Implementasi teknologi energi surya secara khusus difokuskan pada sistem solar photovoltaic, baik untuk sistem stand-alone seperti solar home system (SHS) dan pembangkit listrik tenaga surya yang terpusat. Sejak tahun 1992, Pemerintah, melalui Direktorat Jendral Listrik dan Pemanfaatan Energi (DJLPE), sekarang Direktorat Jenderal Energi Baru Terbarukan dan Konservasi Energi (DJEBTKE) telah menerapkan teknologi energi surya, melalui Program Elektrifikasi Pedesaan (Program Listrik Pedesaan). Departemen Pemerintah lainnya, seperti Departemen Tenaga Kerja dan
Transmigrasi, Departemen Komunikasi dan Informasi (Depkominfo), dan Departemen Koperasi, juga telah berperan.
• Teknologi Energi Angin
Energi angin adalah sumber energi terbarukan yang dapat diubah menjadi energi mekanis dan listrik melalui sistem konversi. Energi kinetik yang ditampilkan dalam gerakan angin dapat diubah menjadi energi mekanis untuk mengoperasikan perlengkapan mekanis seperti pompa, kincir, dan lain-lain. Energi mekanis kemudian digunakan untuk memutar rotor dalam generator untuk menghasilkan listrik. Kedua proses ini disebut konversi energi angin, sementara sistem atau perlengkapannya disebut sistem konversi energi angin. Konversi ke energi mekanis disebut ‘sistem konversi energi angin mekanis’ atau kincir angin, dan konversi ke listrik dilakukan dalam sebuah sistem konversi energi angin elektrik,yang lebih dikenal sebagai turbin angin. Saat ini, pembangkit listrik telah menjadi penggunaan energi angin yang lebih umum, dimana energi mekanis yang juga diketahui sebagai penggunaan langsung digunakan tidak terlalu sering. Penggunaan energi angin di lokasi yang dipilih membutuhkan data/informasi potensial (pasokan) angin aktual dan permintaan pada lokasi. Analisis dan evaluasi yang lebih akurat pada kedua aspek bersama dengan perhitungan ekonomis akan menghasilkan sebuah penerapan sistem konversi energi angin yang optimal.
1.4. TEKNOL
OGI ENER
GI TERB
PENG ANT AR ET
SUR
YA
ANGIN
BIOMASSA
MIKROHIDRO
APPENDIX
AHUL U AN PENG ANT AR ETPemerintah Indonesia telah mempersiapkan sejumlah peraturan dan undang-undang, mengatur strategi yang baik seperti mengambil tindakan nyata yang ditujukan pada mendukung pengembangan dan penerapan energi baru dan dapat diperbaharui, yang pada gilirannya diharapkan mampu memasok energi berdasarkan potensial dan implementasi lokal. Kontribusi energi baru dan dapat diperbaharui diharapkan meningkat secara nasional menjadi 11% pada tahun 2025 (Pusdatin ESDM,2010). Khususnya untuk energi angin, penerapannya diharapkan mencapai 250 MW pada tahun 2025, tetapi saat ini hanya sekitar 1 MW kapasitas yang terpasang di seluruh negeri.
Potensial energi angin di Indonesia umumnya tidak besar, dengan kecepatan angin terletak pada rentang 2.5 – 5 m/s. Tetapi, kecepatan yang lebih besar dari 5 m/s ditemukan di beberapa lokasi di : Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat, Sulawesi Selatan, dan daerah pantai selatan Jawa. Potensial ini secara teknis memadai untuk sistem konversi energi
angin skala menengah (10-100 kW), tetapi karena lokasi yang terpencil, investasi yang tinggi dan perawatan yang mahal dibutuhkan, karenanya secara finansial tidak menarik. Jumlah total perkiraan potensial energi angin di Indonesia adalah 9.29 GW. Rangkuman potensial angin umum yang melintasi Indonesia sebagai hasil pemetaan potensial angin oleh LAPAN pada 120 lokasi ditampilkan dalam Tabel 6.
Energi angin dapat digunakan secara praktis untuk pembangkit listrik, pompa air, isi ulang tenaga baterai, dan penumbuk padi atau gandum. Turbin angin modern yang besar dapat dioperasikan secara bersama-sama pada Wind Farm untuk pembangkit listrik. Sedangkan turbin yang kecil digunakan pada rumah tangga dan daerah terpencil (atau pulau kecil) yang off grid, untuk memenuhi kebutuhan energinya. Penerapannya selain sebagai Wind Farm juga sebagai Stand alone baik yang terhubung ke Grid maupun tidak. Dengan demikian, pembangkit listrik tenaga angin sangat cocok untuk diterapkan di tempat terpencil maupun didaerah yang on grid. Table 6 Potensi Angin Rata-rata di Indonesia
Tipe Kecepatan Angin
(m/detik )
Tenaga Listrik
( W/m2 ) Kapasitas( kW ) Lokasi
Skala Kecil 2,5 - 4,0 < 75 s/d 10 Jawa, NTB, NTT, Maluku, Sulawesi, pesisir Sumatera Barat
Skala
Menengah 4,0 - 5,0 75 – 150 10 – 100
NTB, NTT, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Sulawesi Utara dan Jawa Timur Skala
Besar > 5,0 > 150 > 100
Sulawesi Selatan, NTB dan NTT, daerah pantai di wilayah Selatan Jawa
MODUL
1
PENGANTAR ET
Disamping itu juga dapat dikombinasikan dengan photovoltaic (PV) sehingga menjadi sistem hibrida pembangkit listrik yang saling mem-back-up.
