BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang Masalah
Di era modern seperti sekarang, listrik merupakan salah satu kebutuhan yang pokok bagi kehidupan. Banyak daerah-daerah terpencil di Indonesia yang belum mendapat pasokan energi listrik untuk kehidupan sehari-hari. Keterbatasan pasokan listrik ini
disebabkan penggunaan listrik yang berlebihan dalam kehidupan sehari-hari baik itu di rumah tangga, perusahaan maupun industri. Untuk menanggulangi keterbatasan pasokan listrik ini, maka banyak didirikan pembangkit-pembangkit listrik di Indonesia, salah satunya adalah Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). Pembangkit listrik ini (PLTD) biasanya menggunakan bahan bakar minyak bumi.
Sistem penggerak yang digunakan tanpa generator. Listrik yang dihasilkan dari pembangkit ini mengalami proses siklus energi, yaitu dari bahan bakar (minyak bumi) menjadi energi magnet, kemudian baru menghasilkan energi listrik. Energi arus panas yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar (minyak bumi), diubah menjadi
energi mekanikal yang dapat menggerakan atau memutar generator.
Ada beberapa faktor yang dapat di jadikan pertimbangan dalam suatu siklus energi, seperti halnya jenis sumber energi yang akan dipakai dalam
proses pembakaran, dan juga jenis mesin yang akan digunakan pa da proses ini, apakah itu boiler uap atau motor diesel.
1.2.
Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang akan didapat dari latar belakang masalah antara lain adalah :
Apa yang dimaksud dengan PLTD ?
Apa saja jenis-jenis mesin diesel pada PLTD ?
Apa saja komponen atau perlengkapan dan fungsinya ?
Bagaimana cara kerja PLTD ?
Apa kelebihan dan kekurangan PLTD ?
1.3.
Tujuan Makalah
Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :
Mahasiswa mengerti apa yang dimaksud dengan PLTD
Mahasiswa mampu mengetahui jenis-jenis mesin PLTD
Mahasiswa mengerti komponen-komponen yang ada pada PLTD
beserta fungsinya
Mahasiswa mengerti dan memahami prosedur kerja PLTD
1.4.
Manfaat Makalah
Adapun manfaat dari penulisan ini adalah sebagai berikut : 1) Manfaat Teoritis :
Makalah ini di harapkan mampu memberikan
sumbangan teoritis terkait Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) pada mahasiswa maupun khalayak umum yang berkecimpung dalam bidang listrik
khususnya pada konsentrasi Listrik Tenaga agar lebih memahami Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD). 2) Manfaat Praktis
Mahasiswa dapat mengetahui kegunaan PLTD dan
mampu mengoperasikan Mesin diesel
Mahasiswa dapat mengetahui siklus usaha/kerja
mesin diesel dalam pengoperasiannya pada PLTD
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Pengertian Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) adalah pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak pemula (Prime Mover). Prime mover merupakan alat yang mempunyai fungsi menghasilkan energi mekanis yang diperlukan untuk memutar rotor generator.
PLTD merupakan suatu instalasi pembangkit listrik yang terdiri dari suatu unit pembangkit (SPD) dan sarana pembangkitan. Mesin Diesel adalah penggerak utama untuk mendapatkan energi listrik yang kemudian dikeluarkan oleh Generator . Pada mesin Diesel Energi
Bahan bakar diubah menjadi energi mekanik dengan proses
pembakaran di dalam mesin itu sendiri. Mesin Diesel pada saat ini sudah banyak mengalami perkembangan dalam pemakaian untuk angkutan darat dan laut, kemudian pembangkitan dalam daya kecil dan menengah bahkan sampai daya besar sudah ada yang
menggunakannya.
kerja, membentuk sistem untuk mengubah energi yang terkandung didalam bahan bakar minyak menjadi tenaga mekanis dengan menggunakan mesin diesel sebagai penggerak utamanya dan
seterusnya tenaga mekanis tersebut diubah oleh generator menjadi tenaga listrik.
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Untuk melayani beban PLTD dengan kapasitas di atas 100 MW akan tidak ekonomis karena unitnya menjadi banyak, mengingat unit PLTD yang terbesar di pasaran sekitar 12,5 MW.
Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Dengan memperhatikan buku petunjuk pabrik, mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO).
Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu.
2.1.1. Macam-macam Bahan Bakar PLTD
2.1.1.1. Solar
Bahan bakar solar adalah bahan bakar minyak hasil sulingan dari minyak bumi mentah bahan bakar ini berwarna kuning coklat yang jernih.
