MACAM-MACAM PEMBANGKIT LISTRIK
May 8, 2013
· by
victor3md· Bookmark the
permalink. ·
MESIN KONVERSI ENERGI
HMKK 537
MACAM-MACAM PEMBANGKIT LISTRIK
DISUSUN OLEH:
NAMA : VICTOR MERE MARIA MANIKAM DAMAI
NIM : H1F110207
KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK MESIN
BANJARBARU
2012
1. SEBUTKAN
PEMBANGKI-PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK ?
A. PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga
Air)
B. PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga
Uap)
Uap yang terjadi dari hasil pemanasan boiler/ketel uap pada Pusat Listrik Tenaga Uap (PLTU) digunakan untuk memutar turbin yang kemudian oleh generator diubah menjadi energi listrik. Energi primer yang digunakan oleh PLTU adalah bahan bakar yang dapat berwujud padat, cair maupun gas. Batubara adalah wujud padat bahan bakar dan minyak merupakan wujud cairnya.
Terkadang dalam satu PLTU dapat digunakan beberapa macam bahan bakar.PLTUmenggunakan siklus uap dan air dalam pembangkitannya. Mula-mula air dipompakan ke dalam pipa air yang mengelilingi ruang bakar ketel. Lalu bahan bakar dan udara yang sudah tercampur disemprotkan ke dalam ruang bakar dan dinyalakan, sehingga terjadi pembakaran yang mengubah bahan bakar menjadi energi panas/ kalor.
Setelah keluar dari turbin tekanan tinggi, uap akan masuk ke dalam Pemanas Ulang yang akan menaikkan suhu uap sekali lagi dengan proses yang sama seperti di Pemanas Lanjut. Selanjutnya uap baru akan dialirkan ke dalam turbin tekanan menengah dan langsung dialirkan kembali ke turbin tekanan rendah. Energi gerak yang dihasilkan turbin tekanan tinggi, menengah dan rendah inilah yang akan diubah wujudnya dalam generator menjadi energi listrik.Dari turbin tekanan rendah uap dialirkan ke kondensor untuk diembunkan menjadi air kembali. Pada kondensor diperlukan air pendingin dalam jumlah besar. Inilah yang menyebabkan banyak PLTU dibangun di daerah pantai atau sungai. Jika jumlah air pendingin tidak mencukupi, maka dapat digunakan cooling tower yang mempunyai siklus tertutup. Air dari kondensor dipompa ke tangki air/deareator untuk mendapat tambahan air akibat kebocoran dan juga diolah agar memenuhi mutu air ketel berkandungan NaCl, Cl,O2 dan derajat keasaman (pH). Setelah itu, air akan melalui Economizer untuk kembali dipanaskan dari energi gas sisa dan dipompakan kembali ke dalam ketel.
Gas dan Uap Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) merupakan kombinasi antara PLTG dan PLTU. Gas buang PLTG bersuhu tinggi akan dimanfaatkan kembali sebagai pemanas uap di ketel penghasil uap bertekanan tinggi.
Ketel uap PLTU yang memanfaatkan gas buang PLTG dikenal dengan sebutan Heat Recovery Steam Generator (HRSG). Umumnya 1 blok PLTGU terdiri dari 3 unit PLTG, 3 unit HRSG dan 1 unit PLTU. Daya listrik yang dihasilkan unit PLTU sebesar 50% dari daya unit PLTG, karena daya turbin uap unit PLTU tergantung dari banyaknya gas buang unit PLTG. Dalam pengoperasian PLTGU, daya PLTG yang diatur dan daya PLTU akan mengikuti saja. PLTGU merupakan pembangkit yang paling efisien dalam
penggunaan bahan bakarnya.Secara umum HRSG tersebut adalah pengganti boiler pada PLTU, yang bekerja untuk menghasilkan uap. Setelah uap dalam ketel cukup banyak, uap tersebut akan dialirkan ke turbin uap dan memutar generator untuk menghasilkan daya listrik. Dan efisiensi PLTGU lebih baik dari pusat listrik termal lainnya mengingat listrik yang dihasilkan merupakan penjumlahan yang dihasilkan PLTG ditambah PLTU tanpa bahan bakar.
