pembangkit Thermal itu sendiri adalah sebagai berikut :

PLTU, PLTG, PLTGU, PLTD, dan lain-lain. Dimana sebagai contoh PLTU Suralaya

menggunakan batubara sebagai bahan bakar untuk menghasilkan uap air sehingga dapat

memutar turbin dalam generator, PLTU Tambak Lorok menggunakan MFO (Marine Fuel

Oil) sebagai bahan bakarnya dan PLTGU Gilitimur menggunakan HSD sebagai bahan

bakarnya. Dengan adanya proyek 10.000 MW Tahap I yang dibangun pada area Jawa-Bali ini

yang pembangkitnya berbahan bakar Batubara diharapkan dapat menekan biaya bahan bakar

karena harga batubara yang murah dibandingkan dengan Gas , MFO ( Marine Fuel Oil),

maupun HSD ( High Speed Diesel). Tugas akhir ini untuk menganalisa pengaruh

keterlambatan proyek 10.000MW tahap I terhadap biaya bahan bakar.

i

DAFTAR ISI

Abstrak........................................................................................................................................iDAFTAR ISI.............................................................................................................................iiDAFTAR GAMBAR................................................................................................................iiiDAFTAR TABEL....................................................................................................................iiiBAB 1 LATAR BELAKANG...................................................................................................1

1.1 Perumusan Masalah.....................................................................................................11.2 Manfaat dan Tujuan Penelitian...................................................................................1

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI...........................................................32.1 Pembangkit Listrik Tenaga Thermal...........................................................................3

2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU).............................................................32.1.2 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG).............................................................42.1.3 Pembangkit Listrik Tenaga Gas-Uap (PLTGU)..................................................4

2.2 Economy Dispatch......................................................................................................6BAB 3 METODOLOGI.............................................................................................................8

3.1 Metodologi Penelitian.................................................................................................83.2 Alat yang Digunakan...................................................................................................93.3 Diagram Alir Penelitian..............................................................................................9

BAB 4 JADWAL PENELITIAN.............................................................................................10DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................................11

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2-1 Prinsip Kerja PLTU...............................................................................................3Gambar 2-2 Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Gas-Uap........................................................5Gambar 2-3 Kurva hubungan biaya input bahan bakar dengan daya output yang dihasilkan unit pembangkit termal..............................................................................................................7Gambar 3-1 Diagram alir penelitian..........................................................................................9

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Jadwal penelitian......................................................................................................27

iii

BAB 1

LATAR BELAKANG

1.1 Perumusan Masalah

Kebutuhan listrik Indonesia khususnya Jawa-Bali dari tahun ke tahun selalu

meningkat. Dimana saat ini beban puncak Jawa-Bali mencapai 20.424 MW. Untuk

memenuhi kebutuhan energi listrik Jawa-Bali maka PT.PLN membuat proyek pembangkitan

tenaga listrik 10.000MW. Selain proyek ini untuk memenuhi kebutuhan listrik di Jawa-Bali,

dengan adanya pembangkit thermal (PLTU) ini juga bisa menekan biaya bahan bakar,

terutama mengurangi operasinya pembangkit-pembangkit listrik yang masih menggunakan

bahan High Speed Diesel (HSD) maupun MFO (Marine Fuel Oil). HSD dan MFO ini

harganya mencapai Rp. 8.500,00/liter dan Rp 6.600,00/liter.

Untuk itu dengan adanya proyek 10.000MW yang pembangkit listriknya

menggunakan bahan bakar batubara, biaya bahan bakar untuk pembangkitan lebih murah

dibandingkan dengan penggunaan pembangkit menggunakan bahan bakar HSD maupun

MFO. Tugas akhir ini untuk menganalisa pengaruh keterlambatan proyek 10.000MW tahap I

terhadap biaya bahan bakar.

1.2 Manfaat dan Tujuan Penelitian

Manfaat yang diharapkan oleh Penulis dari penulisan Tugas Akhir ini adalah dengan

mengetahui adanya kendala dalam pembangunan proyek 10.000MW maka pembangkit yang

seharusnya sudah beroperasi menjadi terhambat. Dari keterlambatan tersebut kita dapat

mengetahui seberapa besar perbedaan biaya bahan bakar pembangkitan saat pembangkit

tersebut tepat waktu beroperasi maupun telat beroperasi.