Rentang rantai karbon : C21 sampai C30Trayek didih : 105 sampai 135°C
Peruntukan : Bahan bakar motor, bahan bakar industri.
2.1.1.2. High Speed Diesel (HSD)
Merupakan BBM jenis solar yang memiliki angka performa cetane number 45, jenis BBM ini diperuntukkan untuk jenis kendaraan bermotor transportasi dan mesin industri
2.1.1.3. Marine Fuel Oil (MFO)
Minyak Bakar bukan merupakan produk hasil destilasi tetapi hasil dari jenis residu yang berwarna hitam. Minyak jenis ini memiliki tingkat kekentalan yang tinggi. Pemakaian BBM jenis ini umumnya untuk pembakaran langsung pada industri besar dan beberapa penggunaan yang dari segi ekonomi lebih murah dengan
penggunaan minyak bakar.
Minyak Diesel adalah hasil penyulingan minyak yang berwarna hitam yang berbentuk cair pada temperatur rendah. Biasanya memiliki kandungan sulfur yang rendah dan dapat diterima oleh Medium Speed Diesel Engine di sektor industri. Oleh karena itulah, diesel oil disebut juga Industrial Diesel Oil (IDO) atau Marine Diesel Fuel (MDF)
2.2. Kegunaan dan Faktor-faktor Pertimbangan
Pemilihan Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)
Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama di daerah-daerah yang terpencil atau untuk listrik pedesaan dan bisa juga digunakan untuk memasok kebutuhan listrik di suatu pabrik atau industri.
PLTD cocok untuk lokasi dimana pengeluaran bahan bakar rendah, persediaan air terbatas, minyak sangat murah dibandingkan dengan batubara dan semua beban besarnya adalah seperti yang dapat ditagani oleh mesin pembangkit dalam kapasitas kecil, serta dapat berfungsi dalam waktu yang singkat.
Kegunaan utama PLTD adalah penyedia daya listrik yang dapat berfungsi untuk :
- Pusat pembangkitan
- Cadangan (Stand by plant)
- Beban puncak
- Cadangan untuk keadaan darurat (emergency)
Faktor-faktor yang merupakan pertimbangan piihan sesuai untuk PLTD antara lain :
- Jarak dari beban dekat
- Persediaan areal tanah dan air
- Pondasi
- Pengangkutan bahan bakar
- Kebisingan dan kesulitan lingkungan
Mesin diesel 2 langkah adalah mesin yang setiap
langkahnya terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil ledakan/pembakaran. Secara teoritis mesin 2 Langkah dengan dimensi dan jumlah putaran per detik yang sama seperti pada mesin 4 langkah, maka mesin 2 langkah ini akan
menghasilkan daya 2 kali lebih besar. Namun dalam praktik, angka 2 kali lebih besar untuk daya yang di dapat pada mesin diesel 2 langkah tidak tercapai (hanya sekitar 1,8 kali). Hal ini disebabkan karena pembilasan ruang bakar silinder mesin diesel 2 langkah tidak sebersih pada mesin diesel 4 langkah sehingga proses pembakarannya tidak sempurna seperti pada mesin diesel 4 langkah. Maka efsiensi mesin 2 langkah ini tidak sebaik efsiensi pada mesin diesel 4 langkah.Pada pemakaian bensinnya pun lebih boraos dibanding mesin diesel 4 langkah. Mesin 2 langkah ini biasanya lebih cocok digunakan pada keperluan yang memerlukan penghematan ruangan, seperti pada lokomotif kereta api atau pada kapal laut.
Adapun Cara kerja dari mesin diesel 2 langkah ini adalah sebagai berikut :
1. Langkah 1A Charging
Pada permulaan gerakan, piston akan bergerak keatas sedangkan P dan E dalam keadaan terbuka. Udara bertekanan dari karter akan masuk ke silinder dan meniup sisa gas pembakaran melalui E.
Gambar 1.1
2. Langkah 1B Compression
dimampatkan. Kemudian bahan bakar disemprotkan dan akan terjadi ledakan.
Gambar 1.2
3. Langkah 2A Combustion
Piston akan bergerak ke bawah dengan dorongan gas yang diledakkan
Gambar 1.3
4. Langkah 2B Exhaust
Pada bagian akhir gerakan, piston akan bergerak ke bawah dimana E sudah terbuka sehingga gas hasil pembakaran mulai keluar karena efek dari aktiftas pemompaan.