D. PLTP (Pembangkit Listrik Tenaga
Panas bumi)
Panas Bumi Panas bumi merupakan sumber tenaga listrik untuk pembangkit Pusat Listrik Tenaga Panas (PLTP). Sesungguhnya, prinsip kerja PLTP sama saja dengan PLTU. Hanya saja uap yang digunakan adalah uap panas bumi yang berasal langsung dari perut bumi. Karena itu, PLTP biasanya dibangun di daerah pegunungan dekat gunung berapi. Biaya operasional PLTP juga lebih murah daripada PLTU, karena tidak perlu membeli bahan bakar, namun memerlukan biaya investasi yang besar terutama untuk biaya eksplorasi dan pengeboran perut bumi.Ilustrasi siklus perubahan energi pada PLTP :Uap panas bumi didapatkan dari suatu kantong uap di perut bumi.
penggerak generator. Setelah menggerakkan turbin, uap akan diembunkan dalam kondensor menjadi air dan disuntikkan kembali ke dalam perut bumi menuju kantong uap. Jumlah kandungan uap dalam kantong uap ini terbatas, karenanya daya PLTP yang sudah maupun yang akan dibangun harus disesuaikan dengan perkiraan jumlah kandungan tersebut. Melihat siklus dari PLTP ini maka PLTP termasuk pada pusat pembangkit yang menggunakan energi terbarukan.
E. PLTD (Pembangkit Listrik Tenaga
Diesel)
Diesel Pusat Listrik Tenaga Diesel (PLTD) berbahan bakar BBM (solar), biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik dalam jumlah beban kecil, terutama untuk daerah baru yang terpencil atau untuk listrik pedesaan. Di dalam perkembangannya PLTD dapat juga menggunakan bahan bakar gas (BBG).Mesin diesel ini menggunakan ruang bakar dimana ledakan pada ruang bakar tersebut menggerak torak/piston yang kemudian pada poros engkol dirubah menjadi energi putar. Energi putar ini digunakan untuk memutar generator yang merubahnya menjadi energi listrik. Untuk meningkatkan efisiensi udara yang dicampur dengan bahan bakar dinaikkan tekanan dan temperaturnya dahulu pada turbo charger. turbo charger ini digerakkan oleh gas buang hasil pembakaran dari ruang bakar.
F. PLTS (Pusat Listrik Tenaga
Surya)
Pada prisipnya panel surya Solar Cell mengubah sinar matahari menjadi energi listrik yang kemudia disimpan dalam batterei atau aki untuk digunakan setiap saat. Digunakan secara besar-besaran, untuk lingkungan tertentu atau satu unit rumah atau bangunan.
G. PLTO (Pembangkit Listrik
Tenaga Ombak)
Salah satu energi di laut tersebut adalah energi ombak yang merupakan sumber energi yang cukup besar. Ombak merupakan gerakan air laut yang turun-naik atau bergulung-gulung, merupakan energi alternatif yang dibangkitkan melalui efek gerakan tekanan udara akibat fluktuasi pergerakan
H.
PLTG (Pembangkit Listrik
Tenaga Gas)
Gas yang dihasilkan dalam ruang bakar pada pusat listrik tenaga gas (PLTG) akan menggerakkan turbin dan kemudian generator, yang akan mengubahnya menjadi energi listrik. Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar PLTG bisa berwujud cair (BBM) maupun gas (gas alam). Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya.Prinsip kerja PLTG adalah sebagai berikut, mulamula udara dimasukkan dalam kompresor dengan melalui air filter/penyaring udara agar partikel debu tidak ikut masuk dalam kompresor tersebut. Pada kompresor tekanan udara dinaikkan lalu dialirkan ke ruang bakar untuk dibakar bersama bahan bakar.
Di sini, penggunaan bahan bakar menentukan apakah bisa langsung dibakar dengan udara atau tidak. Jika menggunakan BBG, gas bisa langsung dicampur dengan udara untuk dibakar. Tapi jika
menggunakan BBM, harus dilakukan proses pengabutan dahulu pada burner baru dicampur udara dan dibakar. Pembakaran bahan bakar dan udara ini akan menghasilkan gas bersuhu dan bertekanan tinggi yang berenergi (enthalpy). Gas ini lalu disemprotkan ke turbin, hingga enthalpy gas diubah oleh turbin menjadi energi gerak yang memutar generator untuk menghasilkan listrik. Setelah melalui turbin sisa gas panas tersebut dibuang melalui cerobong/stack. Karena gas yang disemprotkan ke turbin bersuhu tinggi, maka pada saat yang sama dilakukan pendinginan turbin dengan udara pendingin dari lubang pada turbin. Untuk mencegah korosi turbin akibat gas bersuhu tinggi ini, maka bahan bakar yang digunakan tidak boleh mengandung logam Potasium, Vanadium dan Sodium yang melampaui 1 part per mill (ppm).
