ujian akhir semester energi terbarukan

5/23/2018 Ujian Akhir Semester Energi Terbarukan

1/12

Ujian Akhir Semester

Energi Terbarukan

1. Sumber Energi Biomassa dan Pemanfaatannya.a. Limbah pertanian

Sejumlah limbah pertanian dapat digunakan untuk produksi energi biomassa.

Berbagai limbah tersebut diantaranya adalah jerami, ampas tebu, kotoran

ternak, serta kotoran unggas yang bisa digunakan sebagai bahan bakar untuk

menghasilkan panas dan listrik.

b. BiogasBiogas diproduksi melalui pemecahan bahan organik seperti kotoranmanusia, material tanaman, pupuk kandang, dll. Semua bahan organik

tersebut diuraikan melalui proses fermentasi dengan bantuan mikroorganisme

anaerobik untuk menghasilkan karbon dioksida dan metana. Gas yang

dihasilkan lantas digunakan untuk bahan bakar seperti menyalakan kompor,

digunakan sebagai pemanas, atau untuk membangkitkan listrik.

c. Tanaman energyTerdapat juga sejumlah tanaman energi yang ditanam secara komersial

sebagai sumber energi. Tanaman ini dibudidayakan dalam skala besar dan

diproses untuk menghasilkan bahan bakar. Berbagai tanaman sumber energi

ini diantaranya adalah jagung, kedelai, rami, serta gandum. Produk bahan

bakar yang dihasilkan meliputi butanol, etanol, metanol, propanol, serta

biodiesel.

d. KayuKayu dibakar sebagai bahan bakar di banyak tempat di seluruh dunia. Kayu

dianggap sebagai bentuk sederhana dari biomassa. Energi yang dilepaskan

oleh pembakaran kayu digunakan untuk memasak, untuk menghasilkan

panas, dll. Kayu juga digunakan untuk produksi listrik pada skala besar

seperti dalam kasus pembangkit listrik tenaga uap. Hanya saja, pembakaran

kayu disertai dengan emisi sejumlah besar karbon dioksida ke udara yang


2/12

merupakan gas rumah kaca. Untuk menyeimbangkan polusi, lebih banyak

pohon harus ditanam sehingga mampu menyerap kelebihan karbon dioksida

dari atmosfer.

2. Metodologi penilaian potensi energy biomassa di suatu wilayah.

3. Teknologi yang digunakan untuk mengubah sumber biomassa menjadi energy.a. Pemeletan

Pemeletan adalah proses untuk menekan bahan menjadi bentuk pelet. Ada

berbagai jenis bahan baku seperti bahan bakar padat, obat-obatan, bahan

pengisi, bijih dan sebagainya telah dipeletkan. Untuk bahan bakar padat, iadisebut sebagai pelet kayu, ogalite (briket kayu), briket batu bara atau bahan

bakar komposit. Pelet kayu terbuat dari limbah kayu seperti serbuk gergaji

dan debu penghancuran. Diameter pelet biasanya 6-12 mm dan panjangnya

10-25 mm.

b. GasifikasiGasifikasi merupakan proses untuk mengonversi bahan baku biomassa padat

menjadi bahan bakar gas atau bahan bakar gas kimia (syngas) disebut

gasifikasi atau gasifikasi termokimia. Pada umumnya gasifikasi

menggunakan pembakaran parsial bahan baku untuk menaikan suhu. Bahan

batu terutama potongan kayu dan batang jagung. Kebanyakan tungku

gasifikasi menggunakan tekanan normal dan proses gasifikasi langsung.

Untuk menjaga suhu reaksi tetap pada suhu 8000C ke atas untuk gasifikasi

langsung, udara, oksigen dan uap (yang sesuai) diperlukan untuk agen

gasifikasi. Nilai kalor produk gas tergantung pada persentase gas yang mudah

terbakar yang terkandung. Untuk sebagian besar, gasifikasi langsung

biomassa menghasilkan gas rendah kalori.

c. PirolisisPirolisis atau bisa disebut thermolisis adalah proses dekomposisi

(penguraian) kimia dengan menggunakan pemanasan tanpa kehadiran


3/12

oksigen. Proses ini sebenarnya bagian dari proses karbonisasi yaitu proses

untuk memperoleh karbon atau arang, tetapi sebagian menyebut pada proses

pirolisis merupakan high temperature carbonization (HTC) yaitu lebihdari

500 derajat C. Proses pirolisis menghasilkan produk berupa bahan bakar

padat yaitu karbon, cairan berupa campuran tar dan beberapa zat lainnya.