Gambar 1.4
2.3.2. Mesin Diesel 4 Langkah
Mesin diesel 4 langkah merupakan mesin yang setiap 4 langkah terjadi satu kali langkah bertenaga dengan dorongan gas hasil pembakaran/ledakan. Atau dengan kata lain prinsip kerja mesin diesel 4 langkah adalah proses kerja mesin untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali. Gerakan torak yang menghasilkan kerja atau usaha
berlangsung secara berurutan dan terus menerus maka kegiatan untu menghasilkan kerja/usaha tersebut disebut siklus. Proses pembakaran pada mesin diesel 4 langkah lebih sempurna
daripada mesin 2 langkah, karena pada proses pembilasan ruang bakar di silinder mesinnya bersih. Pada mesin diesel 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi soal.
Cara kerja mesin diesel 4 langkah adalah sebagai berikut:
1. Langkah Isap
Saat piston bergerak ke bawah katup isap terbuka yang menyebabkan ruang didalam silinder menjadi vakum, sehingga udara murni langsung masuk ke ruang silinder melalui flter udara.
Gambar 2.1 2. Langkah Kompresi
Pada langkah ini piston bergerak dari TMB menuju TMA dan kedua katup tertutup.Karena udara yang berada di dalam silinder didesak terus oleh piston, menyebabkan terjadi kenaikan tekanan dan temperatur, sehingga udara di dalam
silinder menjadi sangat panas.Beberapa derajat sebelum piston mencapai TMA, bahan bakar di semprotkan ke ruang bakar oleh injector yang berbentuk kabut.
Gambar 2.2
3. Langkah Usaha
Pada langkah ini kedua katup masih tertutup, akibat semprotan bahan bakar di ruang bakar akan menyebabkan terjadi ledakan pembakaran yang akan meningkatkan suhu dan tekanan di ruang bakar. Tekanan yang Gambar 2.3
bawah yang menyebkan terjadi gaya aksial. Gaya aksial ini dirubah dan diteruskan oleh poros engkol menjadi gaya radial (putar).
4. Langkah Buang
Pada langkah ini, gaya yang masih terjadi di fywhell akan menaikkan kembali piston dari TMB ke TMA, bersamaan itu juga katup buang terbuka sehingga udara sisa pembakaran akan di dorong keluar dari ruang silinder menuju exhaust
manifold. Begitu seterusnya sehingga terjadi siklus pergerakan piston yang tidak
berhenti. Siklus ini tidak akan berhenti selama faktor yang mendukung siklus tersebut tidak ada yang terputus.
2.4. Jenis-jenis Mesin Injeksi Pada Mesin Diesel
Electronic Petrol Injection (EPI) atau juga disebut Eletronic Fuel Injection (EFI) adalah teknologi pengontrolan penginjeksian bahan bakar yang berkembang saat ini pada mesin bensin menggantikan karburator. Umumnya system EPI/EFI terbagi atas 2 jenis yaitu berdasarkan jumlah injectornya dan berdasarkan penempatan injectornya.
2.4.1. Berdasarkan jumlah injectornya mesin EPI atau EFI terdiri dari:
A. Single Point Injection (SPI)
Single Point Injection (SPI) atau biasa disebut Throttle Body Injection (TBI) atau Central Fuel Injection System: yaitu
hanya menggunakan satu Fuel Injector untuk beberapa Cylinder. Injektornya dipasang sebelum saluran isap yaitu di atas katup
throttle.Prinsip
kerjanya satu injektor memasok bensin untuk keperluan beberapa silinder sekaligus.
Gambar 3.1
B. Multi Point Fuel Injection (MPI).
Multi Point Fuel Injection (MPI) disebut juga port fuel injection (PFI), menempatkan injektor di atas lubang isap
(intake port). Setiap silinder memiliki satu injektor. Jadi, bila mesin terdiri dari 4 silinder berarti ada 4 injektor yang menyuplai bensin. Konstruksi multi point fuel injection dapat dilihat pada gambar dibawah ini .
Gambar 3.2
Teknologi injeksi MPI memiliki kelebihan dibandingkan dengan SPI antara lain :
2. Respons terhadap perubahan posisi throttle pun lebih cepat.
3. Lebih akurat dalam mengatur jumlah bahan bakar yang
diinjeksikan sesuai dengan kondisi operasi. C. Gasoline Direct injection (GDI)
GDI yaitu Injector berada di dalam ruang bakar, sehingga bensin disemprotkan langsung ke ruang bakar tanpa harus melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar. Untuk lebih memperjelas posisi dari ketiga jenis posisi
penempatan injektor, seperti gambar disamping
Gambar 3.3
2.4.2. Berdasarkan Penyalaan Bahan Bakar
A. Indirect Injection
Yaitu system penyemprotan bahan bakar ke intake manifold seperti yang digunakan pada system penginjeksian mesin bensin, bensin disemprotkan tidak langsung ke dalam ruang bakar.