Turbin angin menangkap energi angin dengan dua atau tiga baling-baling, yang akan memutar rotor untuk menghasilkan listrik. Turbin diletakkan pada puncak menara dengan ketinggian 100 feet (30 meter) atau lebih di atas tanah, karena pada kondisi tersebut angin lebih kuat dan sedikit mengalami turbulensi. Untuk itu diperlukan data profil kecepatan angin dari menara 50 meter, dengan memasang anemometer pada ketinggian 30 meter dan 50 meter. Sehingga data profil annual kecepatan angin ini dapat digunakan untuk menghitung potensi daya yang akan terbangkitkan secara komersial.
Sebuah pembangkit listrik tenaga angin dapat dibuat dengan menggabungkan beberapa turbin angin sehingga menghasilkan listrik ke unit penyalur listrik. Listrik dialirkan melalui kabel transmisi dan didistribusikan ke rumah-rumah, kantor, sekolah, dan sebagainya. Turbin angin dapat memiliki tiga buah bilah turbin. Jenis lain yang umum adalah jenis turbin dua bilah. Angin akan memutar sudut turbin, kemudian memutar sebuah poros yang dihubungkan dengan generator, lalu menghasilkan listrik. Turbin untuk pemakaian umum berukuran 50-750 kilowatt. Sebuah turbin kecil, kapasitas 50 kilowatt, digunakan untuk perumahan, piringan parabola, atau pemompaan air. Kelangsungan suatu pembangkit tenaga angin sangat bergantung pada pemilihan
lokasi (siting) yang tepat berdasarkan data angin yang akurat yang berlaku sepanjang waktu guna mendukung mesin turbin angin. Karena itu studi potensi angin anual pada lokasi didaerah yang terindikasi berpotensi merupakan hal yang mutlak dilakukan sebelum memutuskan pembangunan suatu pembangkit tenaga angin di lokasi tersebut.
Untuk pemanfaatan kincir angin bagi pembangkitan tenaga listrik skala kecil, diperlukan sebuah pengatur tegangan, oleh karena kecepatan angin yang berubah-ubah, sehingga tegangan juga berubah. Diperlukan sebuah batere untuk menyimpan energi, karena sering terjadi angin tidak bertiup. Bila angin tidak bertiup, perlu dicegah generator bekerja sebagai motor: oleh karena itu perlu pula sebuah pemutus tegangan otomatik, seperti ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 4. Skema Pusat Listrik Tenaga Angin Skala Kecil
1.4. TEKNOL
OGI ENER
GI TERB
PENG ANT AR ET
SUR
YA
ANGIN
BIOMASSA
MIKROHIDRO
APPENDIX
AHUL U AN PENG ANT AR ET• Teknologi Energi Biomassa
Biomassa adalah produk fotosintesa yang menyerap energi matahari dan mengkonversi karbon dioksida dengan air menjadi senyawa karbon, hidrogen dan oksigen. Biomasa merupakan bahan biologis yang hidup atau baru mati yang dapat digunakan sebagai sumber bahan bakar setelah diolah terlebih dahulu melalui serangkaian proses yang dikenal sebagai konversi biomassa. Umumnya energi biomasa selain merujuk pada materi tumbuhan yang dipelihara untuk diolah menghasilkan Bahan Bakar Nabati (BBN) atau biofuel, juga mencakup materi tumbuhan yang digunakan untuk produksi serat, bahan kimia, atau panas. Biomassa dapat pula meliputi limbah terbiodegradasi yang dapat digunakan sebagai bahan bakar. Biomassa tidak mencakup materi organik yang telah tertransformasi oleh proses geologis menjadi zat seperti batu bara atau minyak bumi.
