PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA PANAS LAUT BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pembangkit listrik yang terdapat di Indonesia sebagian besar menggunakan sumber daya tidak terbarukan untuk memenuhi kebutuhan listrik masyarakat atau industri, misalnya solar dan batubara. Energi yang tidak terbarukan akan habis seiring dengan penggunaannya secara terus-menerus. Oleh karena itu, sekarang banyak dikembangkannya energi terbarukan yang tidak akan habis dan ramah lingkungan untuk memenuhi kebutuhan akan energi manusia di bumi, misalnya penggunaan panas laut sebagai pembangkit listrik.
Energi yang di pancarkan matahari ke permukaan bumi pada saat matahari bersinar terik di perkirakan 1.000 watt per meter persegi. Dan seperti kita ketahui Bumi kita diliputi oleh lautan sekitar 70 %. Oleh sebab itu lautan merupakan pengumpul energi yang maha luas. Temperatur di permukaan laut menjadi hangat karena panas dari sinar matahari diserap sebagian oleh permukaan laut. Semakin ke dalam energi matahari makin berkurang terserap sehingga di bawah permukaan, temperatur akan turun dengan cukup drastis.
Konversi Energi Panas Laut (Ocean Thermal Energy Conversion) adalah metode untuk menghasilkan energi listrik menggunakan perbedaan temperatur yang berada di antara laut dalam dan perairan dekat permukaan untuk menjalankan mesin kalor. Seperti pada umumnya mesin kalor, efisiensi dan energi terbesar dihasilkan oleh perbedaan temperatur yang paling besar. Perbedaan temperatur antara laut dalam dan perairan permukaan umumnya semakin besar jika semakin dekat ke ekuator. Pada awalnya, tantangan perancangan OTEC adalah untuk menghasilkan energi yang sebesar-besarnya secara efisien dengan perbedaan temperatur yang sekecil-kecilnya.
Permukaan laut dipanaskan secara terus menerus dengan bantuan sinar matahari, dan lautan menutupi hampir 70% area permukaan bumi. Perbedaan temperatur ini menyimpan banyak energi matahari yang berpotensial bagi umat manusia untuk dipergunakan. Jika hal ini bisa dilakukan dengan cost effective dan dalam skala yang besar, OTEC mampu menyediakan sumber energi terbaharukan yang diperlukan untuk menutupi berbagai masalah energi.
Konsep mesin kalor adalah umum pada termodinamika, dan banyak energi yang berada di sekitar manusia dihasilkan oleh konsep ini. Mesin kalor adalah alat termodinamika yang diletakkan di antara reservoir temperatur tinggi dan reservoir temperatur rendah. Ketika kalor mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur rendah, alat tersebut mengubah sebagian kalor menjadi kerja. Prinsip ini digunakan pada mesin uap dan mesin pembakaran dalam, sedangkan pada alat pendingin, konsep tersebut dibalik. Dibandingkan dengan menggunakan energi hasil pembakaran bahan bakar, energi yang dihasilkan OTEC didapat dengan memanfaatkan perbedaan temperatur lautan disebabkan oleh pemanasan oleh matahari.
Siklus kalor yang sesuai dengan OTEC adalah siklus Rankine, menggunakan turbin bertekanan rendah. Sistem dapat berupa siklus tertutup ataupun terbuka. Siklus tertutup menggunakan cairan khusus yang umumnya
bekerja sebagai refrigeran, misalnya ammonia. Siklus terbuka menggunakan air yang dipanaskan sebagai cairan yang bekerja di dalam siklusnya.
B. Rumusan Masalah
1. Bagaimana prinsip kerja PLT-PL dalam menghasilkan listrik? 2. Berapa efisiensi pembangkitan energi panas laut?
3. Apa saja Keuntungan dan kerugian PLT-PL? 4. Sesuaikah apabila diterapkan di Indonesia?
BAB II PEMBAHASAN A. Sejarah OTEC
1881, Jacques Arsene d’Arsonval, fisikawan prancis yang mengajukan konsep konversi energi termal lautan.
1930, George Claude yang membuat pembangkit listrik OTEC pertama kalinya di Kuba. Pembangkit listrik itu menghasilkan listrik 22 kilowatt dengan turbin bertekanan rendah.