Gambar 3.4
B. Direct Injection
Yaitu system penyemprotan bahan bakar langsung ke dalam ruang bakar.Injectornya
berada di dalam ruang bakar, sehingga bensin
melalui Intake Valve. Teknologi ini masih mahal, karena material Fuel Injector Nozzle harus tahan pada suhu tinggi di ruang bakar.
Gambar 3.5
2.5. Komponen Perlengkapan PLTD Dan Fungsinya
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder
head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan
generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator.
Adapun bagian-bagian mesin pada PLTD secara garis besar adalah sebagai berikut :
2.5.1. Cylinder head (kepala silinder) Fungsi :
1. Penutup Silinder
2. Menempatkan Rocker Arm
3. Menempatkan Valve Starting ( Katup Start )
4. Tempat Saluran Udara Masuk dan Gas Gambar 4.1 Buang. 5. Menempatkan Injector
6. Menempatkan Katub
A. Komponen yang terdapat pada kepala silinder 1. Injector ( Pengabut ) :
Gambar 4.2
Fungsi :Mengabutkan bahan bakar/ menyemburkan bahan bakar.
2. Rocker Arm ( Pelatuk )
Fungsi : Untuk
Gambar 4.3
3. Valve ( Katup )
Gambar 4.4
Fungsi :
Menutup dan membuka saluran udara masuk dan
saluran gas buang.
Kontruksi Katup :
Sudut Bidang Kontak : 300 dan 450 .
Tanpa Rotator dan dengan Rotator.
4. Starting Valve
Fungsi : Membuka dan menutup saluran udara start mesin.
2.5.2. Piston dan Connecting Rod 1. Piston ( Torak )
Gambar 4.5
Fungsi :
Merapatkan Ruang Bakar
Menerima Tekanan Pembakaran
Menyerap Panas Hasil Pembakaran
Meneruskan Tekanan Hasil Pembakaran
Meneruskan Panas pembakaran ke liner
2. Piston Ring ( Ring Torak )
Gambar 4.6
Fungsi :
Merapatkan
torak dan liner
Memindahkan panas torak ke liner
Mencegah kebocoran tekanan diatas torak
Gambar 4.7
Fungsi : Pena penghubung batang torak dengan torak 4. Connecting Rod ( Batang Torak )
Gambar 4.8
Fungsi :
Meneruskan tekanan torak keporos engkol.
Meneruskan putaran poros engkol ke torak.
2.5.3. Cylinder Liner & Engine Block A. ( Silinder & Rangka Mesin )
1. Cylinder Liner ( Silinder )
Gambar 4.9
Fungsi :
Tempat terjadinya pembakaran
Tempat pergerakkan torak
Penghantar panas hasil pembakaran
2. Liner ( Silinder )
Liner basah( wet type) :
Pada silinder blok tipe ini letak water jacket berhubungan langsung dengan liner. Water jacket adalah ruang pada blok yang berisi air pendingin dari radiator. Hal ini membuat liner pada silinder blok tidak cepat panas. Sementara liner itu sendiri adalah sebuah tabung tempat piston melakukan gerakan naik turun.
Liner bersinggungan langsung dengan air pendingin
mesin.
Antara liner dengan mesin menggunakan penyekat
karet.
Tingkat korosi liner lebih tinggi Liner kering (dry tipe) :
Pada silinder blok tipe ini letak water jacket tidak
berhubungan langsung dengan liner . Hal ini membuat liner cepat panas pada saat mesin hidup.
Liner tidak bersinggungan langsung dengan air
pendingin mesin
Pemasangan liner lebih sulit
3. Engine Block ( Blok Mesin ) Fungsi :
Tempat kedudukan liner dan poros engkol
Tempat komponen disatukan
Rangka Utama Mesin
Gambar 4.10
4. Frame ( Rangka ) Fungsi :
Rangka mesin adalah badan induk untuk mendukung semua bagian-bagian mesin yang harus dapat menahan lendutan atau lengkungan akibat berat beban komponen mesin.
2.5.4. Crank Shaft Dan Cam Shaft A. Crank Shaft ( Poros Engkol )
Gambar 4.11
Fungsi :
Merubah gerak lurus menjadi gerak bolak-balik atau
sebaliknya.
