PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
ENERGI GEOTHERMAL
Pentingnya mengembangkan energi panas bumi
Kebutuhan energi (listrik) terus meningkat
Keterbatasan dan menurunnya cadangan energi fosil (migas, batubara)
Potensi panasbumi sangat besar (27.000 MW), pemanfaatannya belum optimal (3%)
Terbaharui secara alami (renewable)
Ramah lingkungan (emisi gas sangat rendah, tidak ada limbah cair)
Pengembangan energi panasbumi akan menguragi ketergantungan pada sumber energi fosil (migas)
TEKNOLOGI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
Dry Steam Plants Ini cara
pertama yang digunakan. Uap air bawah tanah secara langsung digunakan untuk memutar turbin.
Flash Steam Plants
Cara ini adalah yang paling
Binary Cycle Plants
Sistem ini memanfaatkan pertukaran panas antara air panas bawah permukaan ke cairan organic yang memiliki titik didih lebih rendah. Uap yang dihasilkan digunakan untuki memutar turbin. Sistem ini memanfaatkan uap yang suhunya lebih rendah dan menghasilkan emisi lebih rendah dari Flash Steam Plants (2500 F – 3600 F).
Hot Dry Rocks
PRINSIP KERJA DARI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
listrik tenaga panas bumi dapat beroperasi pada suhu yang relatif rendah yaitu berkisar antara 122 s/d 4820 F (50 s/d 2500 C). Banding-kan dengan pembangkit pada PLTN yang akan beroperasi pada suhu sekitar 10220 F atau 5500 C. Inilah salah satu keunggulan pembangkit listrik geothermal. Keuntungan lainnya ialah bersih dan aman, bahkan geothermal adalah yang terbersih dibandingkan dengan nuklir, minyak bumi dan batu bara.
HUBUNGAN ANTAR VARIABEL FISIS DARI PEMBANGKIT
LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
Hubungan variabel fisis yang ada (temperatur dan entropi) digambarkan dalam diagram T-s atau yang sering dikenal dengan nama siklus rankine.
Titik 1 merupakan keadaan fluida yang datang dari sumur produksi. Fluida datang dari sumur produksi adalah fluida dua fasa (campuran uap dan air0 dengan kandungan air sangat tinggi (lebih dari 90%). Untuk mendapatkan fraksi uap yang lebih banyak maka tekanan fluida diturunkan. Proses ini dikenal juga dengan nama flashing. Pada proses flashing temperatur fluida turun bersamaan dengan penurunan tekanan, entalpi tetap, entropi naik dan jumlah fraksi uap meningkat.
T-s bahwa pada titik 2 merupakan fluida dua fasa dengan kandungan fasa uap lebih banyak daripada kandungan fasa cair. Pada titik ini dilakukan pemisahan uap dan cair. Fasa uap diteruskan menuju ke turbin untuk memutar rotor turbin. Sedangkan fasa cair diinjeksikan kembali ke sumur injeksi.
Titik 3 merupakan keadaan uap yang sudah terpisah dari uap. Seperti yang dijekaskan sebelumnya, fasa cair ini diinjeksikan kembali ke sumur injeksi.
Titik 4 merupakan keadaan uap yang telah terpisah dari fasa cair. Seperti yang dijelaskan sebelumnya fasa ini diteruskan menuju ke turbin. Adanya penurunan tekanan (pressure drop) pada sepanjang pipa alir dari separator menuju ke turbin menyebabkan titik 4 tidak segaris dengan titik 2. Seandainya tidak ada pressure drop maka titik 2 dan titik 4 akan segaris.
Titik 5 merupakan titik keluar dari turbin. Titik ini sekaligus titik masuknya fluida ke kondenser. Adanya rugi-rugi daya ketika uap memutar turbin seperti head loss akibat gesekan antar komponen, menyebabkan entropi keluar turbin lebih besar dibanding entropi saat masuk turbin. Andaikan proses ini ideal, maka entropi keluar turbin akan sama dengan entropi masuk turbin (isentropic). Atau titik keluar turbin akan jatuh pada titik 5s. Semakin mendekati isentropic proses ini maka akan semakin tinggi efisiensi yang diperoleh.
Titik 6 merupakan titik masuknya fluida ke kondenser. Fluida yang keluar dari turbin merupakan fluida dua fasa dengan komposisi fasa uap 80% dan fasa cair 20%. Agar menjadi fasa cair semua maka fluida perlu dikondensasi melalui kondenser. Lalu dari kondenser fasa cair akan diinjeksikan lagi ke sumur injeksi.
Titik 7 Merupakan proses penguapan yang terjadi pada menara pendingin yang terjadi saat adanya perpindahan panas setelah fluida melewati kondenser. Terlihat pada diagram T-s titik 7 merupakan fasa uap semua.
Diagram blok proses pada Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi
Skema Proses Pemanasan Air oleh Fluida Panas Bumi dan Alat Penukar Kalor (Heat Exchanger)
KINERJA DARI SISTEM (EFISIENSI) PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA
PANAS BUMI
Efisiensi merupakan persentase parbandingan antara output dengan input.
=
=
Ƞ Energi listrik yang dihasilkanEnergi panasbumi x100
Energi panas bumi (Kcal/detik) = D x dT x P
D = Debit (Liter/Detik)
dT = Perbedaan suhu permukaan air panas dan air dingin (K)
P = Panas Jenis (Kcal/kg)
SPESIFIKASI PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS BUMI
PLTP KAMOJANG
Unit 1 (30 MW)
Uni 2 dan 3 (masing-masing 55MW)
Putaran Turbin sekitar 3000 rpm
Antara kinerja dibandingkan dengan spesifikasi akan berbeda. Kinerja akan berada sedikit dibawah spesifikasi. Karena nilai output akan berada sedikit dibawah nilai input. Ada beberapa hal yang menyebabkan nilai output sedikit dibawah nilai input, yaitu :
maka akan semakin besar pressure drop. Semakin besar pressure drop maka akan semakin kecil kinerja yang dihasilkan. Dan semakin kecil kinerja maka akan semakin berkurang efisiensi nya.
2. Adanya rugi-rugi daya ketika uap memutar turbin seperti head loss akibat gesekan antar komponen, menyebabkan entropi keluar turbin lebih besar dibanding entropi saat masuk turbin. Andaikan proses ini ideal, maka entropi keluar turbin akan sama dengan entropi masuk turbin (isentropic). Semakin mendekati isentropic proses ini maka akan semakin besar kinerja yang dihasilkan. Dan semakin besar kinerja yang dihasilkan maka akan semakin tinggi efisiensi yang diperoleh.