1931, Nikola Tesla meluncurkan buku “On Future Motive Power” yang mencakup konversi energi termal lautan. ia beranggapan bahwa hal ini tidak bisa dilakukan dalam skala besar.
1935, Claude membangun pembangkit kedua di atas 10000 ton kargo yang mengapung di atas lepas pantai Brazil. Namun cuaca dan gelombang menghancurkan pembangkit listrik tersebut sebelum bisa menghasilkan energi.
1956, para fisikawan Prancis mendesain 3 megawatt pembangkit listrik OTEC di Abidjan, Pantai Gading. Pembangkit listrik OTEC itu tak pernah selesai karena murahnya harga minyak di tahun 1950an yang membuat pembangkit listrik tenaga minyak lebih ekonomis.
1962, J. Hilbert Anderson dan James H. Anderson, Jr. mendesain sebuah siklus untuk mencapai tujuan yang tidak dicapai Claude. Mereka fokus pada pengembangan desain baru dengan efisiensi yang lebih tinggi.
1967, J. Hilbert Anderson dan James H. Anderson, Jr mematenkan desain siklus tertutup setelah menganalisa masalah yang ditemukan pada desain Claude.
B. Prinsip Kerja
Pembangkit listrik energi termal ini dapat dimanfaatkan jika perbedaan temperatur tersebut cukup besar untuk bisa menghasilkan energi listrik. Perbedaan temperatur antara permukaan yang hangat dengan air laut dalam yang dingin dibutuhkan minimal sebesar 77 derajat Fahrenheit (25 °C) agar dapat dimanfaatkan untuk membangkitkan energi listrik. Teknologi yang digunakan disebut dengan konversi energi panas laut (Ocean Themal Energy Convertion atau OTEC). Pembangkit listrik tenaga panas laut yang telah dikembangkan dibedakan menjadi 3 siklus yaitu:
1. Siklus terbuka
Gambar 1. Siklus Terbuka (http://clubdesargonautes.org)
Pada siklus ini air laut digunakan sebagai sumber energi dan medium kerja. Air hangat dari permukaan laut dipompa kedalam evaporator untuk diuapkan menjadi uap air (gas) yang bertekanan. Uap air tesebut murni tanpa senyawa lain yang terkandung bersamanya dan sisa air laut yang mengandung mineral yang tidak teruapkan dikembalikan lagi ke laut. Uap air akan melewati turbin, dimana turbin tersebut yang akan menggerakkan generator. Setelah melewati turbin, uap air masuk kedalam kondensor untuk dikondensasikan kembali menjadi air. Air keluaran dari kondensor merupakan air tawar yang dapat dimanfaatkan menjadi air minum, air pendingin kondensor atau dikembalikan ke laut.
Kelebihan:
a. Menghasilkan air tawar bisa dikombinasi dengan fungsi lain seperti air minum
b. Tidak berbahaya karena tidak ada zat yang berbahaya c. Produksi listrik stabil
d. Biaya operasi murah Kekurangan:
a. Tekanan uap yang rendah membuat ukuran turbin harus besar b. Efisiensi masih rendah sekitar 1-2%
c. Biaya pembangunan tidak murah 2. Siklus tertutup
Gambar 2. Siklus Tertutup (opotec.jp)
Siklus tertutup menggunakan panas permukaan laut untuk menguapkan fluida pengerak dan menggunakan suhu laut dalam untuk mendinginkan. Zat ini bisa berupa ammonia (NH3), Freon R-22 (CHCLF2), dan gas propan
(C3H6) yang mempunyai titik didih rendah antara -30 sampai -50 derajat
celcius pada tekanan 1 atmosfer dan 30 derajat celcius pada tekanan antara 10-12,5 kg/cm2. Air hangat bersuhu antara 25-30 derajat celcius dipompakan kedalam evaporator. Zat kerja dalam bentuk cair mendidih karena dipanaskan oleh air hangat, kemudian menguap menjadi gas bertekanan 12kg/cm2. Gas bertekanan ini dihantarkan kedalan turbin untuk menggerakan generator sehingga tenaga listrik tercipta. Gas yang dipakai untuk menggerakan turbin didinginkan didalam kondesator dengan zat pendinginnya berupa air laut dalam. Gas tersebut berubah kembali menjadi cair dan dipergunakan lagi seterusnya sehingga siklus ini berputar.