Tempat bertumpunya batang torak.
B. Cam Shaft ( Poros Bubungan )
Gambar 4.12
Fungsi :
Merubah gerak putar menjadi gerak lurus
Mengatur dan buka tutup katup
Penggerak pompa pengabutan bahan bakar.
Gambar 4.13
Fungsi :
Pelapis gerakan logam keras dengan logam keras
Memudahkan pemeliharaan komponen mesin yang bergerak
Memperkecil biaya pemeliharaan komponen mesin yang
bergerak
Mencegah komponen utamma yang bergesekan cepat rusak
2.5.6. Transmision Gear ( Roda Gigi Pengatur ) Fungsi :
Mengatur pergerakan membuka dan menutup katub.
Mengatur pergerakan pompa injeksi bahan bakar
Mengatur penyesuaian pergerakan langkah torak dengan
pompa injeksi bahan, pergerakan membuka dan menutup katub
Menghubungkan putaran poros engkol dengan komponen
yang memerlukan gerak putar
Gambar 4.14
2.5.7. Bed Plate ( Lantai Mesin )
Fungsi :
Sebagai penyangga utama seluruh bagian mesin dan generator untuk memudahkan penempatan mesin dan generator.
Gambar 4.15
2.5.8. Peralatan Tambahan
(Alat Bantu) Pada Instalasi Mesin Diesel (PLTD)
2. Pompa injeksi (injection pump) untuk memberikan tekanan pada solar yang akan diinjeksikan/disemprotkan oleh nozel. 3. Turbocharger untuk menaikkan daya mesin dengan
meniupkan udara ke dalam silinder dan mengeluarkan udara/ gas buang ke cerobong buang.
4. Governor untuk mengatur putaran motor dengan cara mengatur volume bahan bakar yang disemprotkan. 5. Saringan (flter) :
a. Membersihkan oil dari kotoran-kotoran berupa karbon dan serbuk-serbuk lagom yaitu terjadi pada glacier. Dimana
glacier ini berfungsi untuk membersihkan oli dari serbuk-serbuk logam yang tercampur pada oil.
b. Memisahkan air yang terbawa dalam aliran oil yaitu terjadi pada purifier. Dimana purifier ini berfungsi untuk
memisahkan oil dan air yang tercampur.
2.6. Komponen-komponen Penting Mesin PLTD
1. Mesin / motorMerupakan komponen dasar dari mesin yang memperkuat daya. Mesin tersebut dirangkai dikopel langsung dengan generator. 2. Sistem Bahan Bakar (Fuel System)
Termasuk tangki bahan bakar, pompa pemindah bahan bakar,
saringan alat pemanas dan sambungan pipa kerja. Pompa pemindah bahn bakar membutuhkan pemindahan bahan bakar dari ujung perantara ke tangki penyimpan dan dari tangki penyimpan ke mesin. Saringan membutuhkan jaminan kebersihan bahan bakar. Alat pemanas untuk minyak diperlukan untuk lokasi yang
mempunyai temperature yang dingin yang menganggu aliran fuida. 3. Sistem Udara Masuk
Termasuk saringan udara, saluran pompa kompresor (bagian integral dari mesin). Kegunaan saringan udara adalah untuk
membersihkan debu dari udara yang disuplai ke mesin, juga semua ini dapat menimbulkan kenaikan daya keluaran.
4. Sistem Pembuangan Gas
Termasuk peredam dan penyambungan saluran. Temperatur pembuangan gas panasnya cukup tinggi, gas ini merupakan pemanas minyak atau persediaan udara pada mesin. Peredam mengurangi kegaduhan suara.
5. Sistem Pendinginan (Cooler System)
Termasuk pompa-pompa pendingin, menara pendingin, perawatan air atau mesin penyaring dan sambungan pipa kerja. Kegunaan system pendinginan adalah untuk meningkatkan panas dari mesin silinder yang menyimpan temperature sislinder dalam tempat yang aman. Pompa mengedarkan air melewati silinder dan kepala
radiator, pendingin uap, menara pendingin, penyemprot dan sebagainya.
6. Sistem Pelumasan (lube oil system)
Termasuk pompa minyak pelumas, tangki minyak, penyaring,
pendingin, alat pembersih dan sambungan pipa kerja. Fungsi sistem pelumasan yaitu untuk mengurangi pergeseran dari bagian yang bergerak dan mengurangi pemakaian dan sobekan bagian-bagian mesin.