Produk lain adalah gas berupa karbon dioksida (CO2), metana (CH4) dan

beberapa gas yang memiliki kandungan kecil. Terdapat beberapa cara

memanfaatkan energy yang tersimpan dalam biomassa melalui pirolisis.

Pembakaran langsung adalah cara yang paling tua digunakan. Biomassa yang

dibakar dapat langsung menghasilkan panas tetapi cara ini hanya mempunyai

efisiensi sebesar 10 %. Cara lain adalah dengan mengubah biomassa menjadicairan. Cara inidigunakan karena keuntungannya berupa kemudahan

penyimpanan, pengangkutan, serta pembakaran. Cairan yang dihasilkan dari

pengolahan biomassa dapat berupa crude bio-oil.

d. KarbonasiKarbonisasi merupakan suatu proses untuk mengkonversi bahan organik

menjadi arang. Pada proses karbonisasi akan melepaskan zat yang mudah

terbakar seperti CO, CH4, H2, formaldehid, methana, formik dan acetil acid

serta zat yang tidak terbakar seperti seperti CO2, H2O dan tar cair. Gas-gas

yang dilepaskan pada proses ini mempunyai nilai kalor yang tinggi dan dapat

digunakan untuk memenuhi kebutuhan kalor pada proses karbonisasi.

e. Gasifikasi HidrotermalGasifikasi hodrotermal adalah perlakukan terhadap biomassa daam air panas

terkompresi, biasanya diatas 3500C dan di atas 20 MPa untuk mendapatkan

gas yang mudah terbakar. Gasifikasi hidrotermal cocok untuk perlakuan

biomassa basah. Ketika biomassa basah akan digasifikasi gasifikasi

termokimia biasa tidak diterapkan karena kadar air yang tinggi. Gasifikasi

hidrotermal menggunakan air sebagai media reaksi dan dengan demikian

biomassa basah dapat ditangani dengan lebih murah, dan tanpa pengeringan

yang cukup memakan energy. Kareana reaktivitas air tinggi di bawah kondisi


4/12

ini, gasifikasi hidrotermal memungkinkan gasifikasi biomassa yang cepat dan

hampir lengkap.

f. Pencairan HidrotermalPencairan hidrotermal adalah pirolisis dalam air panas terkompresi sekitar

3000C dan 10 MPa. Biomassa dikonversi menjadi gas, cair dan padat, seperti

piroisis secara umum dalam fase gas. Proses pencairan hidrotermal

berlangsung di dalam air, maka tidak diperlukan proses pengeringan bahan

baku. Oleh karena itu, sangat cocok untuk biomassa yang memiliki

kelembaban tinggi, seperti biomassa dari daerah berair, sampah, lumpur

organik dan lain sebagainya.

g.

DensifikasiDensifikasi adalah teknik konversi biomassa menjadi pellet atau briket.

Briket atau pellet akan memudahkan dalam penanganan biomassa. Tujuannya

agar meningkatkan densitas (kerapatan) dan memudahkan penyimpanan dan

pengangkutan. Proses ini dapat menaikkan nilai kalori per unit volume,

mudah disimpan dan diangkut, mempunyai ukuran, dan kualitas yang

seragam.

h. Anaerobic DigestonProses anaerobic digestion yaitu proses dengan melibatkan mikroorganisme

tanpa kehadiran oksigen dalam suatu digester. Proses ini menghasilkan gas

produk berupa metana (CH4) dan karbondioksida (CO2) serta beberapa

gasyang jumlahnya kecil, seperti H2, N2, dan

H2S.Kesimpulannya, Pemanfaatan energy biomasssa dapat dilakukan

dengan cara direct combustion atau pembakaran langsung dalam bentuk

pemanfaatan panas, konversi menjadi bahan bakar cair, dan Pemanfaatan Gas

biomassa.


5/12

4. Pendapat mengenai potensi energy angin Indonesia.Sumber energi angin Indonesia cukup untuk memenuhi kebutuhan listrik.

