BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPerkembangan penduduk yang semakin lama semakin meningkat membuat permintaan masyarakat akan kebutuhan listrik juga bertambah tinggi. Namun, meningkatnya permintaan masyarakat akan kebutuhan listrik ternyata tidak sejalan dengan produksi listrik yang dihasilkan PLN. Meningkatnya kebutuhan listrik dari tahun ke tahun tidak tidak sebanding dengan pembangkit listrik yang beroperasi. Sehingga PLN tidak dapat memenuhi lonjakan beban puncak permintaan energi listrik.Peramalan kebutuhan energi listrik dimasa yang akan datang menjadi sangat penting sebab rencana pengembangan sistem kelistrikan sangat bergantung dari hasil perkiraan kebutuhan energi listrik. Dengan meningkatnya kebutuhan akan listrik, sarana pembangkitan listrik harus ditambah agar tidak terjadi krisis listrik.Oleh karena itulah perlu dilakukan usaha tertentu untuk mengantisipasi permasalahan penyediaan energi listrik di Indoneia pada masa yang akan datang, diantaranya yaitu dengan memanfaatkan potensi alam yang dapat digunakan. Bahan bakar alternatif selain minyak bumi yang digunakan, pemerintah dapat memanfaatkan potensi panas bumi dengan membangun pembangkit tenaga listrik baru yaitu Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) yang potensinya berada di daerah Jailolo Maluku Utara sebesar 75 MW.

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 TujuanMengetahui 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 BumiMenurut 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 sumbersumber 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 50000C 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/m2setahun.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 panasdan sumber uapGejala 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 BumiLangkah 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 (150C).Yang dapat digunakan untuk sumber pembangkit tenaga listrik dan dikomersialkan adalah yang masuk kategori hightemperature. Namun dengan perkembangan teknologi, sumber panas bumi dengan kategorilow temperaturejuga dapat digunakan asalkan suhunya melebihi 50C.Pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang relatif rendah yaitu berkisar antara 122 s/d 48200F (50 s/d 2500C). Bandingkan dengan pembangkit pada PLTN yang akan beroperasi pada suhu sekitar 102200F atau 55000C.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 BumiPerkiraan 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)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 umumPembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalahPembangkit Listrik(Power generator) yang menggunakanPanasbumi(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 PLTPSecara 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 pembangkitlistrik tenagapanas bumi (geothermal power plants), pembagian ini didasarkan pada suhu dan tekanan reservoir.Yaitudry steam,flash steam, danbinary 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 200.

Gambar 2.5.1. Dry Steam Power PlantBilamana 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 steamTeknologi 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 Plant2.5.3 Binary cycleTeknologi 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 PlantKeuntungan 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 Kelebihan dan Kelemahan PLTPAdapun keuntungan dan kelebihan PLTP adalah sebagai berikut,Keuntungan:1. Bebas emisi (binary-cycle).2. Dapat bekerja setiap hari baik siang dan malam3. Sumber tidak fluktuatif dibanding dengan energi terbarukan lainnya (angin, Solar cell dll)4. Tidak memerlukan bahan bakar5. Harga yang kompetitiveKelemahan :1. Cairan bersifat Korosif2. 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

3.1 Kesimpulan1. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi adalah Pembangkit Listrik (Power generator) yang menggunakan Panasbumi (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 listrik4. Teknologi PLTP dibedakan menjkadi 3 yaitu dry steam, flash steam, dan binary cycle.

DARTAR PUSTAKA

Citrosiswoyo Wahyudi.Tenaga Listrik Panas Bumi.pdf. ITS:Surabaya.Kadir abdul.1996. Pembangkit Tenaga Listrik. Universitas Indonesia : Jakarta.Tama, R. G. 2010. Studi Pengembangan Pembangkit Listrik Panas Bumi (Pltp) Di Jailolo Untuk Memenuhi Kebutuhan Listrik Di Maluku Utara. ITS : Surabaya.Utami, Pri. 1998. Energi Panas Bumi. Model Perancangan Energi. Jakarta.Noor Moch, R. 2012. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi di Kamojang.Boedoyo, M. Sidik. 1994. Aspek Teknik dalam Pengembangan PLTP di Indonesia. Jakarta: DirektoratTeknologi BPPT.5