7. Sistem Penggerak Mula
Termasuk aki, tangki hampa udara, starter sendiri dan sebagainya. Fungsi sistem penggerak mula adalah menjalankan mesin. Sistem ini memungkinkan mesin pada awalnya berputar dan berjalan sampai terjadi pembakaran dan unit meninggalkannya untuk memperoleh daya.
2.7. Cara Kerja PLTD
1. Tangki penyimpanan bahan bakar. 7. Penyaring gas pembuangan
2. Penyaring bahan bakar 8. Tempat pembuangan
gas.
3. Tangki penyimpanan bahan bakar sementara 9. Generator
4. Pengabut 10. Trafo
5. Mesin diesel. 11. Saluran
transmisi
6. Turbo charger.
Prinsip Kerja
Bahan bakar didalam tangki penyimpanan bahan bakar dipompakan
kedalam tanki penyimpanan sementara namun sebelumnya disaring terlebih dahulu. Kemudian disimpan didalam tangki penyimpanan sementara (daily tank). Jika bahan bakar adalah bahan bakar
minyak (BBM) maka bahan bakar dari daily tank dipompakan ke
Pengabut (nozzel), disini bahan bakar dinaikan temperaturnya hingga manjadi kabut. Sedangkan jika bahan bakar adalah bahan bakar gas (BBG) maka dari dari daily tank dipompakan ke
convertion kit (pengatur tekanan gas) untuk diatur tekanannya.
Menggunakan kompresor udara bersih dimasukan kedalam tangki
udara start melalui saluran masuk (intake manifold) kemudian dialirkan ke turbocharger. Didalam turbocharger tekanan dan temperatur udara dinaikan terlebih dahulu. Udara yang dialirkan pada umumnya sebesar 500 psi dengan suhu mencapai ±600°C.
Udara yang bertekanan dan bertemperatur tinggi dimasukan
kedalam ruang bakar (combustion chamber).
Bahan bakar dari convertion kit (untuk BBG) atau nozzel (untuk
BBM) kemudian diinjeksikan kedalam ruang bakar (combustion
chamber)
Didalam mesin diesel terjadi penyalaan sendiri, karena proses
kerjanya berdasarkan udara murni yang dimanfaatkan di dalam silinder pada tekanan yang tinggi (35 – 50 atm), sehingga
temperatur di dalam silinder naik. Dan pada saat itu bahan bakar disemprotkan dalam silinder yang bertemperatur dan bertekanan tinggi melebihi titik nyala bahan bakar sehingga akan enyala secara otomatis yang menimbulkan ledakan bahan bakar.
Ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang
kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi mekanis. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol
rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.
Poros engkol mesin diesel digunakan untuk menggerakan poros
rotor generator. Oleh generator energi mekanis ini dirubah menjadi energi listrik sehingga terjadi gaya geral listrik (ggl).
Tegangan yang dihasilkan generator dinaikan tegangannya
menggunakan trafo step up agar energi listrik yang dihasilkan
sampai kebeban.Prinsip kerja trafo berdasarkan hukum ampere dan hukum faraday yaitu arus listrik dapat menimbulkan medan magnet dan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik. Jika pada salah satu sisi kumparan pada trafo dialiri arus bolak-balik maka timbul garis gaya magnet berubah-ubah pada kumparan terjadi induksi. Kumparan sekunder satu inti dengan kumparan primer akan menerima garis gaya magnet dari primer yang besarnya berubah-ubah pula, maka di sisi sekunder juga timbul induksi, akibatnya antara dua ujung kumparan terdapat beda tegangan.
Menggunakan saluran transmisi energi listrik dihasilkan dikirim
kebeban. Disisi beban tegangan listrik diturunkan kembali menggunakan trafo step down (jumlah lilitan sisi primer lebih banyak dari jumlah lilitan sisi sekunder).
2.8. Keunggulan dan Kekurangan PLTD
2.8.1. Keunggulan PLTD
- Sistem bahan bakar sederhana.
- Bisa ditempatkan dekat dengan pusat beban.
- Bisa distart dengan mudah dan cepat dan dibebani dalam
waktu singkat.
- Tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
- Dimensi PLTD lebih kecil dibanding PLTU untuk kapasitas yang
sama.
- Cara pengoprasian mudah dan memerlukan operator yang
sedikit.
- Effisiensi termal PLTD lebih besar dibanding PLTU untuk
kapasitas yang sama
- Dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar.
- Dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya
PLTA.
- Investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding
pembangkit listrik lain.