Adapun tujuan penelitian ini dilakukan sebagai berikut :

1

1. Untuk mengetahui perhitungan biaya bahan bakar pembangkitan Jawa-Bali

2. Untuk mengetahui perbedaan biaya bahan bakar antara proyek 10.000MW tepat

waktu dan terlambat.

3. Untuk Mengetahui jumlah penggunaan bahan bakar pembangkitan

2

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Thermal

2.1.1 Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU)

Pembangkit Listrik Tenaga Uap adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik

dari uap untuk menghasilkan energi listrik. Bentuk utama pembangkit listrik jenis ini adalah

Generator yang di hubungkan ke turbin dimana untuk memutar turbin diperlukan energi kinetik

dari uap panas atau kering.

Gambar 2-1 Prinsip Kerja PLTU

Dalam PLTU, energi primer yang dikonversikan menjadi energi listrik adalah bahan

bakar. Bahan bakar yang digunakan dapat berupa batubara (padat), minyak (cair), atau gas.

Ada kalanya PLTU menggunakan kombinasi beberapa macam bahan bakar. Konversi energi

tingkat pertama yang berlangsung dalam PLTU adalah konversi energi primer menjadi energi

panas (kalor). Hal ini dilakukan dalam ruang bakar dari ketel uap PLTU. Energi panas ini

kemudian dipindahkan ke dalam air yang ada dalam pipa ketel untuk menghasilkan uap yang

dikumpulkan dalam drum dari ketel. Uap dari drum ketel dialirkan ke turbin uap. Dalam

turbin uap, energi uap dikonversikan menjadi energi mekanis penggerak generator, dan

3

akhirnya energi mekanik dari turbin uap ini dikonversikan menjadi energi listrik oleh

generator.

2.1.2 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit energi listrik

yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas

dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang

dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan

selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai dengan kebutuhannya.

Adapun kekurangan dari turbin gas adalah sifat korosif pada material yang digunakan

untuk komponen-komponen turbinnya karena harus bekerja pada temperature tinggi dan

adanya unsur kimia bahan bakar minyak yang korosif (sulfur, vanadium dll), tetapi dalam

perkembangannya pengetahuan material yang terus berkembang hal tersebut mulai dapat

dikurangi meskipun tidak dapat secara keseluruhan dihilangkan. Dengan tingkat efisiensi

yang rendah hal ini merupakan salah satu dari kekurangan sebuah turbin gas juga dan pada

perkembangannya untuk menaikkan efisiensi dapat diatur/diperbaiki temperature kerja siklus

dengan menggunakan material turbin yang mampu bekerja pada temperature tinggi dan dapat

juga untuk menaikkan efisiensinya dengan menggabungkan antara pembangkit turbin gas

dengan pembangkit turbin uap dan hal ini biasa disebut dengan combined cycle.

4

2.1.3 Pembangkit Listrik Tenaga Gas-Uap (PLTGU)

PLTGU merupakan kombinasi PLTG dengan PLTU. Gas buang dari PLTG yang

umumnya mempunyai suhu di atas 4000C, dimanfaatkan (dialirkan) ke dalam ketel uap

PLTU untuk menghasilkan uap penggerak turbin uap. Dengan cara ini, umumnya didapat

PLTU dengan daya sebesar 50% daya PLTG. Ketel uap yang digunakan untuk memanfaatkan

gas buang PLTG mempunyai desain khusus untuk memanfaatkan gas buang di mana dalam

bahasa Inggris disebut Heat Recovery Steam Generator (HRSG).

Dalam operasinya, unit turbin gas dapat dioperasikan terlebih dahulu untuk

menghasilkan daya listrik sementara gas buangnya berproses untuk menghasilkan uap dalam

ketel pemanfaat gas buang. Kira-kira 6 (enam) jam kemudian, setelah uap dalam ketel uap

cukup banyak, uap dialirkan ke turbin uap untuk menghasilkan daya listrik.