Kelebihan:
a. Tekanan uap tinggi membuat turbin tidak terlalu besar b. Tidak membutuhkan bahan bakar
c. Produksi listrik stabil d. Biaya operasi rendah Kekurangan:
a. Zat medium yang digunakan berbahaya jika terjadi kebocoran b. Biaya pembangunan tidak murah.
c. Efisiensi masih rendah sekitar 1-3% 3. Siklus Hybrid
Gambar 3. Siklus Hybrid (http://clubdesargonautes.org)
Siklus hybrid menggunakan keunggulan sistem siklus terbuka dan tertutup. Siklus hybrid menggunakan air laut yang diletakkan di tangki bertekanan rendah untuk dijadikan uap. Lalu uap tersebut digunakan untuk menguapkan fluida bertitik didih rendah (amonia atau yang lainnya). Uap air laut tersebut lalu dikondensasikan untuk menghasilkan air tawar desalinasi.
C. Penerapan di Indonesia
Dengan luas lautan Indonesia mencapai 5,8 juta km2, mendekati 70% luas keseluruhan wilayah Indonesia, dan dengan letak indonesia di garis khatulistiwa membuat Indonesia tempat yang cocok untuk menerapkan teknologi PLT-PL ini.
Berdasarkan letak penempatan pompa kalor, konversi energi panas laut dapat diklasifikasikan menjadi tiga tipe, konversi energi panas laut landasan darat, konversi energi panas laut terapung landasan permanen, dan konversi energi panas laut terapung kapal. Konversi energi panas laut landasan darat alat utamanya terletak di darat, hanya sebagian kecil peralatan yang menjorok ke laut. Kelebihan sistem ini adalah dayanya lebih stabil dan pemeliharaannya lebih mudah. Kekurangan sistem jenis ini membutuhkan keadaan pantai yang curam, agar tidak memerlukan pipa air dingin yang panjang.Untuk konversi energi panas laut terapung landasan permanen, diperlukan sistem penambat dan sistem transmisi bawah laut, sehingga permasalahan utamanya pada sistem penambat dan teknologi transmisi bawah laut yang mahal. Jenis ini masih dalam taraf penelitian dan pengembangan. Perkembangan teknologi konversi energi panas laut di Indonesia baru mencapai status penelitian, dengan jenis konversi energi panas laut landasan darat dan dengan kapasitas 100 kW, lokasi di Bali Utara.
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
1. Prinsip kerja PLT-PL memanfaatkan perbedaan temperatur yang berada di antara laut dalam dan perairan dekat permukaan untuk menjalankan mesin kalor.
2. PLT-PL dibedakan menjadi tiga : siklus terbuka, siklus tertutup dan siklus hibrid.
3. PLT-PL memiliki efisiensi kecil karena tergantung dari perbedaan suhu dari air laut yang digunakan.
4. PLT-PL cocok digunakan di Indonesia dengan letak Indonesia di garis khatulistiwa dan luas lautan Indonesia yang mencapai 5,8 juta km2.
DAFTAR PUSTAKA
Armand. 2011. Pembangit Listrik Tenaga Panas Laut.
http://armand10dma.blogspot.com/2011/08/pembangit-listrik-tenaga-panas-laut.html (diakses 20 Agustus 2016 )
Cusmix .2009. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Laut.
https://cusmix.wordpress.com/2009/11/10/pltpl/ (diakses 20 Agustus 2016)
Suwasono, W.2009.Teknologi Panas Laut.
http://www.agussuwasono.com/technical-references/iptek/160-teknologi-panas-laut.html
Tari, Suci R. 2013.Prinsip Pemanfaatan Energi Panas Laut Sebagai Sumber Pembangkit Listrik Menurut Perspektif Fisika.
https://www.academia.edu/23254594/PRINSIP_PEMANFAATAN_ENE RGI_PANAS_LAUT_SEBAGAI_SUMBER_PEMBANGKIT_LISTRIK_ MENURUT_PERSPEKTIF_FISIKA
Wikipedia.2016.Konversi Energi Termal Lautan.
https://id.wikipedia.org/wiki/Konversi_energi_termal_lautan (diakses 20 Agustus 2016 )
Sumber Gambar https://opotec.jp