2.8.2. Kekurangan PLTD
- Ongkos bahan bakarnya (solar) tergolong mahal dan
bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun.
- Menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran
bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna.
- Sistem operasi tidak efsien bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
- Biaya pelumas tinggi.
- Tidak bisa dibebani overload pada waktu yang panjang.
- Kapasitas PLTD kecil.
BAB III
PEMBAHASAN HASIL
3.1. Pembahasan dan teori penulis
PLTD mempunyai ukuran mulai dari 40 kW sampai dengan puluhan MW. Jika perkembangan pemakaian tenaga listrik telah melebihi 100 MW, penyediaan listrik yang menggunakan PLTD tidak lagi ekonomis sehingga harus di bangun pusat listrik lain. Unit PLTD yang terbesar di pasaran adalah 12,5 MW. Unit-unit pembangkit diesel di pasaran umumnya mempunyai putaran (untuk frekuensi 50 Hertz) dari 300 putaran per menit sampai dengan 1.500 putaran per menit (ppm). Mesin-mesin yang mempunyai nilai ppm rendah, sampai dengan 500 ppm, dapat menggunakan bahan bakar minyak (BBM) kualitas No. 2 yaitu Intermediate Diesel Oil (IDO) dan kualitas No. 3 yaitu Marine Fuel Oil (MFO). Jika memakai MFO harus di panaskan terlebih dahulu agar tercapai viskositas yang cukup rendah. Apabila menggunakan IDO, maka tidak perlu pemanansan terlebih dahulu. Mesin diesel dengan ppm di atas 500 ppm harus menggunakan BBM kualitas No. 1 yaitu High Speed Oil (HSO).
Dalam Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) umumnya terdapat 2 jenis mesin diesel yang di gunakan yaitu mesin 2 langkah dan mesin 4 langkah. Namun pada kenyataannya pada PLTD mesin yang di gunakan adalah mesin 4 langkah, karena pada proses kerja mesin ini untuk menghasilkan 1 kali pembakaran (usaha/kerja) torak bergerak 4 kali. Pada mesin 4 langkah pemakaian bahan bakarnya lebih hemat dan masalah ruangan pun tidak menjadi soal, proses pembakaran pun lebih sempurna di banding dengan mesin diesel 2 langkah.
Bagian-bagian utama PLTD adalah Kepala silinder (cylinder
head), Blok mesin (engine block), Karter (carter/oil pan), dan
generator. Mesin diesel berfungsi menghasilkan tenaga mekanis yang dipergunakan untuk memutar rotor generator. Adapun peralatan
tambahan pada instalasi mesin diesel adalah Camshaft, Pompa injeksi,
Turbocharger, Governor, Saringan (flter).
Komponen-komponen penting mesin yang ada di PLTD
diantaranya adalah mesin motor, sistem bahan bakar, sistem udara masuk, sistem pembuangan gas, sistem pendingin, sistem pelumasan, sistem penggerak mula. Ketujuh komponen ini harus selalu ada dan tidak boleh kurang satupun pada Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD).
Secara umum proses kerja dari PLTD adalah pertama pada saat mesin di starter, dinamo starter akan menyalakan mesin. Solar
mengalir ke mesin. Mesin juga menghisap oksigen untuk melakukan pembakaran. Solar dan oksigen masuk ke engine block.
Di dalam engine block terdapat piston atau silinder. piston ini berada di dalam engine block dan terdapat sebuah ruangan berbenttuk tabung di dalam engine block sebagai tempat piston ini bekerja. Di dalam ruangan ini terdapat 2 valve atau katup untuk membuka dan menutup. Cara kerja mesin diesel ini terdapat 4 tahap yaitu intake, pencampuran, peledakan, dan exhaust.
satunya membuka dan masuk ke tahap pembuangan atau exhaust. Kejadian ini terjadi berulang kali secara cepat. Prinsipnya seperti cara kerja mesin mobil.
Di bawah piston dipasang pipa panjang yang disebut crankshaft. Jika piston bergerak maka crankshaft juga bergerak. Kemudian
crankshaft ini disambungkan ke generator. Di dalam generator tedapat magnet. Disekeliling magnet terdapat kumparan. Pada saat pipa
ini bergerak, magnet ikut berputar dan bergesekan dengan kumparan. Gesekan antara magnet dan kumparan membuat terjadinya energi listrik. Listrik ini kemudian disambung ke trafo trafo untuk penyaluran energi ke rumah-rumah.