Bagian-bagian penting dari PLTGU adalah :

1) Turbin gas

2) HRSG (Heat Recovery Steam Generator)

3) Turbin Uap dan alat-alat bantu lainnya

Secara sederhana cara kerja PLTGU dapat dijelaskan dengan gambar

5

Gambar 2-2 Pembangkit Tenaga Listrik Tenaga Gas-Uap

Karena daya yang dihasilkan turbin uap tergantung kepada banyaknya gas buang yang

dihasilkan unit yaitu kira-kira menghasilkan 50% daya unit PLTG, maka dalam

mengoperasikan PLTGU ini, pengaturan daya PLTGU dilakukan dengan mengatur daya unit

PLTG, sedangkan unit PLTU mengikuti saja, menyesuaikan dengan gas buang yang diterima

dari unit PLTG-nya.

Perlu diingat bahwa selang waktu untuk pemeliharaan unit PLTG lebih pendek

daripada unit PLTU sehingga koordinasi pemeliharaan yang baik dalam suatu blok PLTGU

agar daya keluar dari blok tidak terlalu banyak berubah sepanjang waktu. Ditinjau dari segi

efisiensi pemakaian bahan bakar, PLTGU tergolong sebagai unit yang paling efisien dari

unit-unit termal (bisa mencapai angka di atas 45%).

2.2 Economy Dispatch

Economic Dispatch adalah penentuan jangka pendek dari output yang optimal dari

sejumlah fasilitas pembangkit listrik, untuk memenuhi beban sistem, pada biaya serendah

mungkin, sementara memberin pelayanan kepada publik dengan cara yang bagus dan handal.

Masalah Economic Dispatch diselesaikan dengan perangkat lunak komputer khusus yang

6

harus mengikuti batasan-batasan operasional dan sistem sumber daya yang tersedia dan

kemampuan transmisi yang sesuai. Dalam Kebijakan Energi AS Act tahun 2005 istilah ini

didefinisikan sebagai "pengoperasian fasilitas pembangkit untuk menghasilkan energi pada

biaya terendah untuk terpercaya melayani konsumen, mengenali batasan operasional fasilitas

pembangkit dan transmisi.

Biaya operasi dari pusat pembangkit termal adalah harga bahan bakar, gaji karyawan,

biaya pemeliharaan serta biaya-biaya komponen pendukung lainnya. Penjadwalan

pembangkitan secara ekonomis dapat diamati dari hubungan antara biaya input bahan bakar

(fuel cost) dari unit pembangkit (Rp/jam) dengan daya output yang dihasilkan (MW), seperti

pada Gambar 2-3 Kurva hubungan biaya input bahan bakar dengan daya output yang

dihasilkan unit pembangkit termal, dimana dalam perhitungan, biaya-biaya lain dapat

dimasukkan ke dalam biaya bahan bakar.

Gambar 2-3 Kurva hubungan biaya input bahan bakar dengan daya output yang

dihasilkan unit pembangkit termal

Menurut Marsudi, Djiteng (2006), persamaan hubungan biaya bahan bakar suatu unit

pembangkit sebagai fungsi daya outputnya, umumnya dapat didekati dengan baik sebagai

fungsi polinomial orde dua sebagai berikut,

7

Ci = ai + bi.Pi + ci.Pi2

Dimana Ci = Biaya bahan bakar unit pembangkit ke-i (Rp/jam)

Pi = Daya output unit pembangkit ke-I (MW)

ai, bi, dan ci, adalah konstanta.

Seperti diuraikan sebelumnya bahwa pembicaraan kita adalah penjadwalan

pembangkitan dari unit-unit pembangkit termal dalam suatu pusat pembangkit, seperti yang

digambarkan pada Gambar

Gambar 2-4 Konfigurasi Unit unit pembangkit dalam suatu pembangkit

Solusinya adalah dengan menyelesaikan fungsi objektif dari biaya bahan bakar total

Ct dan persamaan koordinasi untuk mencari Pi, yaitu daya output yang dibangkitkan oleh

masing-masing unit pembangkit.