Ada beberapa proses konversi biomassa. Proses konversi yang sederhana adalah dengan mengubah biomassa menjadi briket sehingga mudah disimpan, diangkut, dan mempunyai ukuran dan kualitas yang seragam. Jenis konversi lain adalah mengubah biomassa melalui proses kimia dan fisika seperti anaerobic digestion (peruraian tanpa bantuan oksigen) yang menghasilkan gas metana. Pirolisis, gasifikasi dan karbonisasi (dekomposisi menggunakan panas) yang menghasilkan produk bahan bakar padat berupa karbon dan produk lain berupa karbon dioksida dan metana. Pengkonversian menjadi
bahan bakar cair dapat dilakukan dengan cara kimia esterifikasi (biodiesel) dan secara fermentasi (bioethanol).
Biomassa telah digunakan secara tradisional dan sumber energi yang paling lama dikenal di Indonesia, terhitung hampir 40 persen dari total konsumsi energi, kebanyakan digunakan di pedesaan dan daerah terpencil. Total potensial biomassa untuk pembangkit listrik di Indonesia diperkirakan sekitar 49.8 GW dengan kapasitas yang terpasang saat ini 178 MW. Diperkirakan bahwa Indonesia menghasilkan 146.7 juta ton biomassa setiap tahunnya, setara dengan sekitar 470 GJ/y.
Bahan bakar nabati diproyeksikan mencapai 5% dari campuran energi nasional pada tahun 2025, sebagai bagian dari kontribusi energi terbarukan 17% dari kebutuhan energi nasional. Menurut peta jalan untuk mengembangkan pangsa bahan bakar bio dalam campuran energi nasional, dalam tahun 2005-2010 pangsanya akan menjadi 2% atau setara dengan 5.29 juta Kilo Liter (KL), dalam tahun 2011-2015 pangsanya akan mencapai 3% setara dengan 9.84 juta KL, dan dalam tahun 2016-2025 pangsanya akan mencapai 5% setara dengan 22.26 juta KL. Esterifikasi dari material sayuran ke dalam biodiesel adalah teknologi yang digunakan paling luas dalam mencapai target ini, dan Bioetanol digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil seperti bahan bakar kendaraan dalam sektor angkutan.
Sumber utama dari segera tersedianya energi biomassa di Indonesia adalah ampas
MODUL
1
PENGANTAR ET
beras yang menawarkan potensial energi teknis terbesar yaitu 150 Gj/tahun, kayu karet dengan 120 Gj/tahun, ampas gula dengan 78 Gj/tahun, ampas minyak kelapa sawit, 67 Gj/tahun, dan sisanya lebih kecil dari 20 Gj/tahun berasal dari ampas kayu lapis dan veneer, ampas penebangan, ampas kayu gergajian, ampas kelapa, dan ampas pertanian. Sumber biomassa ini dapat membantu dalam memasok baik panas maupun listrik untuk rumah tangga pedesaan dan industri (APERC,2004). Penggunaan biomassa untuk pembangkit energi sudah sering digunakan dalam industri berbasis biomassa skala menengah dan besar, seperti minyak kelapa sawit, gula,dan kayu lapis. Kebanyakan pendidih biomassa yang saat ini beroperasi di Indonesia ketinggalan jaman dengan efisiensi yang rendah dan emisi yang tinggi. Industri minyak kelapa sawit adalah salah satu argoindustri di Indonesia yang menarik banyak investor domestik sebagaimana investor asing. Dalam pabrik minyak kelapa sawit dan gula, juga ada potensial besar dari ampas biomassa yang belum digunakan, seperti tandan buah kosong (EFB) yang dihasilkan dari proses minyak kelapa sawit atau pucuk gula dan daun dalam penanaman gula batu. Yang terakhir mewakili ampas biomassa yang besar dan hemat biaya dalam industri pabrik gula yang menyebabkan sedikit efek agronomis. Teknologi ranjang berfluida tampaknya menjadi teknologi biomassa lanjutan yang terbukti paling baik untuk mengatasi kadar air bagas yang tinggi sebagaimana tandan buah segar (ADB,2003).
Untuk industri berbasis biomassa ukuran kecil, seperti industri kayu dan beras, jenis teknologi yang paling umum adalah gasifier bed tetap karena desainnya sederhana, biaya produksi rendah, dan mudah dioperasikan. Kebanyakan dimasukkan secara manual. Saat ini, kayu, arang, sekam padi dan tempurung kelapa dipertimbangkan sebagai bahan bakar biomassa yang sesuai untuk gasifikasi. Biomassa terkonsentrasi dalam jumlah yang kecil namun dalam cakupan yang lebih besar (dalam desa terpencil) tersedia dalam pabrik beras besar (LRM) dan perusahaan penggergajian kayu skala kecil. Ampas yang dihasilkan dari agrosektor tersebut dapat menghasilkan listrik dengan kapasitas kira-kira 100 kWe. Kelebihan listrik (sebagian selama siang hari dan semuanya selama malam hari) dapat dijual lewat kisi-kisi pedesaan. Teknologi yang sesuai untuk penggunaan sampah kayu adalah gasifikasi bed tetap dan down draft.