Dalam peta energi angin yang dipantau 3TIER, lembaga energi terbarukan,

kecepatan angin di beberapa wilayah Indonesia sekitar 3-9 meter per detik, cukup

kuat untuk memutar bilah turbin angin. Sebaran lokasi potensial berada di sisi

selatan Jawa, Kepulauan Nusa Tenggara dan bagian selatan Sulawesi.

Potensi energi listrik Indonesia yang bisa dihasilkan pembangkit tenaga

angin sebenarnya bisa mencapai 9,2 GW. Namun pada saati ini hanya bisa

membangkitkan 9,4 MW. Dan setiap tahunnya memasang target sebesar 18 GW.

Beberapa negara di Eropa, seperti Jerman, Belgia, Belanda, Swedia, dan

Perancis, bahkan sudah menggunakan turbin angin raksasa Enercon E-126.Turbin setinggi 135 meter dengan rotor berdiameter 126 meter ini mampu

menghasilkan energi listrik sebesar 7,6 MW per unit. Namun, teknologi ini

tergolong mahal. Harga satu turbin kapasitas 2 MW mencapai Rp 48 miliar.

Untuk mengatasi biaya tinggi, adalah dengan membangun pembangkit

hibrida, yang menggabungkan tenaga angin dengan energi jenis lain seperti

energi surya, air, dan diesel. Indonesia sudah memulai proyek energi terbarukan

tenaga angin dengan membangun satu pembangkit listrik di Nusa Penida, Bali,

pada 2007. Pembangkit tersebut menggunakan mesin diesel sebagai cadangan

energi.

5. Parameter penilaian potensi energy angin suatu daerah, alat ukur yang digunakandan pemasangannya serta data yang diperoleh.

Inti dari program pemantauan adalah kumpulan kecepatan angin, arah

angin, dan data suhu udara. Penjelasan masing-masing parameter, tujuan, dan

tinggi pemantauan yang tepat disajikan di bawah ini dan dirangkum dalam Tabel

4.1. Ini parameter nominal direkomendasikan untuk mendapatkan informasi

dasar yang dibutuhkan untuk mengevaluasi masalah kelayakan energi angin yang

berhubungan dengan sumber daya.


6/12

a. Kecepatan AnginData kecepatan angin adalah indikator yang paling penting dari sumber

daya energi angin situs. Dengan bantuan annemometer yang dipasang di

ketinggian sekitar 10 m kita dapat mengetahui kecepatan angin. Beberapa

ketinggian pengukuran didorong untuk menentukan karakteristik angin geser

sebuah situs, melakukan simulasi kinerja turbin di beberapa ketinggian hub

turbin, dan untuk cadangan. Tinggi khas NREL berafiliasi program

pengukuran angin terbaru adalah 40 m, 25 m, dan 10 m.

- 40 m: tinggi ini merupakan perkiraan ketinggian hub paling turbin anginskala utilitas. Ketinggian hub sebenarnya biasanya dalam 50 m sampai 65

m jangkauan.

-25 m: Tingkat ini mendekati ketinggian minimum dicapai oleh bagianujung pisau rotor turbin berputar dan akan membantu menentukan rezim

angin dihadapi oleh rotor turbin khas atas wilayahnya menyapu.

- 10 m: ini adalah universal standar tinggi pengukuran meteorologi.Namun, di lokasi di mana gangguan vegetasi lokal (misalnya, hutan) pada

ketinggian ini tidak dapat dihindari, ketinggian tingkat rendah alternatif

10 m di atas kanopi hutan dapat digunakan.

Ini ketinggian pengukuran yang signifikan menjadi umum diamati dan

akan dirujuk untuk keseimbangan buku ini. Anda dapat memilih ketinggian

tambahan atau alternatif.


7/12

b. Arah AnginUntuk menentukan arah angin yang berlaku (s), baling-baling angin

harus dipasang di semua tingkat monitoring yang signifikan. Informasi

frekuensi arah angin adalah penting untuk mengidentifikasi bentuk medan

disukai dan orientasi dan untuk mengoptimalkan tata letak turbin angin dalam

sebuah peternakan angin.

c. SuhuSuhu udara adalah keterangan penting dari lingkungan operasi sebuah

peternakan angin dan biasanya diukur baik tingkat dekat tanah (2 sampai 3 m)

dengan menggunakan thermometer, atau tinggi hub dekat. Di sebagian besar

lokasi rata-rata suhu udara di dekat permukaan tanah akan berada dalam 1 Cdari rata-rata pada ketinggian hub. Hal ini juga digunakan untuk menghitung

kepadatan udara, variabel yang diperlukan untuk memperkirakan kepadatan

tenaga angin dan output daya turbin angin.