Berdasarkan persamaan (1), persamaan untuk Ct diberikan oleh,

C t=C1+C2+…+Cn=∑i=1

n

Ci

¿∑i=1

n

a i+bi . Pi+c i . Pi2

8

yaitu jumlah biaya bahan bakar unit pembangkit 1, pembangkit ke-2,…, pembangkit ke-n ;

dan harus minimum. Ini dipenuhi jika

dC1

dP1

=λ ,dC2

dP2

=λ ,dC3

dP3

=λ

artinya semua unit harus bekerja pada biaya bahan bakar tambahan l yang sama atau IPC

yang sama dan minimum. Karena itu berdasarkan persamaan (3) diperoleh,

dC i

dPi

=2c i . Pi+b i=λ

Atau

Pi=λ−bi

2 c i

ini disebut dengan persamaan koordinasi (coordination equations). Persamaan pembatasnya

(equality constraint) adalah

∑i=1

n

Pi=PD

dimana PD adalah total permintaan beban atau daya total yang akan disuplai oleh pusat

pembangkit ke sistem, yang harus sama dengan jumlah daya yang dibangkitkan oleh semua

unit pembangkit. Disamping itu pertidaksamaan pembatas (inequality constraint) yang harus

dipenuhi adalah,

Pi (min ) ≤ Pi ≤ Pi (max ) , i=1,2,3 , …, n

dimana Pi (min) dan Pi (max) adalah kemampuan daya minimum dan maksimum yang dapat

dibangkitkan oleh pembangkit ke-i. Untuk medapatkan nilai Pi yang memenuhi persamaan

dan pertidaksamaan pembatas (7) dan (8) dengan suatu nilai l, dapat dilakukan dengan cara

iterasi. Pertama-tama didefinisikan suatu persamaan yang sama dengan persamaan (7) dan

dapat menggantikannya sebagai persamaan pembatas, yaitu

9

BAB 3

METODOLOGI

3.1 Metodologi Penelitian

Metode penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini dapat dijabarkan sebagai

berikut :

1. Studi literatur

Studi literatur dilakukan dengan membaca buku dan melakukan pencarian literatur

melalui internet mengenai, Proyek pembangkit listrik 10.000MW, Harga bahan bakar,

dan Jadwal Operasi pembangkit.

2. Metode Konsultasi

Penulis melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan sumber lain untuk

membantu menyelesaikan masalah dalam pembuatan tugas akhir ini.

3. Pengumpulan data

Data yang dikumpulkan meliputi data-data parameter seperti jadwal operasi

pembangkitan dan harga bahan bakar. Data-data tersebut diperoleh dari PT. PLN

(persero)

4. Analisis

Analisis dilakukan terhadap data yang telah terkumpul dari simulasi menggunakan

Software Prosym dan perhitungan.

10

Mulai

Studi literatur

Pengumpulan Data

Simulasi menggunakan Prosym dengan mengubah

jadwal operasi

Analisis keterlambatan proyek 10.000MW terhadap biaya bahan

bakar

Kesimpulan

Selesai

5. Penulisan skripsi

Penulisan skripsi dilakukan sebagai penggambaran kesimpulan dari tugas akhir ini.

Kesimpulan tersebut merupakan jawaban dari permasalahan yang dianalisis. Selain itu

juga akan diberikan saran sebagai masukan berkaitan dengan apa yang telah dilakukan.

3.2 Alat yang Digunakan

Alat–alat yang digunakan pada penelitian antara lain komputer dan perangkat

lunak/software Prosym yang digunakan PT. PLN (persero)

3.3 Diagram Alir Penelitian

Penelitian yang dilakukan akan melalui beberapa proses. Proses dalam penelitian

dapat direpresentasikan oleh diagram alir pada gambar berikut.

11

Gambar 3-5 Diagram alir penelitian

BAB 4

JADWAL PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan selama lima bulan. Rincian jadwal penelitian dicantumkan

dalam tabel berikut ini.

Tabel 4.1 Jadwal penelitian

No

.Keterangan

Bulan

1 2 3 4 5

1. Telaah literatur

2. Pengumpulan data

3. Analisis data

4. Evaluasi dan perbaikan

5. Penulisan Laporan

12

DAFTAR PUSTAKA

Stevenson, W.D.,1993, Analisis Sistem Tenaga Listrik (alih bahasa), Edisi 4, Erlangga,

Jakarta.

Wood J., Wollenberg F., 1996, Power, Generation, Operation, and Control, John Wiley &

Sons, New York

Zuhal, 1991, Dasar Tenaga Listrik, Penerbit ITB, Bandung.

13