3.2. Interpretasi
Dari hasil pembahasan di atas penulis memahami bahwa PLTD sendiri mempunyai kelebihan dan kekurangan seperti halnya pada pembangkit-pembangkit lain. Kelebihannya antara lain dapat beroperasi sepanjang waktu selama masih
tersediannya bahan bakar, dalam operasinya tidak bergantung pada alam seperti halnya PLTA, investasi awal pembangunan PLTD relatif murah dibanding pembangkit listrik lain.
Sedangkan kekurangannya adalah Ongkos bahan bakarnya tergolong mahal dan bergantung dengan perubahan harga minyak dunia yang cenderung meningkat dari tahun ke tahun, menimbulkan polusi udara yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar konvensional yang kadang kurang sempurna, memerlukan pemeliharaan rutin, sistem operasi tidak efsien bahkan tergolong boros pada kondisi beban rendah.
BAB IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
1. Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) ialah Pembangkit listrik yang menggunakan mesin diesel sebagai penggerak mula (prime mover)
2. PLTD bekerja menggunakan Mesin Diesel sebagai Prime
Movernya yang menghasilkan energi mekanik yang kemudian diubah oleh generator menjadi energi listrik.
3. Komponen Utama PLTD adalah Generator dan Mesin Diesel sebagai prime mover. Sedangkan peralatan/ perlengkapan yang dibutuhkan pada PLTD adalah:
Tangki penyimpanan bahan baker.
Penyaring bahan bakar.
Tangki penyimpanan bahan bakar sementara (bahan bakar
yang disaring
Pengabut.
Mesin diesel.
Turbo charger.
Penyaring gas pembuangan.
Tempat pembuangan gas (bahan bakar yang disaring).
Generator. Trafo
Saluran transmisi
4. PLTD memiliki keunggulan dan kelemahan sebagai berikut : Keunggulan:
1. Plan lay out sederhana.
2. Sistem bahan bakar sederhana.
3. Bisa ditempatkan dekat dengan pusat beban.
4. Bisa distart dengan mudah dan cepat dan dibebani dalam waktu
singkat.
5. Tidak ada stand-by losses.
6. Tidak memerlukan air pendingin yang banyak.
7. Dimensi PLTD lebih kecil dibanding PLTU untuk kapasitas yang
sama.
8. Cara pengoprasian mudah dan memerlukan operator yang
sedikit.
9. Effisiensi termal PLTD lebih besar dibanding PLTU untuk
kapasitas yang sama. Kelemahan:
1. Harga bahan bakar mahal (BBG dan BBM). 2. Biaya pelumas tinggi.
3. Tidak bisa dibebani overload pada waktu yang panjang. Kapasitas PLTD kecil.
4.2. Implikasi
harus di lakukan agar kelangsungan operasi pembangkit listrik tenaga diesel berjalan.
4.3. Saran
Pada penggunaan PLTD alangkah baiknya menggunakan bahan bakar dari gas atau menggunakan biogas karena ramah lingkungan dan dari segi pembakarannya lebih sempurna. Di sisi lain karena pasokan BBM dari tahun ke tahun semakin
berkurang. Selain dari penggunaan biogas, model yang dipakai juga harus yang memiliki keuntungan murah secara ekonomis
yaitu dengan menggunakan model Combustion Air Gas
Integration. Model ini bekerja dengan mencampur udara-bahan bakar gas sebelum memasuki saluran isap atau sebelum
memasuki kompresor-turbocharger apabila mesin diesel yang digunakan adalah Turbocharged system. Model ini tergolong model yang murah karena tidak menggunakan injector maupun pompa bertekanan tinggi, tidak membutuhkan model yang rumit sehingga apabila suplai gas habis atau tersendat system akan langsung bekerja dengan 100% bahan bakar diesel.
DAFTAR PUSTAKA
Ir. Djiteng Marsudi, 2005, Pembangkitan Energi Listrik, Jakarta: Erlangga Ir. Sulasno, 1990, Pusat Pembangkit Tenaga Listrik, Semarang: Satya Wacana
DR. Parsa I Made, M.Pd., 2012, Teknik Pembangkit Energi Listrik, kupang, Bahan Ajar http://irhamninuhardindm.blogspot.com/2011/11/pembangkit-listrik-tenaga-diesel.html http://elektrojiwaku.blogspot.com/2011/04/pembangkit-listrik-tenaga-diesel-pltd.html http://carapedia.com/kerja_diesel_info2560.html
http://eki.blog.ittelkom.ac.id/blog/2011/10/12/821/