Selain parameter diatas untuk memperluas upaya pemantauan kita

memasukkan parameter pengukuran tambahan. Kemungkinan parameter opsional

disajikan secara rinci di bawah ini dan dirangkum dalam Tabel 4.2.

a.

Radiasi MatahariKita mungkin ingin mengambil keuntungan dari program monitoring angin

untuk mengukur sumber daya surya untuk studi energi mengevaluasi

kemudian surya. Radiasi matahari, ketika digunakan bersama dengan

kecepatan angin dan waktu hari, juga bisa menjadi indikator stabilitas


8/12

atmosfer dan digunakan dalam pemodelan aliran angin numerik. Ketinggian

pengukuran yang dianjurkan adalah 3 sampai 4 m di atas tanah dengan

menggunakan pyrheliometer.

b. Vertikal Kecepatan anginParameter ini memberikan detail lebih lanjut tentang turbulensi situs dan

dapat menjadi prediktor yang baik dari beban turbin angin. Secara historis

parameter ini telah menjadi pengukuran penelitian, tetapi sebagai

pengembangan energi angin menyebar ke daerah baru negara itu, informasi

regional pada kecepatan angin vertikal dapat menjadi penting. Untuk

mengukur komponen angin vertikal (w) sebagai indikator turbulensi angin,

"w" anemometer harus terletak dekat tingkat kecepatan angin dasarpemantauan atas (tapi tidak persis di tingkat itu untuk menghindari kekacauan

instrumen).

c. Perubahan Suhu Dengan TinggiPengukuran ini, juga disebut sebagai suhu delta (AT), menyediakan informasi

tentang turbulensi dan historis telah digunakan untuk menunjukkan stabilitas

atmosfer. Satu set cocok sensor suhu harus terletak di dekat tingkat

pengukuran bawah dan atas tanpa mengganggu pengukuran angin.

d. Tekanan BarometrikTekanan udara digunakan dengan suhu udara untuk menentukan kepadatan

udara. Sulit untuk mengukur secara akurat di lingkungan berangin karena

tekanan dinamis yang disebabkan ketika angin mengalir di sebuah kandang

instrumen. Lingkungan indoor atau kantor adalah pengaturan pilihan untuk

sensor tekanan. Oleh karena itu, sebagian besar program penilaian sumber

daya tidak mengukur tekanan udara dan sebagai gantinya menggunakan data

yang diambil oleh sebuah stasiun National Weather Service regional yang

kemudian disesuaikan untuk elevasi. Barometer merupakan alat bantu untuk

mengukur tekanan barometrik.


9/12

6. Parameter penilaian potensi energi surya.Berikut ini adalah daftar dari beberapa parameter fisik yang perlu

dipertimbangkan saat memilih lokasi yang cocok untuk instalasi sistem energy

surya. Parameter ini yang paling tepat untuk sistem tenaga surya skala besar

seperti pembangkit listrik tenaga surya

a. Ketersediaan Lahan dan Yayasan kebutuhanTanah harus polos dan berkesinambungan. Subur, lahan non tandus hanya

harus dipertimbangkan. Medan berbatu harus disukai sehingga biaya pondasi

akan lebih murah.

b. Orientasi dan HambatanLahan yang diusulkan untuk pembangkit listrik SPV harus memiliki jelasselatan menghadap tanpa halangan apapun di belahan bumi Selatan.

c. Kedekatan Power EvakuasiKedekatan gardu tegangan tinggi merupakan faktor penting untuk situs yang

diusulkan sebagai biaya peletakan saluran transmisi yang signifikan.

d. Air KetersediaanAir diperlukan untuk tujuan konstruksi dan untuk membersihkan berkala dari

panel surya sebagai bagian dari Operasi dan Pemeliharaan sehari-hari.

e. Setiap industri polusi terdekatDisarankan bahwa situs akan dipilih, yang tidak memiliki industri yang

mencemari di lingkungan. Jika asap dan debu yang dipancarkan oleh industri

ini membentuk deposisi di atas panel yang mengakibatkan kerugian Array.

f. Power supply untuk konstruksiKetersediaan pasokan listrik yang memadai untuk pekerjaan konstruksi

diperlukan.