Selain dengan cara pengelolaan tersebut di atas ada cara lain yang akan dilakukan oleh Pemerintah Kota Bandung yaitu sampah dimanfaatkan menjadi sumber energi listrik (Waste to Energy)atau yang lebih dikenal dengan PLTSa (Pembangkit Listrik Tenaga Sampah). Konsep Pengolahan Sampah menjadi Energi (Waste to Energy) atau PLTSa (Pembangkit Listrik Tenaga sampah) secara ringkas (TRIBUN, 2007) adalah sebagai berikut :
1. Pemilahan sampah,Sampah dipilah untuk memanfaatkan sampah yang masih dapat di daur ulang. Sisa sampah dimasukkan kedalam tungku Insinerator untuk dibakar.
2. Pembakaran sampah,Pembakaran sampah menggunakan teknologi pembakaran yang memungkinkan berjalan efektif dan aman bagi lingkungan. Suhu pembakaran dipertahankan dalam derajat pembakaran yang tinggi (di atas 1300°C). Asap yang keluar dari pembakaran juga dikendalikan untuk dapat sesuai dengan standar baku mutu emisi gas buang.
3. Pemanfaatan panas,Hasil pembakaran sampah akan menghasilkan panas yang dapat dimanfaatkan untuk memanaskan boiler. Uap panas yang dihasilkan digunakan untuk memutar turbin dan selanjutnya menggerakkan generator listrik.
4. Pemanfaatan abu sisa pembakaran,Sisa dari proses pembakaran sampah adalah abu. Volume dan berat abu yang dihasilkan diperkirakan hanya kurang 5% dari berat atau volume sampah semula sebelum di bakar. Abu ini akan dimanfaatkan untuk menjadi bahan baku batako atau bahan bangunan lainnya setelah diproses dan memiliki kualitas sesuai dengan bahan bangunan.
Dikota-kota besar di Eropah, Amerika, Jepang, Belanda dll waste energy sudah dilakukan sejak
berpuluh tahun lalu, dan hasilnya diakui lebih dapat menyelesaikan masalah sampah. Pencemaran dari PLTSa yang selama ini dikhawatirkan oleh masyarakat sebenarnya sudah dapat diantisipasi oleh negara yang telah menggunakan PLTSa terlebih dahulu. Pencemaran- pencemaran tersebut seperti :
Dioxin adalah senyawa organik berbahaya yang merupakan hasil sampingan dari sintesa kimia pada proses pembakaran zat organik yang bercampur dengan bahan yang mengandung unsur halogen pada temperatur tinggi, misalnya plastic pada sampah, dapat menghasilkan dioksin pada temperatur yang relatif rendah seperti pembakaran di tempat pembuangan akhir sampah (TPA) (Shocib, Rosita, 2005).PLTSa sudah dilengkapi dengan sistem pengolahan emisi dan efluen, sehingga polutan yang dikeluarkan berada di bawah baku mutu yang berlaku di Indonesia, dan tidak mencemari lingkungan.
o Residu
Hasil dari pembakaran sampah yang lainnya adalah berupa residu atau abu bawah (bottom ash) dan abu terbang (fly ash) yang termasuk limbah B3, namun hasil-hasil studi dan pengujian untuk
pemanfaatan abu PLTSa sudah banyak dilakukan di negara-negara lain. Di Singapura saat ini
digunakan untuk membuat pulau, dan pada tahun 2029 Singapura akan memiliki sebuah pulau baru seluas 350 Ha (Pasek, Ari Darmawan, 2007).PLTSa akan memanfaatkan abu tersebut sebagai bahan baku batako atau bahan bangunan.
o Bau
Setiap sampah yang belum mengalami proses akan mengeluarkan bau yang tidak sedap baik saat pengangkutan maupun penumpukkan dan akan mengganggu kenyamanan bagi
masyarakat umum.Untuk menghindari bau yang berasal dari sampah akan dibuat jalan tersendiri ke lokasi PLTSa melalui jalan Tol, di sekeliling bagunan PLTSa akan ditanami pohon sehingga
membentuk greenbelt (sabuk hijau) seluas 7 hektar.
J. PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga
Nuklir)
beroperasi. Proses pembangkit yang menggunakan bahan bakar uranium ini tidak melepaskan partikel seperti CO2, SO2, atau NOx, juga tidak mengeluarkan asap atau debu yang mengandung logam berat yang dilepas ke lingkungan. Oleh karena itu PLTN merupakan pembangkit listrik yang ramah
lingkungan. Limbah radioaktif yang dihasilkan dari pengoperasian PLTN, adalah berupa elemen bakar bekas dalam bentuk padat. Elemen bakar bekas ini untuk sementara bisa disimpan di lokasi PLTN, sebelum dilakukan penyimpanan secara lestari.