10/12

7. Parameter penilaian potensi energi mikro hidro.Ada dua faktor yang mempengaruhi output daya generator mikrohidro,

yaitu ketinggian jatuh air dan debit aliran. Ketinggian jatuh air merupakan jarak

vertikal antara turbin dengan bendungan air, yang diukur dalam meter. Debit

aliran merupakan jumlah dari air yang melewati turbin tiap waktu, yang diukur

dalam liter/detik. Tabel berikut menunjukan bermacam kombinasi ketinggian dan

aliran air untuk mencapai output daya maksimum yang diinginkan untuk tiap

model:

Daya output Generator Pout = 9,8 H Q KW

Di mana:H = tinggi efektif jatuh air (m)

Q = debit air liter/detik

Sebagai contoh, jika ketinggian jatuh air 24 meter dan debit aliran air 33.3

liter/detik, menggunakan table maka akan menghasilkan daya listrik sampai 4.7

kW.

a. Pengukuran KetinggianKetinggian jatuh air merupakan tinggi vertikal di mana air mengalir masuk ke

pipa pesat lalu turun ke permukaan turbin. Ini ditunjukan pada gambar

sistem. Untuk mengukur, gunakan pita pengukur/meteran dan klinometer

atau spirit level. Kurang akurat tapi digunakan sebagai cara alternatif yang

bermanfaat untuk Anda membuatnya sendiri dari setengah tube/botol

transparan yang diisi dengan air. Ikatlah di bagian atas dari 1 meter panjang


11/12

stik lalu ujung bagian horizontal dari ujung atas bagian yang miring seperti

tingkatan arus.

Dengan menuju tingkatan yg diraih dan mengulang kembali prosesnya

ketinggian total dapat terukur (Gambar 15.3). Metode lain digunakan untuk

pengukur tekanan dan panjang selang yang akurat. Pengukuran tekanan

menunjukan1.422 psi/meter dari ketinggian. Sebagai contoh ketinggian 24 m

tekanan 34 psi sampai ketinggian 34 m dengan tekanan 48 psi. Untuk kedua

model mikrohidro tertentu, ketinggian harusnya antara 24 m dan 34 m. Jika

ukurannya lebih pendek, maka output yang dihasilkan akan berkurang. Tetapi

bila lebih besar maka daya keluarannya pun akan bertambah. Bertambah

besarnya daya keluaran memang menguntungkan, tetapi jika terlalu tinggirotor akan berputar sangat cepat dan mengakibatkan berkurangnya umur

bearing. Jangan mencoba untuk melebihi ketinggian yang telah disarankan.

b. Pengukuran AliranJalan terbaik untuk mengukur aliran air ialah dengan menggunakan metoda

bendungan.Lakukan pengukuran sendiri atau minta petunjuk konsultan ahli

yang berpengalaman. Metoda lainnya ialah metode bejana/bak. Ambil

bagian pipa yang memiliki diameter yang sama dengan pipa pesat, masukan

ke kali atau bendungan di mana ada aliran datang dan lakukan pengukuran

aliran dari sini. Dari Gambar 15.4 di samping, pipa yang pendek (kurang dari

1 meter) dipendam ke dalam bendungan kecil gunakan lumpur atau semen.

Ujung atas pipa berada di bawah permukaan air dan bagian pipa lainnya


12/12

mengalirkan air dari kali. Ketika muncul aliran yg tenang, segera tempatkan

ember untuk menampung aliran dan saat itu adalah waktu untuk mengisi

ember. Ukuran ember untuk menampung air berkisar 100200 liter (setengah

atau memenuhi tong minyak kosong). Bagi volume ember (dalam liter)

dengan waktu pemenuhan (dalam detik) untuk memperoleh aliran rata-rata

dalam liter per detik. Pengukuran aliran dapat dilakukan dengna

menggunakan persamaan berikut:

Aliran= Volume ember (liter)/waktu untuk meemnuhi ember (detik)

8. Metodologi penilian potensi energi angin.

ujian akhir semester energi terbarukan

Documents