K. PLTPS (Pembangkit Listrik
Tenaga Pasang Surut)
Energi pasang surut (tidal energy) merupakan energi yang terbarukan. Prinsip kerja nya sama dengan pembangkit listrik tenaga air, dimana air dimanfaatkan untuk memutar turbin dan mengahasilkan energi listrik.
2. KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN
MASING-MASING PEMBANGKIT
PLTA
Ada beberapa keunggulan dari pembangkit listrik tenaga air (PLTA) yang dapat dirangkum secara garis besar sebagai berikut :
o Respon pembangkit listrik yang cepat dalam menyesuaikan kebutuhan beban. Sehingga pembangkit listrik ini sangat cocok digunakan sebagai pembangkit listrik tipe peak untuk kondisi beban puncak maupun saat terjadi gangguan di jaringan.
o Kapasitas daya keluaran PLTA relatif besar dibandingkan dengan pembangkit energi terbarukan lainnya dan teknologinya bisa dikuasai dengan baik oleh Indonesia.
o PLTA umumnya memiliki umur yang panjang, yaitu 50-100 tahun.
o Bendungan yang digunakan biasanya dapat sekaligus digunakan untuk kegiatan lain, seperti irigasi atau sebagai cadangan air dan pariwisata.
o Bebas emisi karbon yang tentu saja merupakan kontribusi berharga bagi lingkungan.
o Tidak menyebabkan polusi gas rumah kaca Kelemahan PLTA :
o Mebutuhkan inventasi yang besar
o Membutuhkan lahan yang luas untuk membuat pusat listrik yang berkapasitas besar
o Penetapan sumber daya angin dan persetujuan untuk pengadaan ladang angin merupakan proses yang paling lama untuk pengembangan proyek energi angin, dapat memakan waktu hingga 4 tahun dalam kasus ladang angin yang besar yang membutuhkan studi dampak lingkungan yang luas. Memerlukan lapangan yang luas dan terbuka (mengurangi areal pertanian dan bangunan). mengganggu penerimaan sinyal televisi atau transmisi gelombang mikro untuk perkomunikasian. Derau aerodinamis merupakan masalah lingkungan, oleh karena itu kecepatan perputaran rotor perlu dibatasi di bawah 70m/s.
Kelebihan :
o Efisiensi Tinggi.
o Cocok untuk memenuhi beban dasar.
o Daya yang dihasilkan besar.
o Bisa menggunakan segala jenis bahan bakar (cair, padat, atau gas).
o Biaya perawatan murah (penggantian suku cadang tidak terlalu sering).
o Usia mesin lebih lama.
o Tidak terlalu sering diadakan pemeriksaan bagian –bagian turbin
Kekurangan :
o Proses start lama.
o Membutuhkan lahan yang luas.
o Membutuhkan air pendingin yang cukup banyak sehingga biasanyaditempatkan didaerah yang dekat dengan sumber air yang melimpah.
o Investasi awal mahal.
o Proses pembangunan lama.
o Emisi gas buang tidak ramah lingkungan (biasanya untuk bahan bakarbatubara atau residu).
o Fondasi berat
PLTGU
o Dapat memperbaiki efisiensi (dibandingkan yang hanya menggunakan PLTG).
o Daya yang dihasilkan menjadi lebih besar.
o Pembangunan dapat dilakukan secara bertahap (pertama dibangun PLTG danselanjutnya ditambah PLTU).
o Dapat dibangun dengan beberapa turbin gas dan HRSG untuk satu turbin uapsehingga pengoperasian PLTG dapat bergantian tanpa melakukan shutdown pada bagian PLTU.
o Jumlah air pendingin tidak terlalu banyak jika dibandingkan dengan PLTUkonvensional untuk daya yang sama.
o Proses start lebih cepat dibandingkan PLTU konvensional.
o Tidak membutuhkan lahan yang luas.
o Emisi lebih ramah lingkungan karena menggunakan bahan bakar gas
Kerugian:
o Emisi gas buang tidak ramah lingkungan (biasanya untuk bahan bakarbatubara atau residu).
o Proses pembangunan lama.
o Membutuhkan lahan yang luas.
PLTP
Kelebihan :
o Biaya operasional lebih murah daripada PLTU, karena tidak perlu membeli bahan bakar,
o memerlukan biaya investasi yang besar terutama untuk biaya eksplorasi dan pengeboran perut bumi.
PLTD
Kelebihan :
o Penggunaan bahan bakar menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya.
o lokasi bisa dimana saja (pantai sampai pegunungan) dengan kapasitas bisa disesuaikan, malahan di desa terpencil dengan pengguna sedikit,
Kekurangan :
o menggunakan sumber daya alam terbatas/tak terbaharukan/fosil
PLTS
Kelebihannya :
o Memanfaatkan sinar matahari tanpa biaya,
o cocok sekali untuk daerah tropika
o Praktis dan hemat
o Energi yang terbarukan/ tidak pernah habis
o Bersih, ramah lingkungan
o Umur panel sel surya panjang/ investasi jangka panjang
o Sangat cocok untuk daerah tropis seperti Indonesia Kekurangan :
o Ketergantungan oleh sinar matahari, tetapi untuk hal ini diatasi dengan kekuatan penyimpanan aki/baterei
o Biaya awal relatif mahal
PLTO
Kelebihan :
o energi bisa diperoleh secara gratis,
o tidak butuh bahan bakar,
o tidak menghasilkan limbah,
o mudah dioperasikan dan biaya perawatan rendah,
o serta dapat menghasilkan energi dalam jumlah yang memadai
Kekurangan :
o Bergantung pada ombak; kadang dapat energi, kadang pula tidak,
o Perlu menemukan lokasi yang sesuai dimana ombaknya kuat dan muncul secara konsisten.
PLTG
Kelebihan :
o Cocok untuk memenuhi beban puncak
o Fondasi lebih ringan.
o Masa pembangunan cepat.
o Tidak membutuhkan lahan yang luas.
o Bisa dibangun di daerah padat ( pusat kota ).
o Ramah lingkungan.
o Investasi awal cukup murah.
Kekurangan :
o Spare part mahal.
o Perlu sering dilakukan pemeriksaan terhadap area yang dilewati gas panas.
o Daya yang dihasilkan rendah.
o Usia tidak panjang.
o Efisiensi rendah.
o Hanya bisa menggunakan bahan bakar jenis tertentu (cair dan gas).
PLTSa
Kelebihan :
o Keberadaan TPA tidak hanya menguntungkan pengelola tetapi juga masyarakat sekitar. Adanya PLTS membuat masyarakat sekitar TPA dapat menggunakan listrik dengan gratis. Solusi ini dapat mencegah penolakan masyarakat sekitar terhadap keberadaan TPA.
Kekurangan :
o dibutuhkan sampah dalam jumlah besar, yang mengakibatkan diperlukannya beaya tinggi untuk penyediaan sampah itu atau untuk mengganti kekurangan sampah itu dengan energi lain
o proyek tersebut bukan proyek yang mendatangkan untung
o mencemari lingkungan hidup dan mendatangkan penyakit
o akan memicu orang-orang untuk memerbesar produksi sampah
PLTN
Keuntungan :
o Tidak menghasilkan emisi gas rumah kaca (selama operasi normal) – gas rumah kaca hanya dikeluarkan ketika Generator Diesel Darurat dinyalakan dan hanya sedikit menghasilkan gas)
o Tidak mencemari udara – tidak menghasilkan gas-gas berbahaya seperti karbon monoksida, sulfur dioksida, aerosol, mercury, nitrogen oksida, partikulate atau asap fotokimia.
o Sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal)
o Biaya bahan bakar rendah – hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan. Ketersedian bahan bakar yang melimpah – sekali lagi, karena sangat sedikit bahan bakar yang diperlukan Kekurangan :
o Limbah nuklir – limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun
PLTPS
Keuntungan
o Setelah dibangun energi listrik yang dihasilkan bisa dimanfaatkan secara gratis,
o tidak membutuhkan bahan bakar,
o tidak menimbulkan efek rumah kaca,
o produksi listrik stabil karena pasang surut air laut bisa diprediksi.
Kekurangan
o bukan energi masa depan karena memiliki berbagai kelemahan.
o Biaya pembuatan dam mahal dan merusak ekosistem dipesisr pantai.
Pembangkit listrik yg cocok di Indonesia adalah PLTO (Pembangkit Listrik Tenaga Ombak) dan PLTPS (Pembangkit Listrik Tenaga Pasang Surut) di karenakan Indonesia terdiri dari pulau-pulau yang memiliki banyak sekali perairan lautnya. Dan kedua pembangkit itu menggunakan tenaga dari air laut yang bergerak memutarkan turbin yang memutarkan generator yang akan menghasilkan Listrik.
PLTO (Pembangkit Listrik Tenaga Ombak)
